CN206310252U - 透镜单元、发光二极管模块以及照明器具 - Google Patents

Abstract

提供一种透镜单元、发光二极管模块以及照明器具。所述透镜单元(10)包括：多个透镜芯(1t)，所述多个透镜芯(1t)被构造成以一一对应的方式设置在具有不同发光色的多个LED(21)的前方；以及主体(2)，所述主体(2)保持所述多个透镜芯(1t)。所述多个透镜芯(1t)以如下方式被所述主体(2)保持：所述多个透镜芯(1t)距在所述多个LED(21)中的LED芯片(21a)各自的光射出面(21aa)的相应距离彼此相等。本实用新型的透镜单元、具有该透镜单元的LED模块以及具有该LED模块的照明器具能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光。

Description

透镜单元、发光二极管模块以及照明器具

技术领域

本实用新型涉及一种透镜单元、具有该透镜单元的LED模块以及具有该LED模块的照明器具。

背景技术

近年来，LED(发光二极管)已被用作照明器具的光源。

在这种类型的照明器具中，已知光源包括配置于基板的单位元件(单位光源)的阵列(例如，参照文献1(日本公开特许公报第2011-204397A号))

在文献1中，各单位元件具有芯片状LED器件被圆顶状的光学树脂透镜覆盖的LED结构。根据文献1，能够通过对包括在高度、特定图案方面不同的不同类型的光学树脂透镜的单位元件进行配置来获得预定的发光强度分布。然而，文献1没有公开用于不同发光色的芯片状LED器件的各光学树脂透镜在高度方面不同的构造。

顺便提及，当从不同发光色的芯片状LED器件发射混色光时，照明器具在照射面上需要发出颜色不均匀性(不规则颜色)更为降低的光。然而，从文献1简单地获得的构造不足以射出这种光，需要进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种透镜单元、具有该透镜单元的LED模块以及具有该LED模块的照明器具，其能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光。

根据本实用新型的方面的透镜单元包括：多个透镜芯，所述多个透镜芯被构造成以一一对应的方式设置在具有不同发光色的多个发光二极管的前方；主体，所述主体保持所述多个透镜芯，所述多个透镜芯距所述多个发光二极管中的发光二极管芯片各自的光射出面的相应距离彼此相同。

优选地，所述多个透镜芯中的各所述透镜芯均具有光入射面、光出射面和在所述光入射面和所述光出射面之间的厚度，并且所述多个透镜芯的厚度彼此相等。

根据本实用新型的方面的LED模块包括：安装基板，所述安装基板包括安装面；多个发光二极管，所述多个发光二极管至少包括第一发光二极管和第二发光二极管，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管安装于所述安装面并被构造成发出不同发光色的光，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管分别包括第一发光二极管芯片和第二发光二极管芯片，所述第一发光二极管芯片和所述第二发光二极管芯片均包括具有光射出面的发光层，所述第一发光二极管芯片和所述第二发光二极管芯片的光射出面分别具有距所述安装面不同的第一高度和第二高度；和透镜单元，所述透镜单元包括多个透镜芯和保持所述多个透镜芯的主体，所述多个透镜芯至少包括第一透镜芯和第二透镜芯，所述透镜单元被设置成利用分别布置在所述第一发光二极管和所述第二发光二极管的前方的第一透镜芯和第二透镜芯来覆盖所述安装基板，所述第一透镜芯和所述第二透镜芯分别具有第一距离和第二距离，所述第一距离和所述第二距离分别为从所述第一发光二极管和所述第二发光二极管的光射出面到所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的距离，所述第一透镜芯和所述第二透镜芯还分别具有第一间隔和第二间隔，所述第一间隔和所述第二间隔分别为从所述安装面到所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的间隔，所述第一距离和所述第二距离之间的差小于所述第一间隔和所述第二间隔之间的差。

优选地，所述第一透镜芯和所述第二透镜芯均具有光入射面、光出射面和在所述光入射面和所述光出射面之间的厚度，所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的厚度彼此相等，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管还分别包括覆盖所述第一发光二极管芯片的凸透镜和覆盖所述第二发光二极管芯片的凸透镜，并且所述第一发光二极管的凸透镜和所述第二发光二极管的凸透镜的外形彼此相同。

优选地，所述主体以所述第一间隔和所述第二间隔彼此不同的方式保持所述多个透镜芯。

优选地，所述第一距离和所述第二距离彼此相等。

根据本实用新型的方面的照明器具包括LED模块和保持该LED模块的器具主体。

根据本实用新型的方面的透镜单元能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光。

根据本实用新型的方面的LED模块能够具有如下构造：该构造具有能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光的透镜单元。

根据本实用新型的方面的照明器具能够具有如下构造：该构造具有能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光的LED模块。

附图说明

附图仅以示例方式而非限制方式示出了根据本教示的一个或多个实施例。在附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件，其中：

图1是部分地示出根据实施方式的具有透镜单元的LED模块的主要部分的截面图；

图2是根据实施方式的透镜单元的主视图；

图3是根据实施方式的透镜单元的后视图；

图4是示出根据实施方式的透镜单元的后侧的立体图；

图5A和图5B示出实施方式中的LED模块的主要部分：图5A是示出实施方式中的第一透镜芯(lens core)和第一LED之间的位置关系的截面图；图5B是示出实施方式中的第二透镜芯和第二LED之间的位置关系的截面图；

图6是示出实施方式中的LED模块的分解立体图；

图7是示出实施方式中的具有LED模块的照明器具的前侧的立体图；以及

图8是示出实施方式中的具有LED模块的照明器具的后侧的立体图。

附图标记说明

D1、第一间隔；D2、第二间隔；L1、第一距离；L2、第二距离；1aa、光入射面；1ce、光出射面；1t、透镜芯；1m、第一透镜芯；1n、第二透镜芯；2、主体；10、透镜单元；20、LED模块；21、LED；21a、LED芯片；21aa、光射出面；21g、发光层；21m、第一LED；21n、第二LED；21s、第一LED芯片；21t、第二LED芯片；22、安装基板；22aa、安装面；30、照明器具；31、器具主体。

具体实施方式

以下，将参照图1至图5A和图5B说明根据本实施方式的透镜单元10，将参照图1、图5A和图5B以及图6说明LED模块20，将参照图7和图8说明照明器具30。在附图中，同种元件被指定相同的附图标号并将省略重复的说明。为了使说明清楚，附图中的元件的尺寸和位置关系可能被夸大。在以下说明中，构成本实施方式的各元件可以是由两个或更多个元件组成的一个构件或可以是起到一个元件的作用的两个或更多个构件。

如图1和图6所示，本实施方式中的LED模块20包括多个LED 21、安装基板22和透镜单元10。多个LED 21安装于安装基板22的安装面22aa。透镜单元10被设置成覆盖安装基板22。多个LED 21至少包括第一LED 21m和第二LED 21n。第一LED 21m和第二LED 21n被构造成发出不同发光色的光。

如图5A所示，第一LED 21m具有带发光层21g的第一LED芯片21s。如图5B所示，第二LED 21n具有带发光层21g的第二LED芯片21t。第一LED芯片21s和第二LED芯片21t从安装面22aa至各自的发光层21g的光射出面21aa具有不同的高度。在图5A的示例中，距离H1代表在第一LED芯片21s中从安装面22aa至发光层21g的光射出面21aa的高度。在图5B的示例中，距离H2代表在第二LED芯片21t中从安装面22aa至发光层21g的光射出面21aa的高度。

如图1所示，透镜单元10包括主体2和多个透镜芯1t。主体2保持多个透镜芯1t。多个透镜芯1t至少包括第一透镜芯1m和第二透镜芯1n。第一透镜芯1m布置在与第一LED 21m对应的位置(在第一LED 21m的前方)。第二透镜芯1n布置在与第二LED 21n对应的位置(在第二LED 21n的前方)。也就是，多个透镜芯1t被设置成分别面对多个LED 21的光射出面21aa。再次参照图5A和图5B，第一透镜芯1m具有第一距离L1和第一间隔D1，第二透镜芯1n具有第二距离L2和第二间隔D2。第一距离L1是从第一LED 21m的光射出面21aa至第一透镜芯1m的距离。第二距离L2是从第二LED 21n的光射出面21aa至第二透镜芯1n的距离。第一间隔D1是安装面22aa和第一透镜芯1m之间的间隔。第二间隔D2是安装面22aa和第二透镜芯1n之间的间隔。在本实施方式中，第一距离L1和第二距离L2之间的差小于第一间隔D1和第二间隔D2之间的差。

在本实施方式中的LED模块20中，第一透镜芯1m和第二透镜芯1n具有第一距离L1和第二距离L2之间的差小于第一间隔D1和第二间隔D2之间的差的结构，由此使得能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光，因为第一距离L1和第二距离L2之间的小差异能够为各LED 21提供相对于照射面的同样的光学特性。

以下，将更详细地说明本实施方式的包括透镜单元10的LED模块20和照明器具30。LED模块20形成照明器具30的光源。照明器具30例如形成用于照亮建筑物的投光器。

如图6所示，除了包括透镜单元10、LED 21和安装基板22以外，LED模块20还包括散热器(散热构件)23、遮光片24、盖块25和电缆接地部27。

透镜单元10具有透光性。如图1至图4所示，除了包括多个透镜芯1t和主体2以外，透镜单元10还包括多个透镜框架1s、多个固定片3和多个支撑片4。

多个透镜芯1t中的每一者均通过对应的透镜框架1s由主体2保持。各透镜芯1t和对应的透镜框架1s构成透镜体1。透镜体1被构造成使得来自对应的LED 21的光具有预定的发光强度分布特性。例如，透镜体1呈朝向对应的LED21突出的回转抛物体(回转体)的形状。透镜体1具有第一凹部1cc。第一凹部1cc被进一步设定成沿着回转抛物体的假想回转轴线1xx比主体2的外平面2aa中的外出面(outgoing surface)1ab靠里。第一凹部1cc具有开口的圆柱状凹面，该圆柱状凹面的轴线与回转轴线1xx相同。透镜体1还具有第二凹部1cd。第二凹部1cd形成于回转抛物体的顶端侧，以被设定为沿着回转轴线1xx更靠里。在沿着回转轴线1xx的截面图中，透镜芯1t形成第一凹部1cc的内底面且透镜芯1t的第一凹部1cc所在侧的相反侧以凸状突出。换言之，第一凹部1cc的内底面形成透镜芯1t的光出射面1ce。第二凹部1cd的内底面形成透镜芯1t的光入射面1aa。透镜芯1t在第一凹部1cc的光出射面1ce和凸状的光入射面1aa之间形成平凸透镜。透镜框架1s绕着回转轴线1xx围绕透镜芯1t的外周布置。

透镜体1形成有允许对应的LED 21(的一部分)被收容在第二凹部1cd中的透镜框架1s和透镜芯1t。透镜芯1t被构造成使得光入射面1aa接收从LED21发出的光，以从光出射面1ce发出光。透镜体1被构造成使得透镜框架1s的抛物体1af反射从LED 21发出且进入透镜芯1t的光的一部分，以从外出面1ab侧发出光。

在本实施方式中，透镜单元10包括多个透镜体1，该多个透镜体1被形成为使得该透镜体1的与不同发光色的LED 21对应的各第一凹部1cc沿着回转轴线1xx具有不同的深度。多个透镜体1被形成为使得沿着回转轴线1xx的与不同发光色的LED 21对应的从外出面1ab至相应回转抛物体的顶端的相应距离彼此不同。多个透镜体1被形成为使得该透镜体1的与不同发光色的LED 21对应的第二凹部1cd沿着回转轴线1xx具有不同的深度。在多个透镜体1中，具有较浅的第一凹部1cc的透镜体1的相应第二凹部1cd比具有较深的第一凹部1cc的透镜体1的相应第二凹部1cd深。多个透镜体1的各透镜芯(平凸透镜)1t沿着回转轴线1xx具有光入射面1aa和光出射面1ce且在光入射面1aa和光出射面1ce之间具有厚度(透镜芯1t的厚度)。透镜芯1t的厚度彼此相等(实质上足够近似从而构成“相等”)，然而透镜芯1t的厚度可以彼此不同，只要通过在LED模块20中经由透镜芯1t从LED 21发出的各光在照射面上的颜色不均匀性对于人而言实质上感觉不到即可。也就是，在具有多个透镜体1的透镜单元10中，厚度彼此相等的多个透镜芯1t被配置成使得与不同发光色的LED 21对应的第一凹部1cc和第二凹部1cd具有不同的深度。期望地，各透镜芯1t被形成为使得从对应LED 21的光射出面21aa到该透镜芯1t的光入射面1aa的距离与多个LED 21中的每一个LED 21中的该距离相同。

例如，主体2包括底板2a和周壁2b。底板2a在轮廓中为矩形平板状。周壁2b沿着底板2a的外周缘设置。周壁2b沿底板2a的厚度方向突出。底板2a设置有所述多个透镜芯1t，该多个透镜芯1t呈与安装于安装基板22的多个LED 21一一对应的二维阵列。主体2设置有从周壁2b的边缘突出的固定片3(在图2中，为三个固定片3)。固定片3在侧视图中为L字状。如图2所示，在平面图中，在矩形底板2a的三条边均设置一个固定片3。优选地，设置一个或多个固定片3。换言之，周壁2b在平面图中设置有三个固定片3。各固定片3在平面图中在其中央部形成有缺口3cc。缺口3cc向内延伸，固定片3由此呈C字形状。在矩形主体2的四个角部分别设置支撑片4。支撑片4在底板2a被载置成覆盖安装基板22的情况下具有在周壁2b和安装基板22之间形成间隙的功能。

透镜单元10具有多个透镜芯1t、多个透镜框架1s、主体2、固定片3和支撑片4一体形成的构造。透镜单元10的材料例如为诸如丙烯酸树脂等的合成树脂材料。例如，可以通过注射成型(injection molding)来形成透镜单元10。在透镜单元10的另一示例中，多个透镜体1可以与主体2分开并被构造为安装到主体2。

如图5A和图5B所示，多个LED 21中的每个LED 21均包括LED芯片21a、基体(basesubstance)21b、封装构件21c和连接构件(在各图中，为两个连接构件)21d。图5A示出了第一LED 21m的结构，图5B示出了第二LED 21n的结构。以下，将首先说明对于第一LED 21m和第二LED 21n通用的结构。

LED芯片21a包括基板21e、第一导电型半导体层(以下简称为“半导体层”)21f、发光层21g和第二导电型半导体层(“半导体层”)21h。半导体层21f设置于基板21e。例如，半导体层21f由n型半导体材料制成。发光层21g设置于半导体层21f的与基板21e相反的一侧。半导体层21h设置于发光层21g的与半导体层21f相反的一侧。例如，半导体层21h由p型半导体材料制成。

例如，LED芯片21a是半导体发光器件，且通过半导体的外延生长和热扩散制造。发光层21g的半导体材料的示例包括InGaN、AlInGaN、AlInGaP和GaAsP等。

例如，基体21b是矩形平板状的基板。LED芯片21a安装于基体21b。在基体21b的表面上设置引线端子21k。在图5A和图5B的各情况下，两个引线端子21k设置于基体21b的表面。引线端子21k被构造成将电力供给到LED芯片21a。基体21b例如为陶瓷基板。基体21b不限于陶瓷基板，基体21b的示例还可以包括树脂基板等。

封装构件21c以覆盖和密封LED芯片21a的方式设置于基体21b。封装构件21c形成凸透镜。例如，封装构件21c的材料为硅酮树脂。封装构件21c的材料不限于硅酮树脂，封装构件21c的材料的示例还可以包括环氧树脂、丙烯酸树脂和玻璃。各LED 21均设置有凸透镜，由此能够提高LED芯片21a的光取出效率。注意，尽管优选地为各LED 21均设置凸透镜，但是这不是绝对必需的。在实施方式中，各凸透镜起到允许来自LED芯片21a的光直接照射的1次透镜的功能，而透镜单元10的各透镜体1起到用于控制来自对应LED 21的凸透镜的光的发光强度的分布的2次透镜的功能。多个LED 21中的第一LED 21m和第二LED 21n的凸透镜的外形彼此相同。

在通用的结构中，连接构件21d使LED芯片21a的两电极与设置于基体21b的引线端子21k电连接。连接构件21d的示例包括金属凸块21d1、导电性树脂21d2和金属线21d3等。金属凸块21d1可以是焊料凸块或球凸块。导电性树脂21d2可以是Ag膏等。金属线21d3可以是金线或铝线等。

第一LED 21m经由金属凸块21d1安装于基体21b并与基体21b电连接。在图5A所示的第一LED 21m中，LED芯片21a的半导体层21f经由金属凸块21d1电连接到设置于基体21b的两个引线端子21k中的一个引线端子21k。另外，LED芯片21a的半导体层21h经由金属凸块21d1电连接到设置于基体21b的两个引线端子21k中的另一个引线端子21k。在第一LED 21m中，LED芯片21a的基板21e由透光性(电)绝缘体形成。

在图5B所示的第二LED 21n中，LED芯片21a的导电性的基板21e经由导电性树脂21d2电连接到设置于基体21b的两个引线端子21k中的一个引线端子21k。另外，LED芯片21a的半导体层21h经由金属线21d3电连接到设置于基体21b的两个引线端子21k中的另一个引线端子21k。

如图6的示例所示，安装基板22为矩形平板状的基板。安装基板22不限于该矩形基板，该安装基板22的示例还可以包括圆形基板和椭圆形基板。LED 21的二维阵列布置于安装基板22的安装面22aa。插座连接器26安装于安装基板22的安装面22aa。插座连接器26经由形成于安装基板22的导电图案与多个LED 21电连接。例如，安装基板22为金属基印刷电路板。安装基板22不限于金属基印刷电路板，可以为陶瓷基板或玻璃环氧树脂基板等。

如图1、图6、图7和图8所示，散热器23包括基部23a、散热翅片23b和侧缘23c。基部23a具有长的矩形平板状轮廓。基部23a在安装有安装基板22的第一表面23aa中设置有第一螺纹孔23ce。各第一螺纹孔23ce形成有内螺纹。基部23a设置有沿基部23a的厚度方向贯通基部23a的第一插入孔23ch。第一插入孔23ch处于基部23a的长度方向上的中央且位于基部23a的宽度方向上的一侧。电缆接地部27安装于基部23a的第一插入孔23ch的一侧。用于将电力供给到多个LED 21的供电电缆通过电缆接地部27插入到基部23a中。

散热翅片23b从作为基部23a的与第一表面23aa相反的表面的第二表面23ab突出。例如，各散热翅片23b为矩形平板状的翅片。散热翅片23b以预定间隔配置于基部23a。散热翅片23b可以以规则或不规则的间隔配置于基部23a。散热翅片23b可以从安装有安装基板22的基部23a的第二表面23ab侧使由多个LED 21产生的热高效地散发出去。

例如，各侧缘23c均为长方体状。各侧缘23c在平面图中沿着矩形基部23a的长边设置。基部23a设置有两个侧缘23c。该两个侧缘23c布置成隔着基部23a彼此相对。各侧缘23c在基部23a的厚度方向上具有比基部23a大的尺寸。各侧缘23c均包括沿着基部23a的厚度方向与盖块25连接的第一连接器23ca。各第一连接器23ca均由第二螺纹孔形成。该第二螺纹孔形成有内螺纹。多个第一连接器23ca沿着各侧缘23c的长度方向配置。

优选地，各侧缘23c均沿着各侧缘23c的与基部23a的厚度方向垂直的长度方向包括被构造为与另一构件连接的第二连接器23cb。各第二连接器23cb均由第三螺纹孔形成。该第三螺纹孔形成有内螺纹。在各侧缘23c的长度方向上的两端面各设置一个第二连接器23cb。各侧缘23c沿着与基部23a的厚度方向以及侧缘23c的长度方向两者垂直的方向设置有第三连接器23cc。第三连接器23cc允许侧缘23c与一个或多个其他构件连接。各第三连接器23cc均由贯通对应侧缘23c的第四螺纹孔形成。该第四螺纹孔形成有内螺纹。沿着各侧缘23c的长度方向，以预定间隔布置对应的第三连接器23cc。

散热器23以基部23a、散热翅片23b和侧缘23c一体形成的方式由金属材料制成。例如，散热器23的材料为具有优异热传导性的金属材料。具有优异热传导性的金属材料的示例包括铝合金和铜合金。

例如，遮光片24是矩形平板状的片材。遮光片24稍微小于主体2且被构造为被收纳于透镜单元10中。遮光片24设置有在遮光片24的厚度方向上贯通遮光片24的多个孔24aa。多个孔24aa中的各孔24aa均允许透镜单元10的对应的透镜体1的透镜框架1s插入。遮光片24能够吸收从透镜框架1s的各抛物体1af漏出的光，由此抑制由于在各透镜芯1t处不受控制的发光强度分布而发生照射面侧的条状照射。遮光片24由含碳的树脂材料制成。由于树脂材料含碳，因此遮光片24具有黑色。

如图6所示，盖块25包括盖25a、一对第一加压板25b、一对第一间隔件25c、一对第二加压板25d、一对第二间隔件25e和密封构件25f。盖25a具有盖主体25a1和凸缘25a2。例如，盖主体25a1为具有上基部的长方形或正方形壳(在图6的示例中，为长方形壳)。例如，凸缘25a2为环状的矩形凸缘。凸缘25a2从盖主体25a1的周缘向外突出。凸缘25a2在其各角部设置有圆形的装配孔25ca。在凸缘25a2的各长边沿着凸缘25a2的长度方向以预定间隔设置有多个第二插入孔25cb。在凸缘25a2的各短边沿着凸缘25a2的宽度方向以预定间隔设置有多个第三插入孔25cc。图6示出在各短边中的三个第三插入孔25cc和在各长边中的四个第二插入孔25cb。盖主体25a1和凸缘25a2一体地形成。盖25a具有透光性。例如，盖25a的材料是诸如聚碳酸酯树脂等的合成树脂材料。

一对第一加压板25b中的各第一加压板25b均具有长条形状且比凸缘25a2的各长边稍短。各第一加压板25b均具有第一主片25b1、第一侧片25b2和第一端片25b3。例如，第一主片25b1为长条的板状。第一主片25b1设置有在第一主片25b1的长度方向上的两端部和中央部侧沿着第一主片25b1的厚度方向贯通的第四插入孔25cd。第一侧片25b2从第一主片25b1的长边中的一个长边沿与该一个长边垂直的方向突出。第一端片25b3从第一主片25b1的长边中的另一长边沿与该另一长边垂直的方向突出。第一侧片25b2和第一端片25b3布置成隔着第一主片25b1彼此相对。各第一加压板25b均具有第一主片25b1、第一侧片25b2和第一端片25b3一体形成的构造。第一加压板25b是通过对金属板进行冲压和弯折而形成的。例如，各第一加压板25b的材料是诸如不锈钢等的金属材料。

例如，一对第一间隔件25c中的各第一间隔件25c均为长条的板状。各第一间隔件25c比第一加压板25b的各第一主片25b1稍小。各第一间隔件25c均被夹持在第一主片25b1和凸缘25a2之间。各第一间隔件25c均具有在该第一间隔件25c的厚度方向上贯通该第一间隔件25c的第一贯通孔25ce。各第一间隔件25c在与各第一加压板25b的第四插入孔25cd对应的各个位置设置有第一贯通孔25ce。

一对第二加压板25d中的各第一加压板25d均具有长条的形状且比凸缘25a2的各短边稍短。各第二加压板25d具有第二主片25d1、第二侧片25d2和第二端片25d3。例如，第二主片25d1为长条的板状。第二主片25d1设置有第五插入孔25de。第二侧片25d2从第二主片25d1的长边中的一个长边沿与该一个长边垂直的方向突出。第二端片25d3从第二主片25d1的长边中的另一长边沿与该另一长边垂直的方向突出。第二侧片25d2和第二端片25d3布置成隔着第二主片25d1彼此相对。各第二加压板25d具有第二主片25d1、第二侧片25d2和第二端片25d3一体形成的构造。第二加压板25d是通过对金属板进行冲压和弯折而形成的。例如，各第二加压板25d的材料是诸如不锈钢等的金属材料。

例如，一对第二间隔件25e中的各第二间隔件25e均为长条的板状。各第二间隔件25e均比第二加压板25d的各第二主片25d1稍小。各第二间隔件25e均被夹持在第二主片25d1和凸缘25a2之间。各第二间隔件25e在该第二间隔件25e的厚度方向上具有贯通该第二间隔件25e的第二贯通孔25ee。各第二间隔件25e在与各第二加压板25d的第五插入孔25de对应的各个位置设置有第二贯通孔25ee。

例如，密封构件25f为矩形框架形状。密封构件25f具有与盖25a的凸缘25a2相同的尺寸。密封构件25f在其各角部处设置有突起(nib)25f1。突起25f1装配到盖25a的装配孔25ca中。密封构件25f还包括在密封构件25f的厚度方向上贯通密封构件25f的第六插入孔25fc。两个或更多个第六插入孔25fc沿着密封构件25f的各边设置于该边。例如，密封构件25f由硅酮树脂制成。

电缆接地部27包括电缆接地部主体27a、帽27b和安装螺钉27c。帽27b形成为覆盖电缆接地部主体27a。利用安装螺钉27c将电缆接地主体27a和帽27b固定于基部23a。电缆接地部27被构造成紧固被插入该电缆接地部27的供电电缆。

以下，将说明通过本实施方式中的LED模块20在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光的原理。

本实施方式的LED模块20包括作为多个LED 21的用于发出红色光的红色LED、用于发出绿色光的绿色LED和用于发出蓝色光的蓝色LED。LED模块20能够通过使来自红色LED的红色光、来自绿色LED的绿色光和来自蓝色LED的蓝色光混合而发出白色光。

多个LED 21的LED芯片21a通过具有与将被发出的各光能量对应的带隙的半导体材料形成有各发光层21g。为了发射具有620nm的峰值发射波长的红色光，红色LED的各发光层21g的材料例如为AlInGaP。为了发射具有525nm的峰值发射波长的绿色光，绿色LED的各发光层21g的材料例如为InGaN。为了发射具有475nm的峰值发射波长的蓝色光，蓝色LED的各发光层21g的材料例如为In含量小于绿色LED的各发光层21g的InGaN。

各LED芯片21a通常是通过金属有机化学气相沉积方法(MOCVD法)形成的。在这种情况下，如果多个LED 21包括不同类型的LED芯片21a，则由不同的半导体材料制成发光层21g，在不同类型的LED芯片21a中的基板21e和半导体的相应层叠结构等彼此不同。不同类型的LED芯片21a的光射出面21aa可以由于发光层21g的不同半导体材料而在各LED芯片21a的厚度方向上具有不同的位置。这里，在各LED芯片21a中，发光层21g的面对对应的透镜芯1t且朝向对应的透镜芯1t发出光的表面侧被称为光射出面21aa。

在图5A的示例中，蓝色LED芯片和绿色LED芯片的各发光层21g的材料均为InGaN，并且蓝色LED芯片和绿色LED芯片均具有第一LED 21m的结构。在图5B的示例中，红色LED芯片的各发光层21g的材料均为AlInGaP，并且各红色LED芯片均具有第二LED 21n的结构。

对于各种应用采用多个LED 21，因此多个LED 21可以设置有用于将光从各LED芯片21a高效地向外部发出的凸透镜。在不考虑LED芯片21a各自的发光色的情况下，各凸透镜通常具有相同的外部形状。在多个LED 21中，不同发光色的LED芯片21a引起了相对于发出的光的发光强度分布特性。在LED模块20中，距离H2比距离H1长，其中距离H2为从安装基板22的安装面22aa到各红色LED的光射出面21aa的距离，距离H1为从安装基板22的安装面22aa到各绿色LED或各蓝色LED的光射出面21aa的距离。

与本实施方式比较的比较例的LED模块即使在从红色LED、绿色LED和蓝色LED得到混合色光时从安装面到该LED模块的各透镜芯的距离也相同。因此，比较例的LED模块由于在红色LED、绿色LED和蓝色LED中光射出面的不同位置而在照射面上的混合色光中可能具有颜色不均匀性。

在图5A和图5B的示例中，透镜单元10中的不同发光色的LED 21从相应的光射出面21aa到相应的透镜芯1t具有不同的高度。在本实施方式的透镜单元10中，各第一间隔D1和各第二间隔D2彼此不同。另外，在各第一距离L1和各第二距离L2之间的差(绝对值)小于在各第一间隔D1和各第二间隔D2之间的差(绝对值)。在这种情况下，在各第一距离L1和各第二距离L2之间的差变小。在本实施方式的透镜单元10中，优选的是，各第一距离L1和各第二距离L2彼此相等。

换言之，如图1至图4所示，本实施方式的透镜单元10包括多个透镜芯1t和主体2。多个透镜芯1t被构造成以一一对应的方式设置在具有不同发光色的多个LED 21的前方。在实施方式中，多个LED 21包括不同发光色的LED芯片21a。主体2保持多个透镜芯1t。多个透镜芯1t被主体2保持，使得多个透镜芯1t距多个LED 21中的LED芯片21a各自的光射出面21aa的相应距离彼此相等。

利用本实施方式的透镜单元10，由于多个透镜芯1t被主体2保持，使得多个透镜芯1t距多个LED 21中的LED芯片21a各自的光射出面21aa的相应距离彼此相等，因此能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光。

现在，将说明LED模块20的组装过程。

在LED模块20的组装过程中，预先安装有多个LED 21的安装基板22被安装于散热器23的基部23a的第一表面23aa。在顶端设置有插头连接器的供电电缆经由电缆接地部27被插入到基部23a的第一插入孔23ch中。利用透镜单元10经由遮光片24覆盖安装基板22。在LED模块20中，多个LED 21被配置成使得多个LED 21与透镜单元10的多个透镜芯1t一一对应。

设置在被插入到电缆接地部27中的供电电缆的顶端处的插头连接器连接到插座连接器26。透镜单元10的支撑片4被置于散热器23的第一表面23aa，供电电缆经由在周壁2b和安装基板22之间的间隙延伸到透镜单元10外。透镜单元10的固定片3利用螺钉固定到基部23a。在LED模块20的组装过程中，用于紧固螺钉的扭矩被设定成在透镜单元10中不会因为固定片3的螺纹固定发生扭曲。

随后，盖块25被安装到基部23a。在盖块25中，密封构件25f利用装配于装配孔25ca的突起25f1安装到盖25a。安装有密封构件25f的盖25a配置在散热器23的第一表面23aa侧，以覆盖透镜单元10。一对第一加压板25b经由一对第一间隔件25c层叠于盖25a的凸缘25a2。第一加压板25b、第一间隔件25c和盖25a配置成使得第一加压板25b的第四插入孔25cd、第一间隔件25c的第一贯通孔25ce和盖25a的第二插入孔25cb彼此对准。在盖块25中，第二螺钉25g分别插入到第一加压板25b的第四插入孔25cd、第一间隔件25c的第一贯通孔25ce、盖25a的第二插入孔25cb和密封构件25f的第六插入孔25fc。

一对第二加压板25d经由一对第二间隔件25e层叠于盖25a的凸缘25a2。第二加压板25d、第二间隔件25e和盖25a配置成使得第二加压板25d的第五插入孔25de、第二间隔件25e的第二贯通孔25ee和盖25a的第三插入孔25cc彼此对准。

在盖块25中，第二螺钉25g分别插入到第二加压板25d的第五插入孔25de、第二间隔件25e的第二贯通孔25ee、盖25a的第三插入孔25cc和密封构件25f的第六插入孔25fc中。第二螺钉25g分别旋拧到基部23a的第一连接器23ca中。盖块25利用第二螺钉25g被固定到散热器23。

以下，将参照图7和图8说明本实施方式的照明器具30。

注意，在另一实施方式中，照明器具30可以包括LED模块20和器具主体31，器具主体31可以被构造成保持LED模块20。

照明器具30包括一个LED模块20。器具主体31包括保持件32、配线盒34、配线35和配线保持件36。保持件32包括臂构件32a、一对臂安装构件32b和联接构件32c。臂构件32a被构造成经由该一对臂安装构件32b保持LED模块20。

臂构件32a包括固定板32a1、一对立起片32a2和一对支撑片32a3。臂构件32a被构造成以预定角度将LED模块20保持于设置面50aa。例如，固定板32a1为平板状。固定板32a1固定于设置面50aa。如图8所示，在固定板32a1的中心部形成固定孔32aa。固定孔32aa沿固定板32a1的厚度方向贯通固定板32a1。固定孔32aa例如为成形为圆形。固定板32a1设置有长孔32cc，该长孔32cc为半圆弧状且该长孔32cc的中心与固定孔32aa对应。长孔32cc沿厚度方向贯通固定板32a1。固定板32a1利用被插入到固定孔32aa中的第二螺栓和插入到长孔32cc中的第三螺栓而固定到具有设置面50aa的投光器台等。立起片32a2从固定板32a1的两端延伸。两个立起片32a2布置成隔着固定板32a1彼此相对。支撑片32a3从立起片32a2的顶端进一步延伸。

臂构件32a具有固定板32a1、一对立起片32a2和一对支撑片32a3一体形成的构造。臂构件32a的材料例如为诸如不锈钢等的金属材料。臂构件32a是通过对金属板进行冲压和弯折而形成的。臂构件32a被构造成使得通过使插入到固定板32a1的长孔32cc中的第三螺栓变松从而允许由臂构件32a保持的LED模块20的取向在水平方向中变化。

一对臂安装构件32b中的各臂安装构件32b均包括固定构件32b1、一对安装构件32b2和轴承构件32b3。固定构件32b1具有底壁32bs和一对侧壁32bt。例如，底壁32bs为矩形平板状。一对侧壁32bt沿底壁32bs的厚度方向从底壁32bs的两长边突出。例如，各侧壁32bt均为矩形平板状。各固定构件32b1由底壁32bs和一对侧壁32bt成形为直角沟槽(squaregutter)状。各固定构件32b1被形成为允许装配LED模块20的侧缘23c。利用散热器23的装配于固定构件32b1的侧缘23c将一对臂安装构件32b安装到散热器23。

各固定构件32b1均设置有一对安装构件32b2。例如，各安装构件32b2为截头锥形状。各安装构件32b2沿着底壁32bs的厚度方向突出。各安装构件32b2在其端面形成有内螺纹。一对臂安装构件32b中的一个臂安装构件32b设置有刻度板(dial plate)32b5。例如，刻度板32b5为扇形的平板。为了表示LED模块20与设置面50aa所成的角度，在刻度板32b5上标记刻度。刻度板32b5在一对臂安装构件32b中的一个臂安装构件32b处接合于轴承构件32b3的端面。

各轴承构件32b3均为圆筒状。各轴承构件32b3均布置在对应的一对安装构件32b2之间。各轴承构件32b3具有一对安装构件32b2和固定构件32b1彼此接合的构造。

例如，联接构件32c为长条的板状。联接构件32c利用第一螺栓32b4安装到一对安装构件32b2。联接构件32c被构造成保持配线盒34。联接构件32c的材料例如为诸如不锈钢等的金属材料。

各臂安装构件32b均具有固定构件32b1、一对安装构件32b2和轴承构件32b3一体形成的构造。固定构件32b1、一对安装构件32b2和轴承构件32b3由铝模铸造形成。

例如，配线盒34为矩形盒状。中继端子块(relay terminal block)被收纳于配线盒34中。配线盒34被构造成使得来自外部的电源电缆和LED模块20的供电电缆经由端子块连接。电源电缆与在配线盒34外部安装的电源装置连接。在照明器具30中，经由配线盒34的端子块将电力从电源装置供给到LED模块20。照明器具30不限于电源装置安装在配线盒34外部的构造，而可以是电源装置收纳于配线盒34中的构造。配线盒34的材料例如为诸如不锈钢等的金属材料。

在照明器具30中，被插入到一对支撑片32a3中的第四螺栓32a5独立地旋拧到一对臂安装构件32b的轴承构件32b3中。第四螺栓32a5固定到轴承构件32b3，由此照明器具30能够通过保持件32可枢转地保持LED模块20。由于一对臂安装构件32b中的一个臂安装构件32b设置有刻度板32b5，因此照明器具30能够显示LED模块20绕着第四螺栓32a5与设置面50aa所成的角度。照明器具30被构造成使得LED模块20根据图7中所示的杆37的旋转转动到与设置面50aa所成的期望角度。

在本实施方式中，在照明器具30安装于投光器台的设置面50aa的情况下，配线35的两端利用如图7和图8所示的螺钉而固定到一对臂安装构件32b。配线35由被固定到设置面50aa的配线保持件36支撑。利用照明器具30，即使臂构件32a脱离设置面50aa，配线35也能够支撑臂构件32a，由此防止照明器具30掉落。

以下，将简要说明在本实施方式中的照明器具30的组装过程。

在照明器具30的组装过程中，LED模块20中的散热器23的侧缘23c装配于一对臂安装构件32b的固定构件32b1中。散热器23的侧缘23c固定到固定构件32b1。在照明器具30中，第五螺栓32b6经由固定构件32b1的一对侧壁32bt被独立地旋拧到侧缘23c的第三连接器23cc中。

随后利用第一螺栓32b4将联接构件32c固定到各臂安装构件32b的一对安装构件32b2。随后将配线盒34安装到联接构件32c。在照明器具30的组装过程中，在配线盒34安装到联接构件32c之后，联接构件32c可以安装到各臂安装构件32b的一对安装构件32b2。在配线盒34安装到联接构件32c之后，连接电源电缆和供电电缆。最终在照明器具30的组装过程中，插入到一对支撑片32a3中的第四螺栓32a5被旋拧到一对臂安装构件32b的轴承构件32b3的第五螺纹孔中。结果，臂安装构件32b被安装到臂构件32a。

(根据本实用新型的方面)

如可以从上述实施方式看到的，根据本实用新型的第一方面的透镜单元10包括多个透镜芯1t和主体2。多个透镜芯1t被构造成以一一对应的方式设置在具有不同发光色的多个LED 21的前方。主体2保持多个透镜芯1t。多个透镜芯1t以如下方式被主体2保持：多个透镜芯1t距在多个LED 21中的LED芯片21a各自的光射出面21aa的相应距离彼此相等。在示例中，多个LED 21中的LED芯片21a包括至少一个第一LED芯片21s和至少一个第二LED芯片21t。第一LED芯片21s和第二LED芯片21t分别具有彼此不同的第一高度H1和第二高度H2。第一高度H1为在第一LED芯片21s中的基体21b的下表面(与安装面22aa对应)和第一LED芯片21s中的发光层21g的光射出面21aa之间的距离。第二高度H2为在第二LED芯片21t中的基体21b的下表面(与安装面22aa对应)和第二LED芯片21t中的发光层21g的光射出面21aa之间的距离。

利用根据第一方面的透镜单元10，由于多个透镜芯1t被主体2保持，使得多个透镜芯1t距LED芯片21a各自的光射出面21aa的相应距离彼此相等，因此能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光。

在根据本实用新型的第二方面的透镜单元10中，多个透镜芯1t中的各透镜芯1t均具有光入射面1aa、光出射面1ce和在光入射面1aa和光出射面1ce之间的厚度。多个透镜芯1t的厚度彼此相等。

在根据第二方面的透镜单元10中，由于多个透镜芯1t的厚度彼此相等，因此能够通过比较简单的构造控制发光强度分布。

根据本实用新型的第三方面的LED模块20包括安装基板22、多个LED 21和透镜单元10。安装基板22包括安装面22aa。多个LED 21至少包括第一LED 21m和第二LED 21n，该第一LED 21m和第二LED 21n安装于安装面22aa并被构造成发出不同发光色的光。第一LED21m和第二LED 21n分别包括第一LED芯片21s和第二LED芯片21t，第一LED芯片21s和第二LED芯片21t均包括具有光射出面21aa的发光层21g。第一LED芯片21s和第二LED芯片21t的光射出面21aa分别具有距安装面22aa不同的高度H1和H2。透镜单元10包括多个透镜芯1t和保持多个透镜芯1t的主体2，该多个透镜芯1t至少包括第一透镜芯1m、第二透镜芯1n。透镜单元10被设置成利用分别布置在第一LED 21m和第二LED 21n的前方的第一透镜芯1m和第二透镜芯1n来覆盖安装基板22。第一透镜芯1m和第二透镜芯1n分别具有第一距离L1和第二距离L2。第一距离L1和第二距离L2分别为从第一LED 21m和第二LED 21n的光射出面21aa到第一透镜芯1m和第二透镜芯1n的距离。第一透镜芯1m和第二透镜芯1n还分别具有第一间隔D1和第二间隔D2。第一间隔D1和第二间隔D2分别为从安装面22aa到第一透镜芯1m和第二透镜芯1n的间隔。第一距离L1和第二距离L2之间的差小于第一间隔D1和第二间隔D2之间的差。

根据第三方面的LED模块20能够具有如下构造：该构造具有能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光的透镜单元10。

在第三方面中，根据本实用新型的第四方面的LED模块20的第一透镜芯1m和第二透镜芯1n均具有光入射面1aa、光出射面1ce和在光入射面1aa和光出射面1ce之间的厚度。第一透镜芯1m和第二透镜芯1n的厚度彼此相等。第一LED 21m和第二LED 21n还包括分别覆盖第一LED芯片21s和第二LED芯片21t的凸透镜。第一LED 21m和第二LED 21n的凸透镜的外形彼此相同。

利用根据第四方面的LED模块20，能够通过比较简单的构造控制发光强度分布。

在第三方面和第四方面中，根据本实用新型的第五方面的照明器具30包括LED模块20和器具主体31。器具主体31保持LED模块20。

根据第五方面的照明器具30能够具有如下构造：该构造具有能够在照射面上发出颜色不均匀性更为降低的光的LED模块20。

虽然前面已描述了被认为是最佳的模式和/或其他的示例，但是应当理解，可以对其进行各种变型，且这里公开的主题可以以各种形式和示例实施，它们可以应用于多种应用，这里仅描述了一部分应用。所附权利要求意图保护落在本教示的真实范围内的任意和所有的变型和改变。

Claims (8)

1.一种透镜单元，所述透镜单元包括：

多个透镜芯，所述多个透镜芯被构造成以一一对应的方式设置在具有不同发光色的多个发光二极管的前方；

主体，所述主体保持所述多个透镜芯，其特征在于，

所述多个透镜芯距所述多个发光二极管中的发光二极管芯片各自的光射出面的相应距离彼此相同。

2.根据权利要求1所述的透镜单元，其特征在于，

所述多个透镜芯中的各所述透镜芯均具有光入射面、光出射面和在所述光入射面和所述光出射面之间的厚度，并且

所述多个透镜芯的厚度彼此相等。

3.一种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括：

安装基板，所述安装基板包括安装面；

多个发光二极管，所述多个发光二极管至少包括第一发光二极管和第二发光二极管，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管安装于所述安装面并被构造成发出不同发光色的光，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管分别包括第一发光二极管芯片和第二发光二极管芯片，所述第一发光二极管芯片和所述第二发光二极管芯片均包括具有光射出面的发光层，所述第一发光二极管芯片和所述第二发光二极管芯片的光射出面分别具有距所述安装面不同的第一高度和第二高度；和

透镜单元，所述透镜单元包括多个透镜芯和保持所述多个透镜芯的主体，所述多个透镜芯至少包括第一透镜芯和第二透镜芯，所述透镜单元被设置成利用分别布置在所述第一发光二极管和所述第二发光二极管的前方的第一透镜芯和第二透镜芯来覆盖所述安装基板，

其特征在于，

所述第一透镜芯和所述第二透镜芯分别具有第一距离和第二距离，所述第一距离和所述第二距离分别为从所述第一发光二极管和所述第二发光二极管的光射出面到所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的距离，所述第一透镜芯和所述第二透镜芯还分别具有第一间隔和第二间隔，所述第一间隔和所述第二间隔分别为从所述安装面到所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的间隔，所述第一距离和所述第二距离之间的差小于所述第一间隔和所述第二间隔之间的差。

4.根据权利要求3所述的发光二极管模块，其特征在于，

所述第一透镜芯和所述第二透镜芯均具有光入射面、光出射面和在所述光入射面和所述光出射面之间的厚度，

所述第一透镜芯和所述第二透镜芯的厚度彼此相等，

所述第一发光二极管和所述第二发光二极管还分别包括覆盖所述第一发光二极管芯片的凸透镜和覆盖所述第二发光二极管芯片的凸透镜，并且

所述第一发光二极管的凸透镜和所述第二发光二极管的凸透镜的外形彼此相同。

5.根据权利要求3或4所述的发光二极管模块，其特征在于，

所述主体以所述第一间隔和所述第二间隔彼此不同的方式保持所述多个透镜芯。

6.根据权利要求3或4所述的发光二极管模块，其特征在于，

所述第一距离和所述第二距离彼此相等。

7.根据权利要求5所述的发光二极管模块，其特征在于，

所述第一距离和所述第二距离彼此相等。

8.一种照明器具，其特征在于，所述照明器具包括：

权利要求3至7中任一项所述的发光二极管模块，以及

器具主体，所述器具主体保持所述发光二极管模块。