[发明专利]一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯

权利要求书

1.一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：由LED灯珠及其PCB板、铝合金板、二次配光透镜、高压电网、灯壳、收纳盒组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：所述的LED灯珠选取360nm-450nm的近紫外或紫光LED，多颗LED灯珠呈条状组成LED灯组，通过PCB板进行电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：所述的二次配光透镜位于LED灯珠前方，目的是将LED灯珠产生的朗伯分布的光转化为均匀光分布，以提高光的利用效率，其设计思路与方法如下：

忽略反射和折射时的能量损失以及透镜对光的吸收，光线的传播遵循能量守恒定律，即照明目标面内的能量等于光源输出的能量，LED灯珠发出的辐射通量等于透镜出射的辐射通量。建立入射光、出射光和二次配光透镜曲面法线矢量之间的关系，根据空间折射(Snell)定律可以得到，

其中，n′和n分别是折射介质和入射介质的折射率，为法线矢量，和是折射光线和入射光线的单位矢量。令和上式可化为，

因为上式两个矢量不可能同时为零，所以上式可表示为，

其中，将(3)式转化为标量形式并归一化处理，

为构建二次配光透镜表面曲线，对LED光线空间采取等量的划分方式进行网格划分，即光线空间的每个网格的光能量(通量)相同。假设将光线空间分成等光通量的M×N份，M为光线空间沿LED芯片法线垂直方向划分(横向，i为横向索引)，N为光线空间沿LED芯片法线方向划分(纵向，j为纵向索引)，(i,j)为光线空间的一个节点。沿纵向划分时，由于LED的光线空间具有旋转对称性，所以只需在全角度内均匀划分即可。沿横向LED光线空间不具有对称性，划分方式要复杂一些。

取二次配光透镜曲面上一点P，入射光线在P点折射为光线根据公式(4)，可算出P点的法向矢量和切平面，为的临近光线，与P点切平面相交于Q点，在误差允许的范围内，可认为此点为自由曲面上P点的相邻点，经过迭代即可求出整个自由曲面。设P点的空间位置坐标为(x_P(i,j),y_P(i,j),z_P(i,j))，其中i和j分别为横向和纵向索引标记，可求出该点的切平面为，

N_x(i,j)(x-x_P(i,j))+N_y(i,j)(y-y_P(i,j))+N_z(i,j)(z-z_P(i,j))＝0 (5)

其中N_x(i,j)，N_y(i,j)和N_z(i,j)为P点法向矢量分量，(x,y,z)为该切平面内任一点坐标。由此可迭代算出线方程为，

联立式(5)和(6)，与该切平面的交点Q坐标可得，

因此在入射光线矢量和折射光线矢量已知的条件下，即LED出光分布和目标照明区域角度确定时，可通过迭代将二次配光透镜曲面的各个点计算出来。

4.根据权利要求1所述的一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：所述的铝合金板分块放置，正面固定1组LED灯珠及其PCB板，铝合金板的作用是将LED灯珠阵列工作时产生的热量传导至空气散发出去，保证LED灯珠阵列的正常工作，多个铝合金板可组成LED灯珠阵列。

5.根据权利要求1所述的一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：所述的灯壳为长方体或圆柱体，灯壳下部放置收纳盒用于收纳被灭杀的蚊子。

6.根据权利要求1所述的一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其特征在于：所述的高压电网位于灯壳内，当蚊子接触电网时产生高压电来瞬间杀死蚊子，不会产生明火或有毒有害气体。