用于LED广角球泡灯的二次光学透镜及LED广角球泡灯

摘要

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。

说明书

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。