專利名稱：發(fā)光二極管單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管單元，特別是指一種照射距離較遠(yuǎn)的發(fā)光二極管單元。
背景技術(shù)：
作為一種新興的光源，發(fā)光二極管憑借其發(fā)光效率高、體積小、重量輕、環(huán)保等優(yōu) 點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用到當(dāng)前的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，大有取代傳統(tǒng)光源的趨勢。 相比于傳統(tǒng)光源，發(fā)光二極管所輸出的光線大部分都集中在其芯片前方，具有較 高的指向性，因此可不經(jīng)光學(xué)修正而直接用于某些領(lǐng)域(如交通燈)。但是，對于照明領(lǐng)域 中的燈具而言，發(fā)光二極管的光束仍不夠集中，其強(qiáng)度有限，無法滿足高亮度的照明需求。 因此，為更有效地利用發(fā)光二極管的光線， 一般采用一凸透鏡與發(fā)光二極管組合使用來對 發(fā)光二極管的光束進(jìn)行調(diào)整。該凸透鏡被設(shè)置于發(fā)光二極管正前方，其可將自發(fā)光二極管 頂部發(fā)出的光線會聚至一小簇光束內(nèi)，使輸出光強(qiáng)增大。 但是，該種光學(xué)組合是采用凸透鏡對光線進(jìn)行修正的，由于傳統(tǒng)的凸透鏡的表面 均為球面，其聚光能力有限，導(dǎo)致位于凸透鏡光軸附近的光強(qiáng)不足，使光線無法傳播較遠(yuǎn)的 距離。對于某些對光傳播距離要求極高的燈具而言(如探照燈)，該種光學(xué)組合顯然已無法 滿足需求。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，實(shí)有必要提供一種照射距離較遠(yuǎn)的發(fā)光二極管單元。 —種發(fā)光二極管單元，其包括一透明的罩體及一收容于該罩體內(nèi)的發(fā)光二極管，
該罩體在對應(yīng)于該發(fā)光二極管的位置處形成一非球面。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的罩體采用非球面來對發(fā)光二極管的光線進(jìn)行修正。由 于非球面具有良好的聚光特性，其可將自發(fā)光二極管頂部所發(fā)出的大部分光線集中在其光 軸附近，從而使發(fā)光二極管單元輸出具有高強(qiáng)度的光束，以對較遠(yuǎn)的距離進(jìn)行照射。
下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明的發(fā)光二極管單元的組合圖。 圖2是圖1的倒置圖，其中發(fā)光二極管單元中的發(fā)光二極管被移去以方便觀察。
圖3是圖1的截面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1及3所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管單元。該發(fā)光二極管單元包括一發(fā)光二極 管10及一包封發(fā)光二極管10的透明罩體20。該發(fā)光二極管10包括一基座12、一黏接于 基座12頂面的發(fā)光二極管芯片14及一固定于基座12上并密封住芯片14的透明封罩16。
3該封罩16大致呈半球形的構(gòu)造，其用于將發(fā)光二極管芯片14所發(fā)出的光線導(dǎo)向其頂部射 出。經(jīng)由封罩16的初級光學(xué)修正，發(fā)光二極管10的輸出光線可被簡單地調(diào)整成一錐形的 光束。 請一并參閱圖2，該罩體20由透明的材料(如環(huán)氧樹脂) 一體成型，其大致呈一 上寬下窄的圓臺形的構(gòu)造。該罩體20包括一圓板的底板22、一自底板22向上延伸出的側(cè) 壁24及一結(jié)合至側(cè)壁24中的透鏡26。該底板22中部開設(shè)有一貫穿的圓形通孔220 (如圖 2)，其剩余部分圍繞該通孔220形成一環(huán)狀部222。四三角狀的缺口 224環(huán)繞該通孔220開 設(shè)于環(huán)狀部222底面，以恰好容置發(fā)光二極管10的基座12。這些缺口 224的深度均等于 發(fā)光二極管10的基座12厚度并小于底板22的厚度，以將發(fā)光二極管10的基座12完全收 容于底板22內(nèi)。該側(cè)壁24的底部開設(shè)一內(nèi)徑自上至下漸增的空穴240，其與底板22的通 孔220連通，以容置發(fā)光二極管10的封罩16。該空穴240的底部的內(nèi)徑小于底板22通孔 220的內(nèi)徑，由此在側(cè)壁24底部形成一環(huán)狀的臺階242。該空穴240的側(cè)部(即側(cè)壁24的 內(nèi)周面)為一圓錐面，其用于將自發(fā)光二極管10封罩16周緣所穿出的光線(即與發(fā)光二 極管10的光軸偏角較大的光線，如圖3中所示的光線I)折射入至側(cè)壁24內(nèi)。該空穴240 的頂部形成一向下凸出的非球面262，其構(gòu)成透鏡26的底面，以將自發(fā)光二極管10頂部射 入的光線(即與發(fā)光二極管的光軸偏角較小的光線，如圖3中所示的光線n)導(dǎo)入透鏡26 內(nèi)。該空穴240在透鏡26及側(cè)壁24與發(fā)光二極管10的封罩16之間形成了一氣隙，因此， 發(fā)光二極管10的光線在入射至側(cè)壁24及透鏡26之前必須首先經(jīng)過該氣隙，即光線必須經(jīng) 過兩次折射之后才能進(jìn)入側(cè)壁24及透鏡26內(nèi)。該側(cè)壁24的外周面為一拋物面，其用于將 折射入側(cè)壁24的光線全反射至側(cè)壁24頂部，以避免光損。該側(cè)壁24的頂部向下凹陷出一 凹槽244。該凹槽244的側(cè)部為一錐面，其用于與側(cè)壁24的外周面及內(nèi)周面配合以將自發(fā) 光二極管10以大角度出射的光線平行折射入空氣當(dāng)中。該凹槽244的底部形成一向上凸 起的非球面264而構(gòu)成透鏡26的頂面，其曲率大于位于透鏡26底部的非球面262。該透 鏡26頂部的非球面264用于與底部的非球面262配合以將自發(fā)光二極管10以小角度出射 的光線平行折射入空氣中。該側(cè)壁24頂部的外周緣向外水平凸伸出一折邊246，以方便操 作用戶對罩體20進(jìn)行操作。經(jīng)過發(fā)光二極管10的封罩16初級修正過的錐形光束再經(jīng)由 罩體20的次級修正之后，將被會聚成一平行光束。優(yōu)選地，側(cè)壁24內(nèi)周面與光軸的夾角為 15度，外周面與光軸的夾角為60度。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管單元采用雙非球面262、264對自發(fā)光二極 管IO頂部所發(fā)出的光線進(jìn)行修正，使這些光線可被會聚至一極窄的平行光束內(nèi)，從而提升 輸出光強(qiáng)，使光線可傳播較遠(yuǎn)的距離。經(jīng)由此種設(shè)計(jì)，50%光強(qiáng)(設(shè)光軸上的出光強(qiáng)度為 100% )處的出光角度可被控制在相對于光軸5度以內(nèi)，從而使發(fā)光二極管單元的出光效率 達(dá)到90%以上。另夕卜，由于采用透鏡26與側(cè)壁24分工合作，即透鏡26負(fù)責(zé)將出射角較小 的光線修正為平行光，而側(cè)壁24用于將出射角較大的光線修正為平行光，二者互不干擾， 從而使輸出的光束具有極高的導(dǎo)向性。
權(quán)利要求
一種發(fā)光二極管單元，其包括一發(fā)光二極管，其特征在于該發(fā)光二極管單元還包括一收容發(fā)光二極管的透明罩體，該罩體對應(yīng)于發(fā)光二極管的位置處形成一非球面。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于該罩體為一體成型。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于該罩體包括一環(huán)繞發(fā)光二極管 的側(cè)壁及一結(jié)合至側(cè)壁的透鏡，該透鏡正對于發(fā)光二極管。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于該透鏡的底面為該非球面。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于該透鏡的頂面為一非球面，該透 鏡頂面所形成的非球面的曲率大于透鏡底面所形成的非球面的曲率。
6. 如權(quán)利要求3至5任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于透鏡的底面與側(cè)壁 的內(nèi)周面共同圍設(shè)出一空穴，該空穴收容發(fā)光二極管并將發(fā)光二極管與側(cè)壁及透鏡隔開。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于側(cè)壁的內(nèi)周面為一向上漸縮的 錐面。
8. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于側(cè)壁的頂面為一向下漸縮的錐面。
9. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于側(cè)壁的外周面為一拋物面。
10. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于該罩體還包括一結(jié)合至側(cè)壁底 部的底板，該底板開設(shè)一與空穴連通的通孔，發(fā)光二極管定位于該通孔內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管單元，其特征在于側(cè)壁的內(nèi)周面與光軸的夾角在 12度至18度之間，側(cè)壁的頂面與光軸的夾角在55度至65度之間。
全文摘要
一種發(fā)光二極管單元，其包括一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管單元還包括一收容發(fā)光二極管的透明罩體，該罩體對應(yīng)于發(fā)光二極管的位置處形成一非球面。本發(fā)明的發(fā)光二極管單元通過非球面來對發(fā)光二極管的光線進(jìn)行修正，使其可傳播至較遠(yuǎn)的距離。
文檔編號H01L33/00GK101771111SQ200810306568
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者張海衛(wèi), 陳慶仲 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司