CN101936462A - 发光二极管模组 - Google Patents

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    • F21—LIGHTING
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    • F21V5/00—Refractors for light sources
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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Abstract

一种发光二极管模组，包括一发光二极管及一与发光二极管搭配的透镜，该透镜具有一光轴，及一供发光二极管的光线入射的入光面和一供其出射的出光面，该入光面内凹，该出光面外凸，该透镜分别沿垂直相交于光轴的第一平面与第二平面对称，且在第一平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴68-78度的范围内，在第二平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴0-22度的范围内。该透镜对发光二极管的光线进行调节，可产生沿一个方向照明范围大，沿另一方向照明范围小的光形，从而适合对道路等特殊场合的照明。

Description

发光二极管模组
技术领域
本发明涉及一种发光二极管模组，特别是指一种用于照明的发光二极管模组。
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。
现有的发光二极管灯具通常会在发光二极管外罩设透镜以便聚集光线，但透镜投射的光形为圆形，而且中心与周边之间的光强度相差太大。此外，对于一些在某个方向中需要大范围照明，而在另一方向上却需要小范围照明的场合，如道路照明，在道路延伸方向中要求照射范围宽，照明效果好，角度需求大；而在垂直道路方向上并不需要宽范围的照明，否则，既浪费能源，还会对周围环境造成光污染。对于产生这种圆形光形的灯具来说，业者有通过在道路延伸方向上多设灯具，使相邻灯具的光斑叠加来达到光强要求。然而灯具正下方的照度高，其他区域照度低，仍然导致路面均匀照度差，这种亮暗不均的照明，直接影响行车安全。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种发光二极管模组，其可对光源的光线进行调节以达到合理的光形，从而适应对道路等特殊场合的照明。
一种发光二极管模组，包括一发光二极管及一与发光二极管搭配的透镜，该透镜具有一光轴，及一供发光二极管的光线入射的入光面和一供其出射的出光面，该入光面内凹，该出光面外凸，该透镜分别沿相交于光轴的互相垂直的第一平面与第二平面对称，且在第一平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴68-78度的范围内，在第二平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴0-22度的范围内。
与现有技术相比，本发明采用透镜对发光二极管的光线进行调节，可产生沿一个方向照明范围大，沿另一方向照明范围小的光形，从而适合对道路等特殊场合的照明。
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是本发明一实施例的发光二极管模组的立体组装图。
图2是图1的倒置图，此时发光二极管模组的发光二极管被移去以方便观察。
图3是图1沿剖线III-III的截面图。
图4是图1沿剖线IV-IV的放大截面图。
图5示出了图1的发光二极管模组在工作时的配光曲线。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明一实施例的发光二极管模组包括一发光二极管10及一罩设发光二极管10的透镜20。
该发光二极管10包括一开设一凹槽120的矩形基座12及若干固定于凹槽120内的发光二极管芯片14。该发光二极管10可视不同功率的需求而设置不同数量的发光二极管芯片14。
该透镜20由光学性能优越的透明材料一体成型，如PMMA或PC塑料。该透镜20具有通过其中心点的一光轴I。该透镜20具有对称结构，具体的，该透镜20沿其长度方向通过光轴I的第一平面对称，该第一平面即为图3所示的截面所在的平面。该透镜20沿其宽度方向通过光轴I的第二平面对称，该第二平面即为图4所示的截面所在的平面。第一平面与第二平面垂直相交于光轴I。
透镜20包括一支撑座22及位于支撑座22上的一导光部26。支撑座22的底面的中间区域设有一凹槽220，该凹槽220由二矩形槽垂直交叉而成，其四角处分别形成四尖角。该凹槽220用于容置发光二极管10。
该导光部26形成于支撑座22的顶面的中部区域，其具有一内凹的内表面262及一外凸的外表面264。该内表面262所形成的凹陷与支撑座22的凹槽220相连通。该内表面262即为供发光二极管10发出的光线入射的入光面，该外表面264即为供发光二极管10发出的光线射出的出光面。发光二极管10发出的光线经内表面262入射至透镜20内再从外表面264射出，无须经过任何第三表面。该内表面262为椭球面，该椭球面的中心位于光轴I上，且该椭球面的短轴在第一平面内，长轴在第二平面内。该外表面264包括沿第一平面方向延伸的二第一椭球面及连接该二第一椭球面265的一自由曲面266。该二第一椭球面265的底侧及自由曲面266两端的底侧构成与支撑座22连接的边缘。该自由曲面266的宽度自两端向中间逐渐减小，每一第一椭球面265的宽度自两端向中间逐渐增大。所谓自由曲面可以理解为不同的曲面连续形成的整体上为不规则的一个曲面。本实施例中的自由曲面266包括位于中间也即顶部的一近似平面267及位于两端也即底部的两第二椭球面268。在该近似平面267中间形成一环凹部269。该环凹部269以光轴I为中心，并与光轴I相隔一定距离。该环凹部269与周侧的近似平面267平滑相接。该环凹部269用于改变邻近光轴I处射出的光线的光强。
图5示出了该发光二极管模组在图3及图4中所示的截面内的配光曲线，其中实线标示的曲线对应为图3所示截面，也即第一平面的配光曲线，虚线标示的曲线对应为图4所示截面，也即第二平面的配光曲线。图5的横坐标表示光线偏离光轴I的角度，纵坐标表示光线的光强。需要说明的是，图5中纵坐标的数值代表的绝对光强并不具有很大意义，因为当发光二极管10的数量/功率变化时，其具体数值亦会有所变化。经过透镜20的偏转，偏离光轴I不同角度的光线具有的相对光强的分布才是图5所要表示的重点内容所在。
在第一平面内，发光二极管10发出的光线经透镜20偏转后，其峰值光强出现在偏离光轴I的68-78度内，优选的，在71-75度之间的范围。沿着光轴I的光线的光强度为峰值光强的24％-32％，且偏离光轴I的25度范围内的光线的光强没有显著的变化。当光线偏离光轴I的角度大于75度时，其偏离角度越大，光强就越小。光线的偏离角度在大约54-58度及80-82度的范围内时具有半峰值光强。
在第二平面内，发光二极管10发出的光线经透镜20偏转后，其峰值光强出现在偏离光轴I的0-22度的范围内。且该峰值光强系在第一平面内的光线的峰值光强的24％-32％之间，也即，该峰值光强与第一平面内沿着光轴I的光线的光强相当。光线的偏离角度在大约33-40度的范围内具有半峰值光强。
综上，该发光二极管模组具有如下特点：a)在第一平面内，光线偏离光轴I的80-82度范围内具有半峰值光强，在第二平面内，光线偏离光轴I的33-40度的范围内具有半峰值光强，由此可知，该发光二极管模组可得到在透镜20的长度方向上较大范围照明、宽度方向上较小范围照明的矩形光形，适合道路、隧道、走廊等特殊场合的应用；b)在第一平面内偏离光轴I的80度范围内，光强变化不大，最小光强仍有峰值光强的24％-32％，因此光照比较均匀。
另外，本发明发光二极管模组中的透镜20的入光面和出光面并非限于上述实施例中的椭球面和自由曲面，在此基础上作一定变化和修整也是可行的，只要经透镜20偏转的光线具有上述实施例中的光效即可。

Claims (10)

1.一种发光二极管模组，包括一发光二极管及一与发光二极管搭配的透镜，其特征在于：该透镜具有一光轴，及一供发光二极管的光线入射的入光面和一供其出射的出光面，该入光面内凹，该出光面外凸，该透镜分别沿相交于光轴的互相垂直的第一平面与第二平面对称，且在第一平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴68-78度的范围内，在第二平面内，从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴0-22度的范围内。
2.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：在第二平面内的光线的峰值光强系在第一平面内的光线的峰值光强的24％-32％之间，且在第二平面内，从透镜射出的光线在偏离光轴33-40度的范围内具有第二平面内的半峰值光强。
3.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：在第一平面内，所述从透镜射出的光线沿着光轴的强度在第一平面内的峰值光强的24％-32％之间。
4.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：在第一平面内，所述从透镜射出的光线的峰值光强出现在偏离光轴71-75度的范围内。
5.如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于：在第一平面内，从透镜射出的光线在偏离光轴54-58度及80-82度的范围内具有第一平面内的半峰值光强。
6.如权利要求4所述的发光二极管模组，其特征在于：在第一平面内，偏离光轴大于75度的光线其偏离角度越大，光强度越小。
7.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：该透镜的出光面包括沿第一平面方向延伸的二第一椭球面及连接该二第一椭球面的一自由曲面。
8.如权利要求7所述的发光二极管模组，其特征在于：该自由曲面的宽度自两端向中间逐渐减小，每一第一椭球面的宽度自两端向中间逐渐增大。
9.如权利要求7所述的发光二极管模组，其特征在于：该自由曲面包括位于两端的两第二椭球面及位于中间的一近似平面，且在该近似平面内以光轴为中心形成一环凹部。
10.如权利要求7所述的发光二极管模组，其特征在于：该透镜的入光面为椭球面，且该椭球面的短轴位于第一平面内。
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