CN103017084B - 用于led广角球泡灯的二次光学透镜及led广角球泡灯 - Google Patents
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Abstract
一种LED广角球泡灯，其所用的二次光学透镜为回转体，包括底面的光线入射面和顶部及四周的四个光线出射面；第一光线出射面将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α（15°≤α≤45°）区域内具有足够的光照，第二光线出射面将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对灯泡正下方与中心轴夹角为α至β（α≤β≤75°）区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，被全反射的光线将在第三光线出射面和第四光线出射面折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ（β≤γ≤180°）区域有足够的光照。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明领域，尤其是实现广角度照明的LED广角球泡灯。
背景技术
随着LED技术的高速发展，LED以其节能、环保等优点，逐渐成为新型绿色照明的首选。由于白炽灯及电子节能灯在日常使用中仍占据着非常高的比例，为了减少浪费，利用现有接口，不需要更换原传统灯具底座和线路的LED球泡灯就应运而生。对于室内照明用LED球泡灯，对其光强分布和亮度的基本要求是：灯泡发光不仅要具备全方向性，而且光强分布要尽量均匀，避免明暗不均，否则使用者就会感到心情压抑。为了规范LED球泡灯生产，美国能源之星于2009年底发布了LED照明的新标准，在标准中规定了全方向LED（也称为无方向灯）的光强分布。在此规定中，灯泡正下方规定是0°的情况下，在其两侧各135°的范围内，其光通量至少要达到灯总光通量的20%，在135°-180°范围内，其光通量至少要达到灯总光通量的5%。也就是在灯泡侧下区270°范围内发光强度大而且要分布均匀，顶部90°范围内光通量不能太小。
众所周知，LED光源由于封装的原因，其发光面最大为180°，半强度角一般最大为140°左右。现有使用的LED球泡灯，大多是将板式LED集成模块光源植入球泡内，发光面窄，无法实现全方位发光。专利号为200920206369.2的中国专利公开了“一种球泡灯”，虽能实现较大角度发光，但是结构复杂，接触面多，不但制作困难，而且散热效果差，使用寿命短，也不适合贴装大功率LED。申请号为201010146167.0的中国发明专利申请公开了“提高光通性的LED球泡灯”，LED模组固定在斜面上，虽然发光角度变大，但球泡灯尾端光通量少，达不到全方位发光要求，同时也存在着结构复杂，制作困难，散热效果差，使用寿命短的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种用于LED广角球泡灯的二次光学透镜，实现对进入二次光学透镜的光线的出射方向控制，达到320°以上的广角发光效果。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种LED广角球泡灯，结构简单，制造成本低，照射光线覆盖度高，实现光线均匀的广角大于等于320°的发光。
为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种用于LED广角球泡灯的二次光学透镜，所述二次光学透镜为回转体，所述二次光学透镜的底面中央设有向上凹面形成LED光线的入射面；所述二次光学透镜的顶面中央设有向下的凹面，凹面的中心设有凸起形成第一光线出射面；连接第一光线出射面和底面的依次为第二光线出射面、第三光线出射面和第四光线出射面，所述第二光线出射面设置于二次光学透镜顶部中央的凹面上，所述第四光线出射面设置于二次光学透镜的四周侧面；第一光线出射面将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α区域内具有足够的光照，15°≤α≤45°；第二光线出射面将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对灯泡正下方与中心轴夹角为α至β区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，α≤β≤75°；被全反射的光线将在第三光线出射面和第四光线出射面折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ区域有足够的光照，β≤γ≤180°。通过对这种蝴蝶翼型截面的二次光学透镜的不同部位的参数的控制，来实现对进入透镜的光线的出射方向控制，达到320°以上的广角发光效果。
作为改进，所述二次光学透镜由PC、PMMA、PP、ABS、PVC或玻璃材料制成。
作为改进，所述二次光学透镜的底面设有定位脚，安装时提供定位的作用，确保光线能够精确进入二次光学透镜。
为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是：一种LED广角球泡灯，包括灯头、设置在灯头上的灯座、设置在灯座上的散热器以及灯体，所述灯体包括透光罩及设于透光罩内部的LED光源组件，所述光源组件包括LED光源和二次光学透镜；所述二次光学透镜为回转体，所述二次光学透镜的底面中央设有向上凹面形成LED光线的入射面；所述二次光学透镜的顶面中央设有向下的凹面，凹面的中心设有凸起形成第一光线出射面；连接第一光线出射面和底面的依次为第二光线出射面、第三光线出射面和第四光线出射面，所述第二光线出射面设置于二次光学透镜顶部中央的凹面上，所述第四光线出射面设置于二次光学透镜的四周侧面；第一光线出射面将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α区域内具有足够的光照，15°≤α≤45°；第二光线出射面将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对灯泡正下方与中心轴夹角为α至β区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，α≤β≤75°；被全反射的光线将在第三光线出射面和第四光线出射面折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ区域有足够的光照，β≤γ≤180°。
作为改进，所述二次光学透镜由PC、PMMA、PP、ABS、PVC或玻璃材料制成。
作为改进，所述LED光源为大功率扩展面光源LED，发光面积大。
作为改进，所述LED光源安装固定在散热器顶面上，LED光源底面与散热器顶面之间设有高导热材料层，使得光源发出的热量可以快速有效的通过散热器导出，保证了整灯的良好散热性能。
作为改进，所述二次光学透镜的底面设有定位脚，所述散热器顶面设有与二次光学透镜定位脚相对应的定位孔。通过二次光学透镜定位脚插入定位孔来对透镜进行安装固定，确保光线能够精确进入二次光学透镜。
作为改进，所述散热器内设置有空腔，所述空腔内设有驱动器。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
1、通过对这种蝴蝶翼型截面的二次光学透镜的不同部位的参数的控制，来实现对进入二次光学透镜的光线的出射方向控制，达到320°以上的广角发光效果；
2、二次光学透镜和光源都直接与散热器基座连接，缩短传热路径，以达到良好的散热效果。
附图说明
图1为球泡灯就够示意图。
图2为二次光学透镜结构示意图。
图3为光线在二次光学透镜内的折射图。
图4为二次光学透镜光线折射区域图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种LED广角球泡灯，包括灯头5、设置在灯头5上的灯座、设置在灯座上的散热器4以及灯体。
所述散热器4为空心结构，外部四周设有散热筋，散热器内部设有用于驱动球泡灯的灯体发光驱动器，驱动器设置在散热器内不但可以节省空间，使球泡灯体积更小，而且有利于驱动器的散热，驱动器的热量可以通过散热器直接散发到外界。
所述灯体包括透光罩1及设于透光罩1内部的LED光源组件。所述透光罩1直接安装固定在散热器顶部，其吸收的热量的可以通过散热器进行快速散热。所述光源组件包括LED光源3和二次光学透镜2。所述LED光源3为大功率扩展面光源LED，其发光面积更大；所述LED光源3安装固定在散热器4顶面上，LED光源3底面与散热器4顶面之间设有高导热材料层，使得LED光源3发出的热量可以快速有效的通过散热器4导出，保证了整灯的良好散热性能。如图1所示，所述二次光学透镜2直接安装固定在散热器4顶部，其吸收的热量的可以通过散热器4进行快速散热；如图2、3所示，所述二次光学透镜2为回转体，所述二次光学透镜2由PC、PMMA、PP、ABS、PVC或玻璃材料制成；所述二次光学透镜2的底面中央设有向上凹面形成LED光线的入射面26，光线入射面26处于二次光学透镜2底部中央部位，所述LED光源3设于所述光线入射面26下方，该光线入射面26作用是将光源折射入射进二次光学透镜2的光线进行折射角扩展处理，避免了中心光强过高；底面外围四周为平面25，在底面的该平面25上设有四个定位脚27，所述散热器4顶面设有与二次光学透镜2定位脚27相对应的定位孔，通过二次光学透镜2定位脚27插入定位孔来对透镜进行安装固定，确保光线能够精确进入二次光学透镜2；所述二次光学透镜2的顶面中央设有向下的凹面，凹面的中心设有凸起形成第一光线出射面21；连接第一光线出射面21和底面的依次为第二光线出射面22、第三光线出射面23和第四光线出射面24，所述第二光线出射面22设置于二次光学透镜2顶部中央的凹面上，所述第四光线出射面24设置于二次光学透镜2的四周侧面；第三光线出射面23用于连接第二光线出射面22和第四光线出射面24，最后使二次光学透镜2的截面呈蝴蝶翼型。如图4所示，第一光线出射面21将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α区域内具有足够的光照，15°≤α≤45°；第二光线出射面22将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对灯泡正下方与中心轴夹角为α至β区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，α≤β≤75°；被全反射的光线将在第三光线出射面23和第四光线出射面24折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ区域有足够的光照，β≤γ≤180°。
本发明通过对这种蝴蝶翼型截面的二次光学透镜2的不同部位的参数的控制，来实现对进入二次光学透镜2的光线的出射方向控制，达到320°以上的广角发光效果；二次光学透镜2和光源都直接与散热器基座连接，缩短传热路径，以达到良好的散热效果。
Claims (9)
1.一种用于LED广角球泡灯的二次光学透镜，其特征在于：所述二次光学透镜为回转体，所述二次光学透镜的底面中央设有向上凹面形成LED光线的入射面；所述二次光学透镜的顶面中央设有向下的凹面，凹面的中心设有凸起形成第一光线出射面；连接第一光线出射面和底面的依次为第二光线出射面、第三光线出射面和第四光线出射面，所述第二光线出射面设置于二次光学透镜顶部中央的凹面上，所述第四光线出射面设置于二次光学透镜的四周侧面；第一光线出射面将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α区域内具有足够的光照，15°≤α≤45°；第二光线出射面将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对球泡灯正下方与中心轴夹角为α至β区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，α≤β≤75°；被全反射的光线将在第三光线出射面和第四光线出射面折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ区域有足够的光照，β≤γ≤180°。
2.根据权利要求1所述的用于LED广角球泡灯的二次光学透镜，其特征在于：所述二次光学透镜由PC、PMMA、PP、ABS、PVC或玻璃材料制成。
3.根据权利要求1所述的用于LED广角球泡灯的二次光学透镜，其特征在于：所述二次光学透镜的底面设有定位脚。
4.一种LED广角球泡灯，包括灯头、设置在灯头上的灯座、设置在灯座上的散热器以及灯体，所述灯体包括透光罩及设于透光罩内部的LED光源组件，所述光源组件包括LED光源和二次光学透镜；其特征在于：所述二次光学透镜为回转体，所述二次光学透镜的底面中央设有向上凹面形成LED光线的入射面；所述二次光学透镜的顶面中央设有向下的凹面，凹面的中心设有凸起形成第一光线出射面；连接第一光线出射面和底面的依次为第二光线出射面、第三光线出射面和第四光线出射面，所述第二光线出射面设置于二次光学透镜顶部中央的凹面上，所述第四光线出射面设置于二次光学透镜的四周侧面；第一光线出射面将光源中心部位具有较高能量的光线折射出射，以保证球泡灯正下方与中心轴夹角为0至α区域内具有足够的光照，15°≤α≤45°；第二光线出射面将面光源距离中心部位较远区域发出的光折射出射，对球泡灯正下方与中心轴夹角为α至β区域的光照进行补充，保证球泡灯照明的均匀性，同时，对于面光源中心及其周围部位发出的光进行全反射，α≤β≤75°；被全反射的光线将在第三光线出射面和第四光线出射面折射出射，以保证与中心轴夹角大于γ区域有足够的光照，β≤γ≤180°。
5.根据权利要求4所述的LED广角球泡灯，其特征在于：所述二次光学透镜由PC、PMMA、PP、ABS、PVC或玻璃材料制成。
6.根据权利要求4所述的LED广角球泡灯，其特征在于：所述LED光源为大功率扩展面光源LED。
7.根据权利要求4所述的LED广角球泡灯，其特征在于：所述LED光源安装固定在散热器顶面上，LED光源底面与散热器顶面之间设有高导热材料层。
8.根据权利要求4所述的LED广角球泡灯，其特征在于：所述二次光学透镜的底面设有定位脚，所述散热器顶面设有与二次光学透镜定位脚相对应的定位孔。
9.根据权利要求4所述的LED广角球泡灯，其特征在于：所述散热器内设置有空腔，所述空腔内设有驱动器。
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