[发明专利]一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯

说明书

本发明公开了一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，属于LED照明和防蚊灭蚊技术领域。该灭蚊灯由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，利用二次配光透镜将LED发出的光线均匀扩展到诱捕区域，在不增加系统复杂度的前提下较大提升了诱捕效率。本发明结构简单、易用性好、寿命长，是一种高效、清洁的新式灭蚊灯具。

技术领域

该发明专利涉及LED照明技术和灭蚊防蚊灯技术领域，尤其是指一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯。

背景技术

蚊子属于四害之一，不仅骚扰吸血，还可以传播流行性乙型脑炎、疟疾、丝虫病、登革热等多种传染病，在世界热带和亚热带地区，当地人口由于蚊虫传播疾病猖獗而面临风险，因此灭蚊变得极为重要。近年来，利用蚊子趋光性的特点，通过灯光诱杀技术来灭蚊的产品广泛出现在市面上。相比传统药物或蚊香灭蚊驱蚊的方式，灯光诱杀技术不会产生危害人体健康的化学物质，更易为消费者接受。现场和实验室对蚊子对人工光反应的调查表明，蚊子对360nm-450nm波长的光较为敏感，因此灭蚊灯一般选择该波长为主。而在光源的选择上，LED寿命长、能耗小，且诱捕波长更精准。

为了提高诱捕效率，一些现有灭蚊灯在技术选择上往往采用多种方法来进行灭蚊。比如发明专利：一种多功能的多模式驱蚊灭蚊灯(申请号201911191692.1)，一种灭蚊灯(申请号201710809610.X)，通过紫外光诱蚊灯和光触媒发生光催化反应，释放二氧化碳气流模拟人类呼吸，提高灭蚊灯对蚊虫的吸引力，同时用风机高速旋转周围空气形成涡流将蚊子吸入捕蚊笼，令其风干致死；一种灭蚊灯(申请号201911148606.9)，设有多个能活动的并能通过紧贴灯具外壁表面从而将蚊子压死的压杆，来提升灭蚊效率。上述产品在提高灭蚊效率的同时也不可避免地提高了产品的复杂度，不仅增加了成本也更容易造成各种机械和电子故障的产生。

为解决上述问题，本专利提出一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，通过光学配光的方式实现轴对称光强分布，在不提高灭蚊灯复杂性的前提下，在更宽的区域内有效地用灯光诱捕蚊子，提升灭蚊效率。

发明内容

蚊子对光照强度、方向和波长敏感，传统灭蚊灯只考虑了光源波长，而忽视光照强度和光照方向的设计，导致诱捕效率受限。本发明专利的目的在于解决现有技术存在的上述不足之处，提供一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，结构简单，可高效提升灭蚊效率。

解决上述问题的技术方案是：一种基于二次配光设计的LED灭蚊灯，其结构由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。

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。

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，