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：

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

LED是一種采用電致發(fā)光的半導體材料制作而成，具有電壓低、效能高、單色性好、適用性強、穩(wěn)定性好、響應時間短、壽命長、不污染環(huán)境等優(yōu)良特性，被廣泛應用于照明、裝飾等領域中。一種基于LED芯片的LED泡燈便應運而生，該種LED泡燈與傳統(tǒng)白熾泡燈的一個重要區(qū)別點是將泡燈內的發(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題，要達到較大的發(fā)光角度，需通過透鏡的發(fā)散讓角度變大，但是通過透鏡發(fā)出的光一般不均勻，視覺上會有明顯的明暗光線，因此，普通的LED燈達不到市場的要求。

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)界進行了各種改革，如申請?zhí)枮?01410032322.4的發(fā)明專利，其公開了一種具有雙層泡殼的LDE燈，該燈的燈體一端設有燈頭，另一端安裝有小泡殼以及罩在該小泡殼外側的大泡殼，該燈體的內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。該結構使LED芯片的光線經(jīng)過兩層泡殼的逐次擴散作用，可以擴大整燈的發(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散，整燈的有效流明會嚴重虧損，且擴散角度也只能達到250度左右，即使增加反光杯，其發(fā)光角度也只能達到270左右。

有鑒于此，本設計人針對上述具有雙層泡殼的LED燈結構設計上未臻完善所導致的諸多缺失及不便，而深入構思，且積極研究改良試做而開發(fā)設計出本發(fā)明。

技術實現(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、驅動LED芯片工作的線路板、設置在燈座頂部的柱狀基座、設置柱狀基座外圈內泡殼、以及設置在內泡殼外圈的外泡殼，所述柱狀基座由燈座往上漸縮，該柱狀基座內部形成一散熱通道，柱狀基座外圈等間距設置有至少三列LED燈條，各LED燈條上分布有多個LED芯片，各LED芯片與內泡殼的間距D＞0，該內泡殼的頂端設有與散熱通道相通的出風口，外泡殼的頂端設有與出風口相對的通風口。

進一步，所述內泡殼為下寬上窄的圓錐體。

進一步，所述內泡殼對應各LED燈條的位置分別形成一外凸區(qū)，該內泡殼對應相鄰兩LED燈條之間的位置分別形成一內凹區(qū)，內凹區(qū)與外凸區(qū)圓弧過度。

進一步，所述內泡殼的外凸區(qū)為一弧面。

進一步，各LED燈條以各LED芯片光線延長線的交點為圓心O，LED芯片的發(fā)光寬度L為弦長，發(fā)光角度為120°，入射角0°≤θ₁＜45°，內泡殼弧面的弧長AB滿足以下條件：

①圓心為O點；

②半徑R＝OA，且

③OA與OB的夾角≥120°；

④

進一步，所述內泡殼外凸區(qū)為一平面。

進一步，所述內泡殼的內凹區(qū)為一弧面。

進一步，所述柱狀基座為散熱鋁件。

進一步，所述燈座鄰接燈頭的下端緣分布有進風口。

采用上述結構后，本發(fā)明通過在下寬上窄的柱狀基座上設置多列LED燈條，可大幅度擴大發(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泡殼，及配合在內泡殼外具有防塵及安全保護作用的透明外泡殼，這樣LED芯片的光線經(jīng)過內泡殼及外泡殼的逐次擴散作用，從而使整燈的發(fā)光角度大于300°，并且光線柔和均勻，符合能源之星對泡燈角度的標準。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置，使各LED燈條實現(xiàn)立體分布于雙泡殼內，如此形成的泡燈不會出現(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芯片形狀和結構性價比設計出具有透鏡功能的內泡殼，該功能可有效提高內泡殼的透光性，從而讓整燈的發(fā)光角度大于300°，且光線柔和均勻，符合能源之星對泡燈角度的標準，同時，減少了有效流明的損失，提高整燈的光效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一較佳實施例的外觀示意圖。

圖2為本發(fā)明第一較佳實施例的縱向剖視圖。

圖3為本發(fā)明第一較佳實施例的光照示意圖。

圖4為本發(fā)明第一較佳實施例的橫向剖視圖。

圖5為本發(fā)明第二較佳實施例的光照示意圖。

圖6為本發(fā)明第二較佳實施例的橫向剖視圖。

圖7為本發(fā)明第三較佳實施例的橫向剖視圖。

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)時光分布測試圖。

圖10為本發(fā)明在C90-C270狀態(tài)時光分布測試圖。

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

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

圖13為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(無內泡殼)在C0-C180狀態(tài)時所測得的光分布示意圖。

圖14為現(xiàn)有雙層泡殼LED-A60(無內泡殼)在C90-C270狀態(tài)時所測得的光分布示意圖。

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

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

圖17為本發(fā)明雙層泡殼的LED泡燈LED-A60(內泡殼無透鏡功能)在C45(Max)、C0-C180、及C90-C270時所測得的光分布圖。

具體實施方式

為了進一步解釋本發(fā)明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進行詳細闡述。

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)明的三個較佳實施例，三個實施例的雙泡殼LED泡燈均包括燈頭1、配合在燈頭1頂部的燈座2、驅動LED芯片工作的線路板3、設置在燈座2頂部的柱狀基座4、設置柱狀基座4外圈內泡殼5、以及設置在內泡殼5外圈的外泡殼6。燈座2鄰接燈頭1的下端緣分布有進風口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內部形成一散熱通道7，柱狀基座4外圈等間距設置有至少三列LED燈條8(如各圖所示，三個實施例均以4列LED燈條8為例進行說明)，各LED燈條8上分布有多個LED芯片81，各LED芯片81與內泡殼5的間距D＞0，該內泡殼5的頂端設有與散熱通道7相通的出風口51，外泡殼6的頂端設有與出風口51相對的通風口61，當LED燈條8工作時，泡燈內的熱空氣會通過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的進風口21相通，散熱通道7的頂部與內泡殼5的出風口51及外泡殼6的通風口61相通，呈上小下大的散熱通道會使散熱器腔室內的空氣產(chǎn)生溫差，從而加快氣體的流動，也就是說，本發(fā)明的散熱主要是通過氣流實現(xiàn)的，同時，燈座2也可進行散熱，相對現(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)明通過在下寬上窄的柱狀基座4上設置多列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泡殼5，及配合在內泡殼5外具有防塵及安全保護作用的透明外泡殼6，這樣LED芯片81的光線經(jīng)過內泡殼5及外泡殼6的逐次擴散作用，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呈縱向設置，使各LED燈條8實現(xiàn)立體分布于雙泡殼5、6內，如此形成的泡燈不會出現(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)明三個實施例的不同之處在于所述內泡殼5的結構不同。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明第一實施例中，內泡殼5對應各LED燈條8的位置分別形成一外凸區(qū)52，該內泡殼5對應相鄰兩LED燈條8之間的位置分別形成一內凹區(qū)53，內凹區(qū)53與外凸區(qū)52采用圓弧過度，本實施例中，內泡殼5的各外凸區(qū)52和各內凹區(qū)53均為一弧面。

如圖5及圖6所示，本發(fā)明的第二實施例中，內泡殼5對應各LED燈條8的位置分別形成一外凸區(qū)52，該內泡殼5對應相鄰兩LED燈條8之間的位置分別形成一內凹區(qū)53，內凹區(qū)53與外凸區(qū)52采用圓弧過度，本實施例中，內泡殼5的各外凸區(qū)52為一平面，各內凹區(qū)53為一弧面。

如圖7所示，本發(fā)明的第三實施例中，內泡殼5為下寬上窄的圓錐體。

上述三個實施例的內泡殼5相較于將LED芯片設計在燈座底面的現(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點為圓心，LED芯片81的發(fā)光寬度L為弦長，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，推導過程如下：

設：內泡殼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同法設置上下標。

根據(jù)菲尼爾公式：

又因為

以及

所以

又由于有所以

同理，

又因為：sinθ₁＝n sinθ₂

由此可知，光的透過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。這一曲線是當空氣中的入射光波投射到折射率為1.73的玻璃上反射時，經(jīng)計算得到的。圖8中，圖示表面，當θ₁＝0°時，即垂直入射在界面上時，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，光反射得越來越多，折射的越來越少。

總結，入射角在0≤θ₁＜45°時，光的透光性最高。故設計內泡殼5時，為了到達理想的透光性，光與泡殼的入射角要在0≤θ₁＜45°這個范圍內。

因此罩蓋在LED芯片81外的內泡殼5設計呈圓弧為最佳(如實施例1)；且該圓弧AB滿足以下幾點：

①圓心為O點；

②半徑R＝OA，且

③OA與OB的夾角≥120°；

④

如圖9至圖17所示，為對同樣型號LED-A60(即燈的最大直徑為60mm)的現(xiàn)有普通LED燈與本發(fā)明結構LED泡燈的發(fā)光角度的測試過程及測試結果。測試機器采用浙江三色光分布測試儀，標準采用北美工業(yè)協(xié)會標準《ANSI C78.379射燈光角度標準》，該標準規(guī)定發(fā)光角度為半光強角，即達到最大光強一半以上的位置才能算有效角度。測試過程為，將燈裝在浙江三色光分布測試儀上，光線收集儀9會繞燈轉一圈來收集光線，如圖9所示，在燈具的C0-C180狀態(tài)，光線收集儀9繞燈轉一圈，就收集到了燈具在這個軸線所有的光線，呈現(xiàn)在測試報告C0-C180這個光分布。等這一軸線測試好后，LED燈會按命令轉90度，使軸線變?yōu)镃90-C270，如圖10所示，光線收集儀9再繞燈轉一圈，收集該軸線全部的光線，呈現(xiàn)在測試報告C90-C270這個光分布。

另外，根據(jù)《能源之星標準》規(guī)定：

1、90％的點光強度不能高或低于平均值的25％，也就是10％的點可以超過。

2、在135°到180°之間，必須要超過5％的流明。

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

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

上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。