[發明專利]一種大角度LED蠟燭燈導光柱及其設計方法

在審

• 申請號: 201210427525.4
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103791450A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王建全;翁方軼;易博
• 申請（專利權）人: 四川柏獅光電技術有限公司
• 主分類號: F21V8/00
• 分類號: F21V8/00;F21Y101/02
• 代理公司: 深圳市國科知識產權代理事務所(普通合伙) 44296
• 代理人: 陳永輝

【技術領域】

本發明涉及LED技術領域，尤其涉及一種大角度LED蠟燭燈導光柱及其設計方法。

【背景技術】

傳統白熾燈耗能高、壽命短，在全球資源緊張的大環境下，LED燈具因其具有耗能低、壽命長且不含對環境有害的Pb，Hg等有害元素，是替代傳統白熾燈泡的新型節能燈具。但由于LED發光的單向性，LED燈具的發光的角度很難做到超過180°，同時在其正前方的發光強度要高于周邊。特別是在蠟燭燈方面，這種發光角度小、發光不均勻的特性會影響到該產品的應用推廣。而目前解決發光角度過小的方法基本上都是采用非平面布燈，因此制作工藝較復雜，給裝配、量產帶來了一定的困難。

【發明內容】

本發明的目的在于有效克服上述技術的不足，提供一種發光角度大、效率高，配光與白熾燈相當的LED蠟燭燈導光柱。

本發明的技術方案是這樣實現的：它包括有發光端與透光柱，其改進之處在于：所述發光端具有一光線射出面，所述透光柱下方具有一凹槽，凹槽內用于放置LED光源，該凹槽具有一光線入射面；所述發光端、透光柱以及凹槽連接為一個整體；

上述結構中，所述透光柱為圓柱體、多棱柱體、端面直徑漸變的圓柱體、端面直徑漸變的多棱柱體其中任意一種；

上述結構中，所述透光柱的外側邊為光滑的曲面；

上述結構中，所述光線射出面為內凹的曲面、球面或錐形面其中任意一種；

上述結構中，所述光線入射面為內凹的曲面、球面或錐形面其中任意一種；

上述結構中，所述凹槽的周緣上設置有一環形的固定端，該固定端上設有三個彈性卡扣與三個定位柱。

本發明還提供了一種大角度LED蠟燭燈導光柱的設計方法，其改進之處在于：它包括以下步驟：

A、確定LED蠟燭燈所需要的發光角度a，即確定LED蠟燭燈的照射范圍；

B、選取光源，并將光源均勻的固定在鋁基板上；

C、根據光源特性，將光源劃分為等光通量1000份；

D、建立方程在MATLAB進行編程，計算出1000組離散的數據點，將數據點導入PROE進行曲線擬合、建模，并保存為SAT格式；

E、在TRACEPRO內設置好光源的位置、顆數以及表面屬性，建立基板設置為完全吸收，并導入步驟D中的模型，設置模型的材質，進行光線仿真分析，即可模擬出LED蠟燭燈的發光角度、導光柱效率以及導光柱的尺寸；

F、根據步驟E中的模擬結果，若模擬結果符合步驟A中LED蠟燭燈的照射范圍，并且實現配光均勻分布，即輸出模型，若模擬結果與步驟A中LED蠟燭燈的照射范圍存在偏差，沒有實現配光均勻分布，則返回到步驟B。

優選地，所述步驟A中，LED蠟燭燈的發光角度a為220°左右，所述步驟B中的光源為9顆三星TOP系列SMD2323燈珠，步驟E中計算出導光柱效率為0.902，導光柱的尺寸是高度12.56mm，發光端的光線射出面為內凹的自由曲面，外半徑為12.2mm，凹槽的外徑為7.6mm，凹槽的光線入射面為球面，球面半徑為32.8mm。

優選地，所述步驟A中，LED蠟燭燈的發光角度a為240°左右，所述步驟B中的光源為10顆三星TOP系列SMD2323燈珠，步驟E中計算出導光柱效率為0.913，導光柱的尺寸是高度13.47mm，發光端的光線射出面為內凹的平面，外半徑為14.2mm，凹槽的外徑為8.5mm，凹槽的光線入射面為球面，球面半徑為38.6mm。

優選地，所述步驟A中，LED蠟燭燈的發光角度a為240°左右，所述步驟B中的光源為11顆三星TOP系列SMD2323燈珠，步驟E中計算出導光柱效率0.807，導光柱的尺寸是高度12.56mm，發光端的光線射出面為內凹的自由曲面，外半徑是14.2mm，凹槽的外徑為8.6mm，凹槽的光線入射面為球面，球面半徑為32.8mm。

本發明的有益效果在于：本發明提供了一種大角度LED蠟燭燈導光柱，該導光柱的效率高，配光與白熾燈相當，使得LED蠟燭燈的發光角度大，接近320°發光，比傳統的LED蠟燭燈的發光角度大很多，另外，本發明還公開了一種大角度LED蠟燭燈導光柱的設計方法，通過此種方法設計的LED蠟燭燈導光柱，其制作工藝簡單，不會給裝配、量產帶來困難，導光柱的效率比較高，是一種全新的LED蠟燭燈導光柱設計方法。

【附圖說明】

圖1為本發明的大角度LED蠟燭燈導光柱的半剖視圖；

圖2為本發明的大角度LED蠟燭燈導光柱的仰視圖；

圖3為本發明的大角度LED蠟燭燈導光柱的立體示意圖。