CN101769499A - 发光二极管单元 - Google Patents

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张海卫
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Abstract

一种发光二极管单元，其包括一具有第一光轴的发光二极管，该发光二极管单元还包括一收容发光二极管的透明罩体，该罩体具有一第二光轴，该第二光轴与第一光轴在第一方向上重合，在第二方向上彼此偏离。本发明的发光二极管单元可在同时满足多种照明需求的同时还具有一较低的安装成本，从而使使用该种发光二极管单元的灯具的成本得到降低。

Description

发光二极管单元
技术领域
本发明涉及一种发光二极管单元，特别是指一种可同时满足多种照明需求的低成本的发光二极管单元。
背景技术
作为一种新兴的光源，发光二极管凭借其发光效率高、体积小、重量轻、环保等优点，已被广泛地应用到当前的各个领域当中，大有取代传统光源的趋势。
传统的发光二极管路灯包括一灯壳、若干安装于灯壳内的多个发光二极管及一固定于灯壳上并盖住这些发光二极管的灯罩。为提升发光二极管的光利用率，灯壳内还会内置若干反光板以对发光二极管的光线进行调整，即通过反光板的聚光作用，使发光二极管的大部分光线均可被投射出灯罩外。
在某些应用场合，路灯必须同时兼顾人行道及车道的照明需求，因此路灯的反光板必须经过相应的优化设计使之能将发光二极管所发出的光束同时投射至人行道及车道上。由于反光板为直接安装于灯壳内，其构造及形状与灯壳的构造及形状息息相关。因此，为配合反光板的优化设计，灯壳必须也同时作出一定程度上的修改，以确保有足够的位置安装反光板。但是，由于灯壳一般采用铝、铁等金属材料浇铸而成，其一体成型后就基本无法再度更改。如若为配合反光板的需求而对灯壳进行修改，就必须将灯壳重铸，导致灯具的整体成本急剧上升。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种成本较低的发光二极管单元，其可同时满足多种不同的照明需求。
一种发光二极管单元，其包括一具有第一光轴的发光二极管，该发光二极管单元还包括一收容发光二极管的透明罩体，该罩体具有一第二光轴，该第二光轴与第一光轴在第一方向上重合，在第二方向上彼此偏离。
与现有技术相比，本发明的发光二极管单元采用罩体与发光二极管配合使用，二者的光轴在第二方向上偏离，发光二极管的一部分光线沿其第一光轴直接穿过罩体照向第二方向的一侧(如车道上)，另一部分光线则被罩体沿其第二光轴所引导至第二方向的另一侧(如人行道)。因此，本发明仅需采用罩体就可同时满足多种照明需求，相比于现有技术的反光板而言，罩体的体积较小，不会占据太大的空间，且罩体是直接与发光二极管配合使用，无需对灯壳作任何的修改，因此，采用该种罩体的灯具的制造成本较低。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明的发光二极管单元的罩体的立体图。
图2是图1的倒置图。
图3是图2另一角度的视图。
图4是图1沿y轴方向的截面图。
图5是图1沿x轴方向的截面图。
具体实施方式
如图1及5所示，其为本发明的发光二极管单元。该发光二极管单元包括一发光二极管10及一包封发光二极管的罩体20。该发光二极管10包括一基座12、一黏接于基座12顶面的发光二极管芯片14及一固定于基座12上并密封住芯片14的透明封罩16。该封罩16大致呈半球形的构造，其用于将发光二极管芯片14所发出的光线导向其顶部射出。该封罩16具有一竖直的光轴I，芯片14所发出的大部分光线均集中在该光轴I附近。
请一并参阅图24，该罩体20由一透明的材质(如PC或PMMA等塑料)一体成型，其相对于竖直方向朝向右侧倾斜(如图1)，使光线能以理想的样式出射。该罩体20具有不规则的形状，如在发光二极管单元所处的空间内建立一垂直于竖直方向的xy平面坐标系，该罩体20将关于x轴前后对称，关于y轴则左右不对称。该罩体20包括一导光本体22。该本体22的底面的右侧部分向上凹陷出一空穴220(如图5)，用于收容发光二极管10的封罩16。该空穴220的内壁面为一非球面222，其具有光轴II。该光轴II相对于发光二极管10的光轴I向右倾斜，以将发光二极管10的光线朝向罩体20右侧引导。该本体22向下凸伸出一对凸边24(如图2)。该二凸边24关于x轴对称，二者环绕空穴220以将发光二极管10的基座12围设于其间。该二凸边24的宽度及厚度均沿x轴递增，二者的相对末端彼此隔开而在罩体20底部左右两侧形成二间隙240，以暴露出本体22的底面。位于左侧间隙240内的本体22底面向下凸伸出一定位柱26，用于供发光二极管10的基座12抵靠(如图5)，以将发光二极管10定位。
该本体22的顶面为一不规则的表面，其左侧部分形成一略微向上凸起的非球面224，与该非球面2241临近的右侧部分则形成一略为向下凹陷的凹面226。该非球面224具有一倾斜的光轴III，该凹面226的光轴与空穴220的光轴II共线，均大致平行于非球面224的光轴III，该光轴III在出光方向上靠向光轴I，而光轴II在出光方向上远离光轴I。该三光轴I、II、III在x轴方向上均彼此偏离，而在y轴方向上重合。由于凹透镜的散光特性，发光二极管10所发出的光线被非球面222散射于本体22内。其中，发光二极管10所发出的光线中向左偏离光轴I的部分被非球面224的光轴III所引导而射出罩体20外；发光二极管10所发出的光线中向右偏离光轴I的部分沿着非球面222及凹面226的光轴II而被导出至罩体20右侧。由于光轴III与光轴I紧邻且彼此相向延伸，发光二极管10光轴I处的光线及偏离光轴I左侧的光线将被混合为一体而朝向罩体20左侧射出。由于非球面224的聚光作用，从罩体20左侧射出的光线被会聚成一较窄的光束；而由于非球面222及凹面226的散光作用，从罩体20右侧射出的光线则被散射为一较宽的光束。因此，根据不同种类的道路需求，发光二极管单元可被灵活地调整其转角，使光束朝向不同的位置射出。比如，当用于需同时对人行道及车道的灯具(图未示)中时，由于车道较人行道宽，其需要更大范围的照明，因此发光二极管单元的罩体20左侧可朝向人行道，右侧则朝向车道，由此，道路宽度较窄的人行道可被窄光束所照射而获得光强较大的照明效果，而道路宽度较宽的车道则可被宽光束所照射而获得范围较广的照明效果。另外，由于罩体20关于x轴方向采用对称式的设计，其可沿着y轴投射出均匀的光线，从而使道路上的照明效果更为均匀。
与现有技术相比，由于本发明的罩体20可直接安装于发光二极管10上，不需对灯具的灯壳(图未示)进行修改以使之配合罩体20的安装，因此使用该种发光二极管单元的灯具的成本较低。
当然，在对人行道照明要求不高的基础上，罩体20的左侧部分的非球面224可省去，即使发光二极管10的光线不经会聚直接穿过罩体20的左侧，从而节省罩体20的制造成本。

Claims (15)

1.一种发光二极管单元，其包括一具有第一光轴的发光二极管，其特征在于：该发光二极管单元还包括一收容发光二极管的透明罩体，该罩体具有一第二光轴，该光轴第二与第一光轴在第一方向上重合，在第二方向上彼此偏离。
2.如权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该罩体为一体成型。
3.如权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该罩体沿第二方向对称，沿第一方向不对称。
4.如权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该罩体相对于竖直方向倾斜延伸。
5.如权利要求4所述的发光二极管单元，其特征在于：该第一方向垂直于第二方向，该竖直方向垂直于第一方向及第二方向所共同定义的平面。
6.如权利要求1至5任一项所述的发光二极管单元，其特征在于：该罩体包括一本体，其底面向上凹陷出一非球面，该第二光轴为该非球面的光轴。
7.如权利要求6所述的发光二极管单元，其特征在于：该本体的顶面一侧向下凹陷出一凹面，该第二光轴是该凹面的光轴。
8.如权利要求6所述的发光二极管单元，其特征在于：该本体的顶面另一侧向上凸伸出另一非球面，该另一非球面具有一第三光轴。
9.如权利要求8所述的发光二极管单元，其特征在于：该第一光轴、第二光轴及第三光轴在第一方向上均重合，在第二方向上彼此偏离。
10.如权利要求8所述的发光二极管单元，其特征在于：该第一光轴为竖直朝向，第二光轴及第三光轴均相对于第一光轴朝同一侧倾斜。
11.如权利要求8所述的发光二极管单元，其特征在于：该第一光轴位于第二光轴及第三光轴之间。
12.如权利要求11所述的发光二极管单元，其特征在于：第三光轴在发光二极管的出光方向上靠向第一光轴，第二光轴在发光二极管的出光方向上远离第一光轴。
13.如权利要求6所述的发光二极管单元，其特征在于：该本体的底面还向下凸伸出一定位柱，该发光二极管抵靠该定位柱。
14.如权利要求13所述的发光二极管单元，其特征在于：该本体的底面还形成有二凸边，该二凸边的对应的末端均被隔开而在罩体底部形成二间隙，该定位柱位于其中一间隙内。
15.如权利要求14所述的发光二极管单元，其特征在于：每一凸边的宽度及厚度沿着第二方向逐渐增大。
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