CN102269346A - 具曲面光导元件的发光二极管装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管装置。在平面的发光二极管矩阵光源以及曲面的外壳之间设置一个光导元件。光导元件的第一表面与发光二极管矩阵光源具有等距离的平面，光导元件的第二表面与曲面外壳的曲面具有等距离的曲面。在光导元件上设置有多个以一对一或一对多方式对应发光二极管的光导通道，且每一光导通道与对应的发光二极管的光轴同走向，利用光导通道镜面反射的表面，使平面的发光二极管矩阵光源经光导通道的反射自第二表面射出时，可模拟与曲面外壳相同的曲面光源。

Description

具曲面光导元件的发光二极管装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管装置，特别是有关一种具有曲面光导元件以模拟实际曲面光源的发光二极管装置。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，LED)具有低耗电、高使用寿命的特性。随着发光二极管技术的成熟，应用在照明(illumination)以及指示(indicating)光源的发光二极管装置也越来越常见。为达特定面积的照明或指示，发光二极管在电路板上常以矩阵的方式分布，也由于使用硬板的电路板的缘故，目前发光二极管矩阵皆局限在平面的应用上。然而当平面分布的发光二极管矩阵光源应用在曲面外形的场合，例如机器人外表的指示显示区域、交通号志、曲面电子广告牌…等应用时，若观看的角度不是正面对着发光二极管矩阵，则会很明显地发现发光二极管矩阵是位在一个平面上，这样就失去了曲面设计的用意。

目前针对某些较大型的曲面显示广告牌，也有使用多块电路板(在每一个电路板上面分别具有多个发光二极管排列的矩阵)拼接结合来模拟曲面的效果。但多块电路板的结合设计也说明了产品生产的成本会跟着增加、电路板之间需要另外用软板或排线连接来进行信号以及电源的传递，而这样的设计的可靠度也比单一电路板来得差。

发明内容

本发明的实施例提供一种具曲面光导元件的发光二极管装置，其包含有基板、光导元件以及曲面壳体。所述基板具有多个发光二极管，分别沿一个光轴发射出光线。所述光导元件具有多个光导通道、一个第一表面以及一个第二表面，所述多个光导通道分别贯穿所述第一表面以及所述第二表面且与所述光轴具有相同走向，所述多个发光二极管发射的光线自所述第一表面进入所述多个光导通道内反射后自所述第二表面射出。所述光导元件设置在所述基板以及所述曲面壳体之间。其中所述第一表面位于所述光导元件面对所述基板的一侧，所述第二表面位于所述光导元件面对所述曲面壳体的一侧，且所述第一表面与所述基板是平面，所述第二表面与所述曲面壳体是曲面。

本发明在发光二极管装置中的电路基板与曲面壳体之间设置一个配合曲面壳体的光导元件，使曲面的发光二极管产品能呈现发光二极管矩阵的效果，且从不同的角度观看时，仍可模拟光线自曲面发出的效果，使产品的使用更为生动，提供更佳的发光体验。

附图说明

图1是本发明具有曲面光导元件的发光二极管装置的分解示意图。

图2是光导元件的正面示意图。

图3是光导元件的侧面示意图。

图4是发光二极管装置的部份侧面剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1     发光二极管装置    10    基板

11    发光二极管        20    光导元件

21    第一表面          22    第二表面

23    光导通道          30    曲面壳体

具体实施方式

请参考图1，图1是本发明所公开的具有曲面光导元件的发光二极管装置1的一个实施例的分解示意图。发光二极管装置1包含有一个平面基板10、一个光导元件20以及一个曲面壳体30。平面基板10是硬板电路板，在平面基板10上具有多个发光二极管11，在本实施例中，发光二极管11在基板10上以矩阵方式排列，以提供大面积的平面光源。曲面壳体30是为了配合发光二极管11矩阵光源所应用的曲面外型的装置而具有弯曲延伸的表面，可以是透光的压克力、塑料或玻璃等材质。而光导元件20则设置在基板10以及曲面壳体30之间，以将平面的发光二极管11矩阵光源模拟为配合曲面壳体30的曲面光源。

请参考图2以及图3，图2是本发明实施例中的光导元件20的正面示意图，图3则是光导元件20的侧面示意图。如图所示，光导元件20具有多个光导通道23，每一个光导通道23分别贯穿光导元件20的第一表面21以及第二表面22。在发光二极管装置1中，光导通道23的数目可与基板10上的发光二极管11数目相同，且一对一对应排列，使每一个发光二极管11发出的光线自第一表面21进入发光二极管11所对应的光导通道23而由第二表面22发出。光导通道23也可以一对多个发光二极管11的方式排列设置，亦即多个发光二极管11所发出的光线自第一表面21进入多个发光二极管11所共同对应的光导通道23而由第二表面22发出。

请参考图4，图4是发光二极管装置1的部份侧面剖视图。由于基板10以及基板10上所排列的发光二极管11矩阵在剖视图上是一个平面，因此为了有效接收发光二极管11沿着各自的光轴(如图4的L₁L₂轴线)所发出的光线，光导元件20面对基板10一侧的第一表面21也是一个平面(在第一表面21上具有多个光导通道23的贯穿口)，而第一表面21与基板10具有相等的距离d₁，且考虑对发光二极管11发出的光线的接收效率，距离d₁优选地不大于各发光二极管11沿着各自光轴的长度(或高度)h₁的七倍，因此在光导元件20的第一表面21以相当靠近基板10的距离设置时，可有效接收自发光二极管11矩阵所发出的光线。

在光导元件20中，各个光导通道23是与其所对应的一或多个发光二极管11的光轴具有相同的走向，而各光导通道23的表面是可反射光线的镜面，这些镜面可以金属电镀或喷漆的方式对一个具有多个通道的塑件进行处理，使经过处理后的塑件成为具有多个具有镜面反射面的光导通道23的光导元件20。当发光二极管11以L₁L₂轴线作为光轴发出的光线自第一表面21的各光导通道23贯穿口进入后，光线在各光导通道23的镜面表面发生反射，直到光线自光导通道23在第二表面22的贯穿口射出，使得在基板10上的发光二极管11矩阵所具有的光源特性(尤其是在利用发光二极管矩阵作为指示光源的应用场合)经过光导元件20各对应的光导通道23后，依然可以在射出的第二表面22保留相同或类似的光源特性。而经过前述金属电镀或喷漆处理的光导元件20也可以确保光线仅能通过各光导通道23，不致于让各发光二极管11发出的光线发生混光的结果。

由于发光二极管装置1最后呈现的表面是曲面壳体30所表示的曲面，因此为了配合曲面的壳体30，光导元件20面对曲面壳体30一侧的第二表面22也是与曲面壳体30具有相同走向的曲面(在第二表面22上具有多个光导通道23的贯穿口)，而第二表面22与曲面壳体30具有相等的距离d₂，且为了维持各光导通道23出来的光线在曲面壳体30上所呈现的效果，距离d₂优选地不大于光导元件20中最长的光导通道23的长度h₂(即图3中光导元件20的最大厚度)的三分之一，使曲面壳体30以尽可能接近第二表面22的方式设置。以有效模拟曲面矩阵光源的效果。

在上述的附图中，光导元件20的第二表面22的曲面形状为配合附图中的曲面壳体30外型而作说明的目的，本发明所公开的发光二极管装置1的光导元件20以及曲面壳体30的外型当不受附图的实施例所限制，凡在平面的发光二极管矩阵光源以及曲面的外壳之间设置一个具有对应的光反射通道的光导元件，且光导元件的第一表面与第二表面分别与发光二极管矩阵的平面以及曲面外壳的曲面互相配合的发光二极管装置，皆应属本发明所公开的技术的范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种具曲面光导元件的发光二极管装置，其包含有：

基板，具有多个发光二极管，分别沿一光轴发射出光线；

曲面壳体；以及

其特征在于：

光导元件，具有多个光导通道、一个第一表面以及一个第二表面，所述光导元件设置在所述基板以及所述曲面壳体之间，所述多个光导通道分别贯穿所述第一表面以及所述第二表面且与所述光轴具有相同走向，所述多个发光二极管发射的光线自所述第一表面进入所述多个光导通道内反射后自所述第二表面射出；

其中所述第一表面位于所述光导元件面对所述基板的一侧，所述第二表面位于所述光导元件面对所述曲面壳体的一侧，且所述第一表面与所述基板是平面，所述第二表面与所述曲面壳体是曲面。

2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于所述多个光导通道在所述第一表面上是以一对一对应的方式对应所述多个发光二极管。

3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于所述多个光导通道在所述第一表面上是以一对多对应的方式对应所述多个发光二极管。

4.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于所述多个光导通道表面是可反射的镜面。

5.如权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于所述光导元件是塑料件，且所述多个光导通道表面是金属电镀或喷漆的镜面。

6.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于所述第一表面与所述基板是具有等距离的两个平面，所述第二表面与所述壳体是具有等距离的两个曲面。

7.如权利要求1或6所述的发光二极管装置，其特征在于所述第一表面与所述基板间具有第一距离，所述基板上的所述多个发光二极管沿所述光轴具有第一长度，且所述第一距离不大于所述第一长度的七倍。

8.如权利要求1或6所述的发光二极管装置，其特征在于所述第二表面与所述曲面壳体间具有第二距离，所述光导元件中最长的光导通道具有第二长度，且所述第二距离不大于所述第二长度的三分之一。

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