本發(fā)明涉及一種LED泡燈，特別是指一種雙泡殼的LED泡燈。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的白熾燈發(fā)光角度比較大，但是相對(duì)LED燈來(lái)說(shuō)，能耗高使用壽命短，現(xiàn)在歐美地區(qū)的市場(chǎng)很需要大角度的LED泡燈來(lái)替代傳統(tǒng)的白熾燈，同時(shí)希望外形與傳統(tǒng)的白熾燈相似。

LED是一種采用電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料制作而成，具有電壓低、效能高、單色性好、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時(shí)間短、壽命長(zhǎng)、不污染環(huán)境等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于照明、裝飾等領(lǐng)域中。一種基于LED芯片的LED泡燈便應(yīng)運(yùn)而生，該種LED泡燈與傳統(tǒng)白熾泡燈的一個(gè)重要區(qū)別點(diǎn)是將泡燈內(nèi)的發(fā)光體由LED芯片替代。但是LED芯片的發(fā)光角一般只有120度左右，并且大都存在刺眼的問(wèn)題，要達(dá)到較大的發(fā)光角度，需通過(guò)透鏡的發(fā)散讓角度變大，但是通過(guò)透鏡發(fā)出的光一般不均勻，視覺(jué)上會(huì)有明顯的明暗光線，因此，普通的LED燈達(dá)不到市場(chǎng)的要求。

為了改善現(xiàn)有LED泡燈發(fā)光角度小，發(fā)光不均勻的缺陷，業(yè)界進(jìn)行了各種改革，如申請(qǐng)?zhí)枮?01410032322.4的發(fā)明專利，其公開(kāi)了一種具有雙層泡殼的LDE燈，該燈的燈體一端設(shè)有燈頭，另一端安裝有小泡殼以及罩在該小泡殼外側(cè)的大泡殼，該燈體的內(nèi)部空間安裝有電器元件；在該小泡殼的底面處安裝有LED芯片，且小泡殼的底面高于大泡殼的底面一定距離。該結(jié)構(gòu)使LED芯片的光線經(jīng)過(guò)兩層泡殼的逐次擴(kuò)散作用，可以擴(kuò)大整燈的發(fā)光角度。

由于LED芯片散熱是決定發(fā)光效率與壽命的問(wèn)題，上述具有雙層泡殼的LED燈為保證良好的散熱，其燈座需設(shè)置較大的體積以保證LED的散熱效率，因此，上述具有雙層泡殼的LED燈的燈體顯得較為厚重，與傳統(tǒng)的白熾燈泡燈在外形上仍存在較大的區(qū)別。其次，上述具有雙層泡殼的LED燈的LED芯片經(jīng)兩層乳白泡殼的逐漸擴(kuò)散，整燈的有效流明會(huì)嚴(yán)重虧損，且擴(kuò)散角度也只能達(dá)到250度左右，即使增加反光杯，其發(fā)光角度也只能達(dá)到270左右。

有鑒于此，本設(shè)計(jì)人針對(duì)上述具有雙層泡殼的LED燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上未臻完善所導(dǎo)致的諸多缺失及不便，而深入構(gòu)思，且積極研究改良試做而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種照射角度大，以LED為光源且外形與白熾燈外形更相近的雙泡殼的LED泡燈。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種雙泡殼的LED泡燈，其包括燈頭、配合在燈頭頂部的燈座、驅(qū)動(dòng)LED芯片工作的線路板、設(shè)置在燈座頂部的柱狀基座、設(shè)置柱狀基座外圈內(nèi)泡殼、以及設(shè)置在內(nèi)泡殼外圈的外泡殼，所述柱狀基座由燈座往上漸縮，該柱狀基座內(nèi)部形成一散熱通道，柱狀基座外圈等間距設(shè)置有至少三列LED燈條，各LED燈條上分布有多個(gè)LED芯片，各LED芯片與內(nèi)泡殼的間距D＞0，該內(nèi)泡殼的頂端設(shè)有與散熱通道相通的出風(fēng)口，外泡殼的頂端設(shè)有與出風(fēng)口相對(duì)的通風(fēng)口。

進(jìn)一步，所述內(nèi)泡殼為下寬上窄的圓錐體。

進(jìn)一步，所述內(nèi)泡殼對(duì)應(yīng)各LED燈條的位置分別形成一外凸區(qū)，該內(nèi)泡殼對(duì)應(yīng)相鄰兩LED燈條之間的位置分別形成一內(nèi)凹區(qū)，內(nèi)凹區(qū)與外凸區(qū)圓弧過(guò)度。

進(jìn)一步，所述內(nèi)泡殼的外凸區(qū)為一弧面。

進(jìn)一步，各LED燈條以各LED芯片光線延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為圓心O，LED芯片的發(fā)光寬度L為弦長(zhǎng)，發(fā)光角度為120°，入射角0°≤θ₁＜45°，內(nèi)泡殼弧面的弧長(zhǎng)AB滿足以下條件：

①圓心為O點(diǎn)；

②半徑R＝OA，且

③OA與OB的夾角≥120°；

④

進(jìn)一步，所述內(nèi)泡殼外凸區(qū)為一平面。

進(jìn)一步，所述內(nèi)泡殼的內(nèi)凹區(qū)為一弧面。

進(jìn)一步，所述柱狀基座為散熱鋁件。

進(jìn)一步，所述燈座鄰接燈頭的下端緣分布有進(jìn)風(fēng)口。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明通過(guò)在下寬上窄的柱狀基座上設(shè)置多列LED燈條，可大幅度擴(kuò)大發(fā)光面積，再配合罩蓋在LED燈條外起到均光和防眩光作用的內(nèi)泡殼，及配合在內(nèi)泡殼外具有防塵及安全保護(hù)作用的透明外泡殼，這樣LED芯片的光線經(jīng)過(guò)內(nèi)泡殼及外泡殼的逐次擴(kuò)散作用，從而使整燈的發(fā)光角度大于300°，并且光線柔和均勻，符合能源之星對(duì)泡燈角度的標(biāo)準(zhǔn)。相較于現(xiàn)有雙層泡殼的LED燈，其發(fā)光范圍更廣；本發(fā)明柱狀基座呈縱向設(shè)置，使各LED燈條實(shí)現(xiàn)立體分布于雙泡殼內(nèi)，如此形成的泡燈不會(huì)出現(xiàn)厚重的燈座，因此，與傳統(tǒng)白熾燈的外觀更為接近。

特別是，本發(fā)明根據(jù)涅菲爾公式、LED芯片形狀和結(jié)構(gòu)性價(jià)比設(shè)計(jì)出具有透鏡功能的內(nèi)泡殼，該功能可有效提高內(nèi)泡殼的透光性，從而讓整燈的發(fā)光角度大于300°，且光線柔和均勻，符合能源之星對(duì)泡燈角度的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，減少了有效流明的損失，提高整燈的光效。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的外觀示意圖。

圖2為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的縱向剖視圖。

圖3為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的光照示意圖。

圖4為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的橫向剖視圖。

圖5為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的光照示意圖。

圖6為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的橫向剖視圖。

圖7為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的橫向剖視圖。

圖8為反射率隨入射角θ₁變化的函數(shù)曲線。

圖9為本發(fā)明在C0-C180狀態(tài)時(shí)光分布測(cè)試圖。

圖10為本發(fā)明在C90-C270狀態(tài)時(shí)光分布測(cè)試圖。

圖11為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(內(nèi)+外乳白泡殼)在C0-C180狀態(tài)時(shí)所測(cè)得的光分布示意圖。

圖12為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(內(nèi)+外乳白泡殼)在C90-C270狀態(tài)時(shí)所測(cè)得的光分布示意圖。

圖13為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(無(wú)內(nèi)泡殼)在C0-C180狀態(tài)時(shí)所測(cè)得的光分布示意圖。

圖14為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(無(wú)內(nèi)泡殼)在C90-C270狀態(tài)時(shí)所測(cè)得的光分布示意圖。

圖15為本發(fā)明雙層泡殼的LED泡燈LED-A60(無(wú)泡殼)在C45(Max)、C0-C180、及C90-C270時(shí)所測(cè)得的光分布圖。

圖16為本發(fā)明雙層泡殼的LED泡燈LED-A60(具有透鏡功能的內(nèi)泡殼)在C45(Max)、C0-C180、及C90-C270時(shí)所測(cè)得的光分布圖。

圖17為本發(fā)明雙層泡殼的LED泡燈LED-A60(內(nèi)泡殼無(wú)透鏡功能)在C45(Max)、C0-C180、及C90-C270時(shí)所測(cè)得的光分布圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本發(fā)明揭示了一種雙泡殼的LED泡燈，如圖1至圖7為本發(fā)明的三個(gè)較佳實(shí)施例，三個(gè)實(shí)施例的雙泡殼LED泡燈均包括燈頭1、配合在燈頭1頂部的燈座2、驅(qū)動(dòng)LED芯片工作的線路板3、設(shè)置在燈座2頂部的柱狀基座4、設(shè)置柱狀基座4外圈內(nèi)泡殼5、以及設(shè)置在內(nèi)泡殼5外圈的外泡殼6。燈座2鄰接燈頭1的下端緣分布有進(jìn)風(fēng)口21，所述柱狀基座4是由燈座2往上漸縮的散熱鋁件，該柱狀基座4內(nèi)部形成一散熱通道7，柱狀基座4外圈等間距設(shè)置有至少三列LED燈條8(如各圖所示，三個(gè)實(shí)施例均以4列LED燈條8為例進(jìn)行說(shuō)明)，各LED燈條8上分布有多個(gè)LED芯片81，各LED芯片81與內(nèi)泡殼5的間距D＞0，該內(nèi)泡殼5的頂端設(shè)有與散熱通道7相通的出風(fēng)口51，外泡殼6的頂端設(shè)有與出風(fēng)口51相對(duì)的通風(fēng)口61，當(dāng)LED燈條8工作時(shí)，泡燈內(nèi)的熱空氣會(huì)通過(guò)散熱鋁件從散熱通道7的頂部排出，散熱通道7的底部與燈座2的進(jìn)風(fēng)口21相通，散熱通道7的頂部與內(nèi)泡殼5的出風(fēng)口51及外泡殼6的通風(fēng)口61相通，呈上小下大的散熱通道會(huì)使散熱器腔室內(nèi)的空氣產(chǎn)生溫差，從而加快氣體的流動(dòng)，也就是說(shuō)，本發(fā)明的散熱主要是通過(guò)氣流實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，燈座2也可進(jìn)行散熱，相對(duì)現(xiàn)有雙層泡殼的LED燈僅采用的散熱鰭片的接觸散熱，本發(fā)明的散熱效率更高，散熱效果更佳，更利于LED燈珠的使用壽命。

本發(fā)明通過(guò)在下寬上窄的柱狀基座4上設(shè)置多列LED燈條8，再配合罩蓋在LED燈條8外起到均光和防眩光作用的內(nèi)泡殼5，及配合在內(nèi)泡殼5外具有防塵及安全保護(hù)作用的透明外泡殼6，這樣LED芯片81的光線經(jīng)過(guò)內(nèi)泡殼5及外泡殼6的逐次擴(kuò)散作用，從而使整燈的發(fā)光角度更大，相較于現(xiàn)有雙層泡殼的LED燈，其發(fā)光范圍更廣，流明更高；本發(fā)明柱狀基座4呈縱向設(shè)置，使各LED燈條8實(shí)現(xiàn)立體分布于雙泡殼5、6內(nèi)，如此形成的泡燈不會(huì)出現(xiàn)厚重的燈座，因此，與傳統(tǒng)白熾燈的外觀更為接近。

本發(fā)明三個(gè)實(shí)施例的不同之處在于所述內(nèi)泡殼5的結(jié)構(gòu)不同。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明第一實(shí)施例中，內(nèi)泡殼5對(duì)應(yīng)各LED燈條8的位置分別形成一外凸區(qū)52，該內(nèi)泡殼5對(duì)應(yīng)相鄰兩LED燈條8之間的位置分別形成一內(nèi)凹區(qū)53，內(nèi)凹區(qū)53與外凸區(qū)52采用圓弧過(guò)度，本實(shí)施例中，內(nèi)泡殼5的各外凸區(qū)52和各內(nèi)凹區(qū)53均為一弧面。

如圖5及圖6所示，本發(fā)明的第二實(shí)施例中，內(nèi)泡殼5對(duì)應(yīng)各LED燈條8的位置分別形成一外凸區(qū)52，該內(nèi)泡殼5對(duì)應(yīng)相鄰兩LED燈條8之間的位置分別形成一內(nèi)凹區(qū)53，內(nèi)凹區(qū)53與外凸區(qū)52采用圓弧過(guò)度，本實(shí)施例中，內(nèi)泡殼5的各外凸區(qū)52為一平面，各內(nèi)凹區(qū)53為一弧面。

如圖7所示，本發(fā)明的第三實(shí)施例中，內(nèi)泡殼5為下寬上窄的圓錐體。

上述三個(gè)實(shí)施例的內(nèi)泡殼5相較于將LED芯片設(shè)計(jì)在燈座底面的現(xiàn)有雙層泡殼的LED燈，其發(fā)光角度明顯增大，為了進(jìn)一步提高整燈的光效，減少流明損失，根據(jù)菲涅爾公式，由圖4可知，LED芯片81的發(fā)光方式是以O(shè)點(diǎn)為圓心，LED芯片81的發(fā)光寬度L為弦長(zhǎng)，角度為120°的扇形照射。根據(jù)菲涅爾公式可求出折射的能量與入射能量(正比于亮度)之比的公式，推導(dǎo)過(guò)程如下：

設(shè)：內(nèi)泡殼5的折射率為n，入射能量為I₁，反射能量為I'₁，折射能量I₂，入射角為θ₁，折射角為θ₂；入射光振幅的平行分量(平行于入射光與反射光構(gòu)成的平面)為A_p1，反射光振幅的平行分量為A'_p1，折射光振幅的平行分量為A_p2；入射光振幅的垂直分量為A_s1，反射光振幅的垂直分量為A'_s1，折射光振幅的垂直分量為A_s2；亮度I同法設(shè)置上下標(biāo)。

根據(jù)菲尼爾公式：

又因?yàn)?/p>

以及

所以

又由于有所以

同理，

又因?yàn)椋簊inθ₁＝n sinθ₂

由此可知，光的透過(guò)率隨著入射角的減小而升高。

為了便于理解，如圖8所示所繪的反射率隨入射角θ₁變化的函數(shù)曲線。這一曲線是當(dāng)空氣中的入射光波投射到折射率為1.73的玻璃上反射時(shí)，經(jīng)計(jì)算得到的。圖8中，圖示表面，當(dāng)θ₁＝0°時(shí)，即垂直入射在界面上時(shí)，光反射得最少，透射得很多，在θ₁＜45°的區(qū)域光反射的增加很緩慢，投射的減少很緩慢，約等于垂直入射的值。但是在45°≤θ₁≤90°的區(qū)域，光反射得越來(lái)越多，折射的越來(lái)越少。

總結(jié)，入射角在0≤θ₁＜45°時(shí)，光的透光性最高。故設(shè)計(jì)內(nèi)泡殼5時(shí)，為了到達(dá)理想的透光性，光與泡殼的入射角要在0≤θ₁＜45°這個(gè)范圍內(nèi)。

因此罩蓋在LED芯片81外的內(nèi)泡殼5設(shè)計(jì)呈圓弧為最佳(如實(shí)施例1)；且該圓弧AB滿足以下幾點(diǎn)：

①圓心為O點(diǎn)；

②半徑R＝OA，且

③OA與OB的夾角≥120°；

④

如圖9至圖17所示，為對(duì)同樣型號(hào)LED-A60(即燈的最大直徑為60mm)的現(xiàn)有普通LED燈與本發(fā)明結(jié)構(gòu)LED泡燈的發(fā)光角度的測(cè)試過(guò)程及測(cè)試結(jié)果。測(cè)試機(jī)器采用浙江三色光分布測(cè)試儀，標(biāo)準(zhǔn)采用北美工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《ANSI C78.379射燈光角度標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定發(fā)光角度為半光強(qiáng)角，即達(dá)到最大光強(qiáng)一半以上的位置才能算有效角度。測(cè)試過(guò)程為，將燈裝在浙江三色光分布測(cè)試儀上，光線收集儀9會(huì)繞燈轉(zhuǎn)一圈來(lái)收集光線，如圖9所示，在燈具的C0-C180狀態(tài)，光線收集儀9繞燈轉(zhuǎn)一圈，就收集到了燈具在這個(gè)軸線所有的光線，呈現(xiàn)在測(cè)試報(bào)告C0-C180這個(gè)光分布。等這一軸線測(cè)試好后，LED燈會(huì)按命令轉(zhuǎn)90度，使軸線變?yōu)镃90-C270，如圖10所示，光線收集儀9再繞燈轉(zhuǎn)一圈，收集該軸線全部的光線，呈現(xiàn)在測(cè)試報(bào)告C90-C270這個(gè)光分布。

另外，根據(jù)《能源之星標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：

1、90％的點(diǎn)光強(qiáng)度不能高或低于平均值的25％，也就是10％的點(diǎn)可以超過(guò)。

2、在135°到180°之間，必須要超過(guò)5％的流明。

根據(jù)圖11至圖17所測(cè)得的發(fā)分布圖，可以得到測(cè)試結(jié)果如下表：

從測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明LED燈條8呈豎直放置在泡燈的中心，可大幅度擴(kuò)大發(fā)光面積，靠近該LED燈條8的內(nèi)泡殼5可起到均光和防眩光的作用，設(shè)置在外部的透明外泡殼6具有防塵及安全保護(hù)作用，從而讓整燈的發(fā)光角度大于300度，且光線柔和均勻，符合《能源之星》對(duì)泡燈角度規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，特別是本發(fā)明的內(nèi)泡殼5根據(jù)菲尼爾公式、LED芯片形狀和結(jié)構(gòu)性價(jià)比設(shè)計(jì)出具有透鏡功能的內(nèi)泡殼5，該功能可有效的提高內(nèi)泡殼的透光性，從而讓整燈在角度大于300度，且光線柔和均勻，符合《能源之星標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，有減少了有效流明的損失，提高整燈的光效。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。