CN105423144A - 一种led灯发光结构 - Google Patents

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杨友国
蔡青连
袁利洪
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs

Abstract

一种LED灯发光结构，包括光源和透镜，所述透镜内设置有容纳LED贴片灯珠的空腔，该空腔包括位于透镜底部的空心圆台和位于透镜中部的空心椭球，空心圆台与空心椭球相连通。所述透镜包括位于底部的基部圆台和位于上部的半椭球，基部圆台的顶面与半椭球的底面相接，空心圆台位于基部圆台内，空心椭球的一部分位于基部圆台内，空心椭球的另一部分位于半椭球内。所述空心圆台的高度为H1，空心椭球的高度为H2，其中，H2：H1的取值范围为2～4。所述空心圆台的高度为H1，基部圆台的高度为H3，其中，H3：H1的取值范围为1.5～2.8。本发明具有结构简单合理、整灯光色均衡，无暗区、光线柔和的特点。

Description

一种LED灯发光结构
技术领域
本发明涉及一种LED灯发光结构。
背景技术
中国专利文献号CN203671430U于2014年06月25日公开了一种LED灯珠，包括一LED光源和一透镜，该透镜对该LED光源发出的光进行光学处理，该透镜具有一入光面和出光面，该入光面有一入光面光学中心轴，该出光面具有一出光面光学中心轴，该LED光源具有一LED光源光学中心轴，该入光面光学中心轴、LED光源光学中心轴均与出光面光学中心轴相互偏离。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、整灯光色均衡，无暗区、光线柔和的LED灯发光结构，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种LED灯发光结构，包括光源和透镜，其结构特征是所述透镜内设置有容纳LED贴片灯珠的空腔，该空腔包括位于透镜底部的空心圆台和位于透镜中部的空心椭球，空心圆台与空心椭球相连通。
所述透镜包括位于底部的基部圆台和位于上部的半椭球，基部圆台的顶面与半椭球的底面相接，空心圆台位于基部圆台内，空心椭球的一部分位于基部圆台内，空心椭球的另一部分位于半椭球内。
所述空心圆台的高度为H1，空心椭球的高度为H2，其中，H2：H1的取值范围为2～4。
所述空心圆台的高度为H1，基部圆台的高度为H3，其中，H3：H1的取值范围为1.5～2.8。
所述基部圆台的高度为H3，半椭圆的高度为H4，其中，H4：H3的取值范围为1.5～2.5。
所述半椭球的最大直径为D1，空心圆台的直径为D2，D1：D2的取值范围为1.25～2。
所述半椭球由外抛物线绕其中轴线旋转围绕而成，空心椭球由内抛物线绕其中轴线旋转围绕而成，半椭球的中轴线与空心椭球的中轴线同轴设置，以半椭球的顶点为坐标原点建立直角坐标系XY，其中，横向为X轴，竖向为Y轴；
则，外抛物线的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-C，C的取值范围为0.5～4。
本发明中的透镜内设置有容纳LED贴片灯珠的空腔，该空腔包括位于透镜底部的空心圆台和位于透镜中部的空心椭球，空心圆台与空心椭球相连通，LED贴片灯珠的最大发光光角范围为120度，经过透镜的作用后，发光光角范围成为了158度，且光照强度均衡。
本发明中的LED贴片灯珠的均光距离达到以透镜为圆心直径达到100～180mm左右，大大减少了LED贴片灯珠的排布距离，使其可以集中排布，节省铝基板或PCB板的使用量，从而达到节省成本，并提高光效的效果。
综上所述，本发明具有结构简单合理、结构简单合理、整灯光色均衡，无暗区、光线柔和的的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的局部剖切示意图。
图2为本发明的坐标示意图。
图3为图1的仰视示意图。
图4为本发明工作时的照亮范围示意图。
图5为本发明的原理分析第一图。
图6为本发明的原理分析第二图。
图7为本发明的原理分析第三图。
图8为本发明的原理分析第四图。
图9为本发明的原理分析第五图。
图10为本发明的原理分析第六图。
图中：1透镜，1.1为外抛物线，2为空心椭球，2.1内抛物线，3为空心圆台，4为LED贴片灯珠。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图4，本LED灯发光结构，包括光源和透镜1，所述透镜1内设置有容纳LED贴片灯珠4的空腔，该空腔包括位于透镜1底部的空心圆台3和位于透镜中部的空心椭球2，空心圆台3与空心椭球2相连通。
在本实施例中，所述透镜1包括位于底部的基部圆台和位于上部的半椭球，基部圆台的顶面与半椭球的底面相接，空心圆台3位于基部圆台内，空心椭球2的一部分位于基部圆台内，空心椭球2的另一部分位于半椭球内。
所述空心圆台3的高度为H1，空心椭球2的高度为H2，其中，H2：H1的取值范围为2～4。
所述空心圆台3的高度为H1，基部圆台的高度为H3，其中，H3：H1的取值范围为1.5～2.8。
所述基部圆台的高度为H3，半椭圆的高度为H4，其中，H4：H3的取值范围为1.5～2.5。
所述半椭球的最大直径为D1，空心圆台3的直径为D2，D1：D2的取值范围为1.25～2。
所述半椭球由外抛物线1.1绕其中轴线旋转围绕而成，空心椭球2由内抛物线2.1绕其中轴线旋转围绕而成，半椭球的中轴线与空心椭球2的中轴线同轴设置，以半椭球的顶点为坐标原点建立直角坐标系XY，其中，横向为X轴，竖向为Y轴；
则，外抛物线1.1的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线2.1的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-C，C的取值范围为0.5～4。
半椭球的中轴线与空心椭球2的中轴线同轴设置。
参见图5，通过上述公式，当内抛物线的切角基本与光线垂直时，发光角以LED贴片灯珠4的最大光线120度计算，发光点向内增加发光角渐变减小，由菲涅尔光损定律得出：基本光损少，无法形成弦光。
参见图6，通过上述公式，当内抛物线的切角基本与光线垂直时，发光角以LED贴片灯珠4垂直度计算，发光点向内增加发光角渐变减小，由菲涅尔光损定律得出：基本光损少，无法形成弦光。
参见图7，通过上述公式，当内抛物线切角基本与光线垂直时，发光角以LED贴片灯珠垂直度计算，发光点向内增加发光角渐变减小，由菲涅尔光损定律得出：基本光损少，无法形成弦光。
参见图8，计算内抛物线与外抛物线的折射角度，通过上述公式，证明角度足够大，LED贴片灯珠的发光角120度,散光角度约为40度,最大发光角为160度。
参见图9，计算内抛物线与外抛物线的折射角度，通过上述公式，证明角度足够大,散光角度约为10度。
参见图10，计算内抛物线与外抛物线的折射角度，通过上述公式，证明角度足够大，LED贴片灯珠的发光角60度,散光角度约为30度,中间发光角为90度。
应用例一
当C＝1.82mm，H1＝1mm，H3＝2mm时，
有：外抛物线的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-1.82。
应用例二
当C＝2.15mm，H1＝1mm，H3＝2.8mm时，
有：外抛物线的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-2.15。
应用例三
当C＝3.5mm，H1＝1.25mm，H3＝3.5mm时，
有：外抛物线的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-3.5。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种LED灯发光结构，包括光源和透镜(1)，其特征是所述透镜(1)内设置有容纳LED贴片灯珠(4)的空腔，该空腔包括位于透镜(1)底部的空心圆台(3)和位于透镜中部的空心椭球(2)，空心圆台(3)与空心椭球(2)相连通。
2.根据权利要求1所述的LED灯发光结构，其特征是所述透镜(1)包括位于底部的基部圆台和位于上部的半椭球，基部圆台的顶面与半椭球的底面相接，空心圆台(3)位于基部圆台内，空心椭球(2)的一部分位于基部圆台内，空心椭球(2)的另一部分位于半椭球内。
3.根据权利要求2所述的LED灯发光结构，其特征是所述空心圆台(3)的高度为H1，空心椭球(2)的高度为H2，其中，H2：H1的取值范围为2～4。
4.根据权利要求2所述的LED灯发光结构，其特征是所述空心圆台(3)的高度为H1，基部圆台的高度为H3，其中，H3：H1的取值范围为1.5～2.8。
5.根据权利要求2所述的LED灯发光结构，其特征是所述基部圆台的高度为H3，半椭圆的高度为H4，其中，H4：H3的取值范围为1.5～2.5。
6.根据权利要求2所述的LED灯发光结构，其特征是所述半椭球的最大直径为D1，空心圆台(3)的直径为D2，D1：D2的取值范围为1.25～2。
7.根据权利要求2至6任一所述的LED灯发光结构，其特征是所述半椭球由外抛物线(1.1)绕其中轴线旋转围绕而成，空心椭球(2)由内抛物线(2.1)绕其中轴线旋转围绕而成，半椭球的中轴线与空心椭球(2)的中轴线同轴设置，以半椭球的顶点为坐标原点建立直角坐标系XY，其中，横向为X轴，竖向为Y轴；
则，外抛物线(1.1)的轨迹公式为：Y＝0.035X2-1.755X；
内抛物线(2.1)的轨迹公式为：Y＝-0.888X2+3.303X-C，C的取值范围为0.5～4。
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