[發明專利]一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈

在審

• 申請號: 202011013908.8
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN111998244A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 楊凱;劉笑;石思琦;何寶元;李曉艷
• 申請（專利權）人: 中國計量大學上虞高等研究院有限公司;中國計量大學
• 主分類號: F21K9/69
• 分類號: F21K9/69;F21V5/04;F21V19/00;F21V23/00;F21V33/00;A01M1/22;F21Y115/10
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈，屬于LED照明和防蚊滅蚊技術領域。該滅蚊燈由LED燈珠及其PCB板、鋁合金板、二次配光透鏡、高壓電網、燈殼、收納盒組成，利用二次配光透鏡將LED發出的光線均勻擴展到誘捕區域，在不增加系統復雜度的前提下較大提升了誘捕效率。本發明結構簡單、易用性好、壽命長，是一種高效、清潔的新式滅蚊燈具。

技術領域

該發明專利涉及LED照明技術和滅蚊防蚊燈技術領域，尤其是指一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈。

背景技術

蚊子屬于四害之一，不僅騷擾吸血，還可以傳播流行性乙型腦炎、瘧疾、絲蟲病、登革熱等多種傳染病，在世界熱帶和亞熱帶地區，當地人口由于蚊蟲傳播疾病猖獗而面臨風險，因此滅蚊變得極為重要。近年來，利用蚊子趨光性的特點，通過燈光誘殺技術來滅蚊的產品廣泛出現在市面上。相比傳統藥物或蚊香滅蚊驅蚊的方式，燈光誘殺技術不會產生危害人體健康的化學物質，更易為消費者接受?，F場和實驗室對蚊子對人工光反應的調查表明，蚊子對360nm-450nm波長的光較為敏感，因此滅蚊燈一般選擇該波長為主。而在光源的選擇上，LED壽命長、能耗小，且誘捕波長更精準。

為了提高誘捕效率，一些現有滅蚊燈在技術選擇上往往采用多種方法來進行滅蚊。比如發明專利：一種多功能的多模式驅蚊滅蚊燈(申請號201911191692.1)，一種滅蚊燈(申請號201710809610.X)，通過紫外光誘蚊燈和光觸媒發生光催化反應，釋放二氧化碳氣流模擬人類呼吸，提高滅蚊燈對蚊蟲的吸引力，同時用風機高速旋轉周圍空氣形成渦流將蚊子吸入捕蚊籠，令其風干致死；一種滅蚊燈(申請號201911148606.9)，設有多個能活動的并能通過緊貼燈具外壁表面從而將蚊子壓死的壓桿，來提升滅蚊效率。上述產品在提高滅蚊效率的同時也不可避免地提高了產品的復雜度，不僅增加了成本也更容易造成各種機械和電子故障的產生。

為解決上述問題，本專利提出一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈，通過光學配光的方式實現軸對稱光強分布，在不提高滅蚊燈復雜性的前提下，在更寬的區域內有效地用燈光誘捕蚊子，提升滅蚊效率。

發明內容

蚊子對光照強度、方向和波長敏感，傳統滅蚊燈只考慮了光源波長，而忽視光照強度和光照方向的設計，導致誘捕效率受限。本發明專利的目的在于解決現有技術存在的上述不足之處，提供一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈，結構簡單，可高效提升滅蚊效率。

解決上述問題的技術方案是：一種基于二次配光設計的LED滅蚊燈，其結構由LED燈珠及其PCB板、鋁合金板、二次配光透鏡、高壓電網、燈殼、收納盒組成。

所述的LED燈珠選取360nm-450nm的近紫外或紫光LED，多顆LED燈珠呈條狀組成LED燈組，通過PCB板進行電氣連接。

所述的二次配光透鏡位于LED燈珠前方，目的是將LED燈珠產生的朗伯分布的光轉化為均勻光分布，以提高光的利用效率，其設計思路與方法如下：

忽略反射和折射時的能量損失以及透鏡對光的吸收，光線的傳播遵循能量守恒定律，即照明目標面內的能量等于光源輸出的能量，LED燈珠發出的輻射通量等于透鏡出射的輻射通量。建立入射光、出射光和二次配光透鏡曲面法線矢量之間的關系，根據空間折射(Snell)定律可以得到，

其中，n′和n分別是折射介質和入射介質的折射率，為法線矢量，和是折射光線和入射光線的單位矢量。令和上式可化為，

因為上式兩個矢量不可能同時為零，所以上式可表示為，

其中，將(3)式轉化為標量形式并歸一化處理，