TWI463094B - 發光二極體裝置 - Google Patents

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Description

發光二極體裝置
本發明涉及半導體照明領域，尤其涉及一種可改變光場分佈的發光二極體裝置。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)作為一種新興的光源，具有高亮度、長壽命及低污染等優點，故被廣泛應用於多種場合之中，並大有取代傳統光源的趨勢。
由於單個發光二極體為一點光源，其製成照明裝置時，通常配合一透鏡進行一次光學變換以改變其光場分佈。習知的發光二極體裝置均為根據不同的照明環境設計有不同的透鏡，每一發光二極體裝置的光場分佈固定，不能根據環境的改變而改變，故，這種發光二極體裝置的環境適應能力較差。
有鑒於此，有必要提供一種可改變光場分佈的發光二極體裝置。
一種發光二極體裝置，包括一底座、設於該底座上的一發光晶片及罩置於該發光晶片上的一透鏡，該發光二極體裝置還包括兩旋轉件及兩阻擋柱，該兩旋轉件於該底座上間隔相對設置於該發光晶片的相對兩側，該兩阻擋柱分別位於該兩旋轉件的外側，該兩阻擋柱相對於該底座的高度不小於該透鏡相對於該底座的高度，該透鏡由具有彈性且透明的材料製成，該透鏡於該底座的正投影 呈橢圓形，該兩阻擋柱之間的距離小於該橢圓形正投影的長軸的長度，且大於該橢圓形正投影的短軸的長度，該透鏡固定在該兩旋轉件上，該兩旋轉件或者該兩阻擋柱能夠繞該發光晶片產生相對運動。
本發明中的發光二極體裝置，可藉由旋轉旋轉件使其透鏡在阻擋柱的作用力下發生彈性變形以改變曲率，從而使所述發光二極體裝置產生不同的光場分佈，適應不同的環境，相對於習知技術中的發光二極體裝置，本發明中的發光二極體裝置具有更好的環境適應能力。
100，100a，100b，100c‧‧‧發光二極體裝置
10‧‧‧底座
11‧‧‧背板
111‧‧‧收容槽
12‧‧‧基板
121‧‧‧通槽
20‧‧‧發光晶片
30，30a‧‧‧旋轉件
31‧‧‧側壁
32‧‧‧凸緣
33‧‧‧間隙
34‧‧‧收容空間
35，61‧‧‧反光面
40，40c‧‧‧透鏡
50‧‧‧阻擋柱
60‧‧‧反光杯
α‧‧‧長軸
β‧‧‧短軸
圖1為本發明第一實施例的發光二極體裝置的結構示意圖。
圖2為圖1所示發光二極體裝置沿II-II處的剖視示意圖。
圖3為圖1所示發光二極體裝置沿III-III處的分解剖視示意圖。
圖4為圖1所示發光二極體裝置處於第二狀態時的結構示意圖。
圖5為本發明第二實施例的發光二極體裝置的結構示意圖。
圖6為本發明第三實施例的發光二極體裝置的結構示意圖。
圖7為本發明第四實施例的發光二極體裝置的結構示意圖。
以下將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1，所示為本發明第一實施例中的發光二極體裝置100，該發光二極體裝置100包括一底座10、設於該底座10上的一發光晶片20、設於底座10上且環繞該發光晶片20的兩旋轉件30、固定 於該旋轉件30的頂端且罩置於發光晶片20上方的一透鏡40及自該底座10向上延伸且位於該透鏡40相對兩側的兩阻擋柱50。
請參閱圖2至圖3，該底座10包括一背板11及貼合於該背板11上表面的基板12，該背板11及基板12均呈圓盤狀，在其他的實施例中，該背板11及基板12還可呈矩形、六邊形等其他形狀。該背板11由導熱材料製成，如金屬、導熱陶瓷等。該基板12由導熱且絕緣的材料製成，如環氧樹脂，矽樹脂或聚鄰苯二甲醯胺(Polyphthalamide,PPA)等。該背板11上設有一圓環形的收容槽111，該基板12正對該收容槽111設有一圓環形的通槽121，該收容槽111與該通槽121為同心槽，且該收容槽111的寬度大於該通槽121的寬度。該基板12上設有供該發光晶片20電連接的電極(圖未示)。
該發光晶片20固定於該基板12的中部，該基板12的通槽121環繞該發光晶片20，該發光晶片20安裝於該基板12上，從而使該發光晶片20的兩極與該基板12上的電極電連接。
該兩旋轉件30均位於該基板12上設置發光晶片20的一側，該兩旋轉件30相對間隔設置，且分別位於該發光晶片20的相對兩側。該兩旋轉件30均垂直於該基板12且沿平行於該基板12的方向呈拱形，該兩旋轉件30的軸心與該基板12上的通槽121及背板11上的收容槽111的圓心重合。每一旋轉件30朝向另一旋轉件30的端部與該另一旋轉件30的端部之間形成一間隙33，該兩旋轉件30合圍成一收容空間34，該發光晶片20收容於該收容空間34中。每一旋轉件30包括一拱形的側壁31及位於側壁31底緣的一凸緣32。該凸緣32呈圓弧形，該凸緣32為自該側壁31的底緣垂直向該側壁31的兩 側延伸。該側壁31的底緣嵌插於該基板12的通槽121中，該凸緣32收容於該背板11的收容槽111中且抵靠於該通槽121兩側的基板12底面上，從而使得該兩旋轉件30嵌套於該底座10中，該兩旋轉件30可以在該收容槽111及通槽121中滑動，從而使該兩旋轉件30可以於平行於該基板12的平面內旋轉。
該透鏡40位於該發光晶片20的正上方，用於改變該發光晶片20的光場分佈。該透鏡40為一凸透鏡，其由彈性且透明的材料製成，如矽膠、橡膠等，該透鏡40在外力作用下可彈性變形。該透鏡40於該基板12上的正投影呈橢圓形，該透鏡40的中部的厚度大於邊緣的厚度，且厚度自中部向邊緣逐漸減小，該透鏡40沿該橢圓形正投影的短軸β方向上的相對兩側分別固定於該兩旋轉件30遠離該基板12的頂端。
該兩阻擋柱50自該基板12向該發光晶片20所在的一側垂直延伸。該兩阻擋柱50均呈圓柱狀，該兩阻擋柱50位於該發光晶片20的相對兩側，且位於該透鏡40的相對兩側。該兩阻擋柱50相對於該底座10的高度不小於該透鏡40相對於該底座10的高度，該兩阻擋柱50之間的距離小於該透鏡40於該基板12上的橢圓形正投影的長軸α的長度，且大於該透鏡40於該基板12上的橢圓形正投影的短軸β的長度。
該發光二極體裝置100工作時，該發光晶片20產生的光線經過該透鏡40而產生一定光場分佈的光斑。當該發光二極體裝置100所處環境發生改變而要求該發光二極體裝置100的光場分佈亦進行變化時，如圖4所示，轉動該兩旋轉件30，該兩旋轉件30帶動該透鏡40轉動，當該透鏡40沿其長軸方向上的兩端觸碰到該兩阻擋 柱50時，該彈性的透鏡40在該兩阻擋柱50的作用力下發生彈性變形，該透鏡40正對該發光晶片20的部分的曲率發生變化，從而使該發光二極體裝置100的光場分佈發生變化，直到該發光二極體裝置100的光場分佈符合要求為止，此時，該透鏡40的中部的厚度較圖1至圖3中的透鏡40的中部的厚度大，相對於圖1至3中的發光二極體裝置100所處的狀態而言，圖4中發光二極體裝置100所處狀態的光場分佈趨於明亮及集中。
圖5示出了本發明第二實施例中的發光二極體裝置100a，其與第一實施例中的發光二極體裝置100相似，不同之處在於該發光二極體裝置100a的兩旋轉件30a在發光二極體裝置100中的旋轉件30的基礎上具有進一步的改進。具體而言，該發光二極體裝置100a的每一旋轉件30a朝向該發光晶片20的一側面呈傾斜狀，從而形成一反光面35，該反光面35自該旋轉件30a的頂端向該發光二極體裝置100a的基板12傾斜延伸，該兩旋轉件30a的反光面35之間的間距自該基板12向該透鏡40逐漸增大，從而使得自該發光晶片20射向該反光面35的光線得以經過該反光面35反射至該透鏡40，以提高該發光二極體裝置100a的亮度。
圖6示出了本發明第三實施例中的發光二極體裝置100b，其與第一實施例中的發光二極體裝置100相似，不同之處在於該發光二極體裝置100b進一步包括一反光杯60，該反光杯60固定於該發光二極體裝置100b的基板12上。該反光杯60由具有反射性的材料製成，如環氧樹脂，矽樹脂或聚鄰苯二甲醯胺(Polyphthalamide,PPA)等。該反光杯60呈圓管狀，其位於該發光二極體裝置100b的兩旋轉件30之間。該發光晶片20被該反光杯60圍繞，反光杯60 的內徑自該基板12向該透鏡40逐漸增大，從而使該反光杯60朝向該發光晶片20的內側面呈傾斜狀以形成一反光面61，該反光面61自該反光杯60朝向該發光二極體裝置100b的透鏡40的頂端向該基板12傾斜延伸，從而使得自該發光晶片20射向該反光面61的光線得被反射至透鏡40，以提高該發光二極體裝置100b的亮度。
圖7示出了本發明第四實施例中的發光二極體裝置100c，其與第一實施例中的發光二極體裝置100相似，不同之處在於該發光二極體裝置100c的透鏡40c為一凹透鏡，該透鏡40c的中部的厚度小於邊緣的厚度，且厚度自中部向邊緣逐漸增大然後增逐漸減小。
綜上，本發明中的發光二極體裝置100、100a、100b、100c，藉由旋轉旋轉件30、30a使其透鏡40、40c在阻擋柱50的作用力下發生彈性變形以改變曲率，從而使所述發光二極體裝置100、100a、100b、100c產生不同的光場分佈，適應不同的環境，相對於習知技術中的發光二極體裝置，本發明中的發光二極體裝置100、100a、100b、100c具有更好的環境適應能力。
上述實施方式中，旋轉件30、30a為運動件，阻擋柱50為靜止件，在其他的實施例中，還可將旋轉件30、30a設計為靜止件，而將阻擋柱50設計為可相對於旋轉件30、30a運動的動運件，由以上實施例可知只要旋轉件30、30a為與阻擋柱50可相對運動，就可達到使透鏡40、40c在阻擋柱50作用下產生形變的效果。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，該等依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。
100‧‧‧發光二極體裝置
10‧‧‧底座
20‧‧‧發光晶片
30‧‧‧旋轉件
33‧‧‧間隙
34‧‧‧收容空間
40‧‧‧透鏡
50‧‧‧阻擋柱

Claims (10)

  1. 一種發光二極體裝置，包括一底座、設於該底座上的一發光晶片及罩置於該發光晶片上的一透鏡，其改進在於：該發光二極體裝置還包括兩旋轉件及兩阻擋柱，該兩旋轉件於該底座上間隔相對設置於該發光晶片的相對兩側，該兩阻擋柱分別位於該兩旋轉件的外側，該兩阻擋柱相對於該底座的高度不小於該透鏡相對於該底座的高度，該透鏡由具有彈性且透明的材料製成，該透鏡於該底座的正投影呈橢圓形，該兩阻擋柱之間的距離小於該橢圓形正投影的長軸的長度，且大於該橢圓形正投影的短軸的長度，該透鏡固定在該兩旋轉件上，該兩旋轉件或者該兩阻擋柱能夠繞該發光晶片產生相對運動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置，其中該兩旋轉件均為垂直於底座的拱形，每一旋轉件朝向另一旋轉件的端部與該另一旋轉件的端部之間形成一間隙，該兩旋轉件合圍成一收容空間，該發光晶片收容於該收容空間中。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體裝置，其中每一旋轉件包括一拱形的側壁及自該側壁朝向該底座的底緣垂直向該側壁的外側延伸的凸緣，該兩旋轉件的軸心重合，該凸緣嵌套於該底座中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體裝置，其中該底座包括一背板及貼合於該背板上表面的一基板，該背板上設有一圓環形的收容槽，該基板正對該收容槽設有一圓環形的通槽，該收容槽的寬度大於該通槽的寬度，該兩旋轉件的軸心與該通槽及收容槽的圓心重合，該側壁的底緣嵌插於該通槽中，該凸緣收容於該收容槽中且抵靠於該基板的底面上。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任意一項所述的發光二極體裝置，其中每一 旋轉件朝向該發光晶片的一側面形成一傾斜狀的反光面，該反光面自該旋轉件朝向該透鏡的頂端向該底座傾斜延伸，該兩旋轉件的反光面之間的間距自該底座向該透鏡逐漸增大。
  6. 如申請專利範圍第2至4項中任意一項所述的發光二極體裝置，其中進一步包括一反光杯，該反光杯呈圓管狀，該反光杯固定於該兩旋轉件之間且圍繞該發光晶片，反光杯的內徑自該底座向該透鏡逐漸增大，從而使該反光杯朝向該發光晶片的內側面形成一傾斜的反光面，該反光面自該反光杯朝向該透鏡的頂端向該底座傾斜延伸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置，其中該透鏡由矽膠或橡膠製成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體裝置，其中該透鏡為一凸透鏡。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體裝置，其中該透鏡為一凹透鏡。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置，其中該兩阻擋柱均呈圓柱狀，且自該底座垂直向外延伸。
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