CN107830464A - 一种led吸顶灯及其实现方法 - Google Patents

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陈欣平
胡太荣
徐国栋
罗婷
李毅伟
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Abstract

本发明公开了一种LED吸顶灯，包括外框，LED铝基板模组与背板连接，扩散板设置在背板上方，螺丝穿过背板边缘的螺丝孔、扩散板后锁入外框，驱动设置在背板的腔体内，通过螺丝锁入背板。本发明还公开了一种LED吸顶灯的实现方法。本发明具有结构简单、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、透光率高、节约能源及满足DLC标准等特点。

Description

一种LED吸顶灯及其实现方法
技术领域
本发明涉及LED灯技术，具体来说是一种LED吸顶灯及其实现方法。
背景技术
LED吸顶灯是一款高档的室内照明灯具，整个灯具设计美观简洁、大气豪华，既有良好的照明效果，又能给人带来美的感受。LED吸顶灯设计独特，光经过高透光率的导光板后形成一种均匀的平面发光效果，照度均匀性好、光线柔和、舒适而不失明亮，可有效缓解眼疲劳。已经广为欧美客商青睐，大量外商都在求购品质好、服务好、价格好的吸顶灯产品和供应商；其看似只是款简单的照明灯具，但是由于其很高的市场定位决定了客户对这款产品的品质要求极为苛刻，加上产品本身涉及到材料、光学、结构、五金、电子等多个领域，一般公司没有完整的开发团队和足够的开发经验以及后续的供应链管理能力，很难真正开发成功，加之对市场要求认识不明确，存在以下几个缺点：
生产：结构复杂、不易装配、生产效率低，成本高；
厚度：因采用直下式贴片方式，产品的厚度相对侧入式会高出很多；
品味：因灯珠颗数间隔相对较大，使得在扩散板上的成像面，出现明暗区域，品味相对侧入式差。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、透光率高、节约能源及满足DLC标准的LED吸顶灯。
本发明的另一目的在于提供一种LED吸顶灯的实现方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种LED吸顶灯，包括外框，LED铝基板模组与背板连接，扩散板设置在背板上方，螺丝穿过背板边缘的螺丝孔、扩散板后锁入外框，驱动设置在背板的腔体内，通过螺丝锁入背板。
所述LED铝基板模组通过胶水粘接在背板上。
所述LED铝基板模组上分布若干LED发光芯片，LED发光芯片按照LED铝基板中心线排布，且排布间隔＞10mm。
所述背板设计成楔形，LED铝基板模组的LED灯珠通过胶水粘接曲面上。
所述背板斜面为曲面，形状满足线性函数F(x，y)要求。
所述扩散板材质为塑料，内部填充着直径2um-10um各向同性的匀质小球。
上述的LED吸顶灯的实现方法，包括以下步骤：
(1)、Mie散射现象：当入射到散射体粒子上的自然光与散射体粒子线度接近时，各项同性的球形散射体粒子对光波的散射作用，此现象称为Mie散射现象；
(2)、光源设置：LED铝基板模组中的LED光源数量为若干颗，按照一定间隔分布在铝基板上；
(3)、3D建模：背板设置楔形，楔形表面设置为反射面，其面型满足线性方程F(x，y)；LED铝基板模组粘贴在反射面的几何中心位置，光线穿过扩散板，而扩散板采用悬空结构设置架设在相邻的两个LED铝基板模组光线在空间叠加处，光线在空气中交叉混光，扩散板内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球，直径与LED发光波长处于同一个线度，满足Mie散射现象；光在微结构小球表面产生散射，使得透射光线均匀柔和；
(4)、调整好反射面曲率，改变光线传播方向，使光分布满足步骤整体光斑均匀效果。
所述步骤(1)中的Mie散射，α无量纲尺度数，当α＝π*d/λ；其中，d为光扩散剂直径，λ入射光波长，当无量纲尺度数α≥0.1时产生Mie散射现象。
为了大幅度提升光学透光率，减少LED光源颗数降低成本，采用了运用Mie散射技术、反射和折射技术结合，创造性的使用，使得组装工序简单，且光学透光率高达90％，光源成本节省30％-50％，生产成本节省10％-30％；本发明实相对于现有技术具有以下优势：
1、LED铝基板模组上的LED芯片分布线性排列，最大限度增加散热。
2、背板设计成楔形，LED灯珠通过胶水粘接曲面上；水平界面以上的光线在空间交互，与扩散板之间一一映射。使得扩散板整体光斑出光效果均匀。
3、背板设计成楔形，设计其斜面为曲面，形状满足线性函数F(x，y)要求；而曲面的表面满足高斯漫射条件，调整方程参数和高斯散射角度让水平界面以下的光线通过曲面漫反射到扩散板上；使得扩散板整体光斑出光效果均匀。
4、扩散板内部填充着直径2um-10um各向同性的匀质小球，具有高透过率和散射效果，同时也起到了较好防眩效果。
5、厚度保持和侧入式相当，其克重比原先降低35％以上，结构简单、组装成本降低。
6、操作工艺简单，省去了导光板、螺丝的组装，降低生产中对装配精度的要求，生产成本降低。
附图说明
图1为一种LED吸顶灯的爆炸图；
图2为本发明中背板的楔形反射设计示意图；
图3为本发明扩散板位置设计示意图
图4为本发明中扩散板中扩散剂的工作原理示意图。
图5为本发明中LED铝基板上LED芯片排布示意图
图中标号与名称如下：
1 外框 2 LED铝基板模组
3 背板 4 扩散板
5 螺丝 6 驱动
7 匀质小球 8 LED发光芯片
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1～4所示，一种LED吸顶灯，包括外框，LED铝基板模组与背板连接，扩散板设置在背板上方，螺丝穿过背板边缘的螺丝孔、扩散板后锁入外框，驱动设置在背板的腔体内，通过螺丝锁入背板。
本实施例中LED铝基板模组通过胶水粘接在背板上。LED铝基板模组上分布若干LED发光芯片，LED发光芯片按照LED铝基板中心线排布，且排布间隔＞10mm。
本实施例中背板设计成楔形，LED铝基板模组的LED灯珠通过胶水粘接曲面上；背板斜面为曲面，形状满足线性函数F(x，y)要求。
本实施例中扩散板材质为塑料，内部填充着直径2um-10um各向同性的匀质小球。
上述的LED吸顶灯的实现方法，包括以下步骤：
(1)、Mie散射现象：当入射到散射体粒子上的自然光与散射体粒子线度接近时，各项同性的球形散射体粒子对光波的散射作用，此现象称为Mie散射现象；
(2)、光源设置：LED铝基板模组上分布若干LED发光芯片，LED发光芯片按照LED铝基板中心线排布，且排布间隔＞10mm；
(3)、3D建模：背板设置楔形，楔形表面设置为反射面，其面型满足线性方程F(x，y)；LED铝基板模组粘贴在反射面的几何中心位置，光线穿过扩散板，而扩散板采用悬空结构设置架设在相邻的两个LED铝基板模组光线在空间叠加处，光线在空气中交叉混光，扩散板内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球，直径与LED发光波长处于同一个线度，满足Mie散射现象；光在微结构小球表面产生散射，使得透射光线均匀柔和；
(4)、调整好反射面曲率，改变光线传播方向，使光分布满足步骤整体光斑均匀效果。
所述步骤(1)中的Mie散射，α无量纲尺度数，当α＝π*d/λ；其中，d为光扩散剂直径，λ入射光波长，当无量纲尺度数α≥0.1时产生Mie散射现象。。
本实施例中的光扩散剂为道康宁30-424，白色有机硅粉末，如图2所示，光线经过扩散剂后改变方向，经过上述方法计算，调整好反射器自由曲面曲率，满足需求。
采用上述结构和方法，大幅度提升光学透光率，减少LED光源颗数降低成本，采用了运用Mie散射技术、反射和折射技术结合，创造性的去除导光板，使得组装工序简单，且光学透光率高达85％，光源成本节省30％-50％，生产成本节省10％-30％。
对比实施例1
本实施例采用3种直下式结构对比，1～2种结构为现有技术中的光学结构，大致结构如下：
(1)、LED基板+透镜+扩散板；光学透光率74％，均匀度80％；
(2)、LED基板+反光纸+扩散板；光学透光率80％，均匀度60％；
第3种结构为实施例1中的结构，对比数据如下表：
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED吸顶灯，其特征在于：包括外框，LED铝基板模组与背板连接，扩散板设置在背板上方，螺丝穿过背板边缘的螺丝孔、扩散板后锁入外框，驱动设置在背板的腔体内，通过螺丝锁入背板。
2.根据权利要求1所述的LED吸顶灯，其特征在于：所述LED铝基板模组通过胶水粘接在背板上。
3.根据权利要求2所述的LED吸顶灯，其特征在于：所述LED铝基板模组上分布若干LED发光芯片，LED发光芯片按照LED铝基板中心线排布，且排布间隔＞10mm。
4.根据权利要求3所述的LED吸顶灯，其特征在于：所述背板设计成楔形，LED铝基板模组的LED灯珠通过胶水粘接曲面上。
5.根据权利要求4所述的LED吸顶灯，其特征在于：所述背板斜面为曲面，形状满足线性函数F(x，y)要求。
6.根据权利要求5所述的LED吸顶灯，其特征在于：所述扩散板材质为塑料，内部填充着直径2um-10um各向同性的匀质小球。
7.根据权利要求1～6任一项所述的LED吸顶灯的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、Mie散射现象：当入射到散射体粒子上的自然光与散射体粒子线度接近时，各项同性的球形散射体粒子对光波的散射作用，此现象称为Mie散射现象；
(2)、光源设置：LED铝基板模组中的LED光源数量为若干颗，按照一定间隔分布在铝基板上；
(3)、3D建模：背板设置楔形，楔形表面设置为反射面，其面型满足线性方程F(x，y)；LED铝基板模组粘贴在反射面的几何中心位置，光线穿过扩散板，而扩散板采用悬空结构设置架设在相邻的两个LED铝基板模组光线在空间叠加处，光线在空气中交叉混光，扩散板内部均匀填充着扩散剂，扩散剂为一种散射粒子，其直径约2um-10um各向同性的匀质小球，直径与LED发光波长处于同一个线度，满足Mie散射现象；光在微结构小球表面产生散射，使得透射光线均匀柔和；
(4)、调整好反射面曲率，改变光线传播方向，使光分布满足步骤整体光斑均匀效果。
8.根据权利要求7所述的LED吸顶灯的实现方法，其特征在于：所述步骤(1)中的Mie散射，α无量纲尺度数，当α＝π*d/λ；其中，d为光扩散剂直径，λ入射光波长，当无量纲尺度数α≥0.1时产生Mie散射现象。
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