專利名稱：燈單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈單元。
背景技術(shù)：
采用諸如LED之類的發(fā)光元件的相關(guān)燈單元已經(jīng)構(gòu)造為將發(fā)光元件安裝在基板上，將透鏡設(shè)置在發(fā)光元件的光發(fā)射側(cè)，并且借助于殼體覆蓋所述透鏡和基板，而使所述透鏡從開ロ露出(見專利文獻I)。專利文獻I JP-A-2007-35788在相關(guān)燈單元中，由于存在對諸如灰塵之類的外來物質(zhì)通過開ロ侵入殼體的擔(dān) 心，故而存在如下問題外來物質(zhì)附連至透鏡或者照明元件的后面?zhèn)扔纱私档驼彰鞫鹊膯栴}；或者從外側(cè)觀察到附連至透鏡或者發(fā)光元件的后面?zhèn)鹊耐鈦砦镔|(zhì)由此降低其外觀品質(zhì)的問題。具體地，因為外來物質(zhì)通過殼體的開ロ容易地侵入殼體，故而在用作安裝在車輛車頂部(天花板部)上的地圖燈的當(dāng)単元中，這種問題頻繁地出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)為了努力解決上述問題而做出本發(fā)明，而本發(fā)明的目的是提供一種燈單元，該燈單元能夠防止由外來物質(zhì)的侵入而降低光照的精確度和外觀品質(zhì)。作為重復(fù)地檢查上述問題以解決所述問題的結(jié)果,本發(fā)明的每個方面均已經(jīng)如下地提供<第一方面>本發(fā)明的第一方面提供了一種燈單元，其包括基板，該基板上安裝有發(fā)光元件；殼體，該殼體具有開ロ，發(fā)光元件設(shè)置在該開ロ中；和透鏡，該透鏡設(shè)置在發(fā)光元件的光發(fā)射側(cè)，其中，殼體被夾持并且固定在基板和透鏡之間；并且其中，透鏡設(shè)置有第一壁部，該第一壁部從透鏡面對殼體的ー側(cè)伸出并且圍繞殼體的開ロ，而且殼體設(shè)置有第二壁部，該第ニ壁部從殼體面對基板的ー側(cè)伸出并且圍繞殼體的開ロ。根據(jù)第一方面，諸如上文描述的常規(guī)結(jié)構(gòu)(在該結(jié)構(gòu)中，基板和透鏡由具有開ロ的殼體覆蓋而透鏡從開ロ露出)之類的殼體是不必要的。發(fā)光元件容納在由第一壁部、第ニ壁部、透鏡和基板圍繞的容納空間內(nèi)。殼體被夾在基板和透鏡之間而固定，由此使第一壁部和殼體相互接觸，同時，第二壁部和基板相互接觸，從而使其接觸部相互粘附，接觸部之間沒有任何間隙。為此，可以精確地防止外來物質(zhì)從燈単元的外側(cè)侵入發(fā)光元件的容納空間內(nèi)。結(jié)果，根據(jù)第一方面，可以解決外來物質(zhì)附連至發(fā)光元件或者透鏡的后側(cè)由此降低光照精確度的問題，或者從外側(cè)觀察到附連至發(fā)光元件或者透鏡的后面?zhèn)鹊耐鈦砦镔|(zhì)由此降低其外觀品質(zhì)的問題?！吹诙矫妗翟诟鶕?jù)第一方面的第二方面的燈單元中，與殼體的第二壁部相比，透鏡的第一壁部設(shè)置為更靠外。盡管發(fā)光元件以放射狀形狀朝向透鏡側(cè)發(fā)射光，但是由干與第二壁部相比，第一壁部設(shè)置為更靠外，故而無需擔(dān)心發(fā)光元件的光發(fā)射受到第一和第二壁部妨礙，由此增強光發(fā)射效率?！吹谌矫妗翟诟鶕?jù)第二方面的第三方面的燈単元中，燈包括第一附連孔，該第一附連孔貫穿形成在殼體上；第二附連孔，該第二附連孔貫穿形成在基板上；和固定構(gòu)件，固定構(gòu)件從透鏡面對殼體的ー側(cè)伸出，其中，固定構(gòu)件被從殼體的第一附連孔插入第二附連孔，而且與透鏡的第一壁部相比，固定構(gòu)件、第一附連孔和第二附連孔設(shè)置為更靠外。根據(jù)第三方面，固定構(gòu)件設(shè)置在發(fā)光元件的容納空間外，由此使根據(jù)第一方面的作用和效果不受固定構(gòu)件妨礙。
由于殼體能夠在不使用諸如螺釘之類的單獨構(gòu)件的情況下借助于固定構(gòu)件被夾在并且固定在基板和透鏡之間而固定，故而如果固定構(gòu)件和透鏡形成為ー個本體，可以減少零件的成本，由此實現(xiàn)其低成本?！吹谒姆矫妗翟诟鶕?jù)第三方面的第四方面的燈単元中，設(shè)置有連接第一壁部和固定構(gòu)件的用于增強的壁部。為此，透鏡的強度由用于增強的壁部增強，由此防止透鏡中的任何改變，由此防止根據(jù)第一方面的作用和效果被妨礙。く第五方面〉在根據(jù)第三方面的第五方面的燈単元中，其中，固定構(gòu)件的前端部從基板的第二附連孔伸出，通過在固定構(gòu)件的前端部上實施熱焦化，透鏡相對于基板固定，使得殼體被夾在并且固定在基板和透鏡之間。與殼體的壁部相比，透鏡的壁部設(shè)置為更靠外(第一方面)，并且與透鏡的壁部相比，固定構(gòu)件和附連孔設(shè)置為更靠外(第三方面)。為此，當(dāng)向固定構(gòu)件供給熱以進行焦化時，借助于杠桿原理，其中使固定構(gòu)件的基部作為動態(tài)點，使第二壁部作為支承點，而第一壁部作為作用點，朝向殼體擠壓第一壁部的力作用為增強第一壁部和殼體之間的緊密粘附，同時增強第二壁部和基板之間的緊密粘附。此外，借助于固定構(gòu)件、第一壁部和第二壁部之間的位置關(guān)系，導(dǎo)致固定構(gòu)件沿透鏡的內(nèi)側(cè)方向(光軸S的方向)彎曲的力作用為由此進一歩增強兩者之間的緊密粘附。由于透鏡設(shè)置有用于增強的壁部(第四方面)，所以即使導(dǎo)致固定構(gòu)件向透鏡內(nèi)彎曲的力作用，也可以防止整個透鏡中的過度變形。<第六方面>在根據(jù)第一方面的第六方面的燈単元中，透鏡的表面的發(fā)射光的一部分進行光漫射加工。結(jié)果，根據(jù)第五方面，可以精確地獲得根據(jù)第一方面的作用和效果。為此，光學(xué)漫射加工用于減少從透鏡的表面發(fā)射的光的顏色的不均勻度，由此增強光照的精確度。


圖I是示出了設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的燈単元10的地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的前側(cè)立體圖；圖2是示出了與燈單元10的殼體11形成為一體的地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的殼體101的前側(cè)立體圖；圖3(A)是示出了燈單元10的殼體11的前側(cè)立體圖，圖3 (B)是示出了燈單元10的殼體11的后側(cè)立體圖；圖4是示出了沿圖I中示出的Y-Y線截取的燈単元10的示意性豎直剖視圖；圖5是示出了沿圖I中示出的X-X線截取的燈単元10的示意性豎直剖視圖；并且圖6(A)是示出了燈單元10的透鏡12的俯視圖，而圖6(B)是示出了燈單元10的 透鏡12的仰視圖。
具體實施例方式下面，將參照圖I至圖6說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的燈単元10。燈單元10包括殼體11(開ロ 11a、附連孔lib、11c、壁部lid、伸出部Ile至Ilj)、透鏡12 (透鏡體12a、凸緣12b、固定構(gòu)件12c、12d、壁部12e至12g、表面12h)、基板13 (附連孔13a、13b)、發(fā)光元件14等。如圖I和圖2中示出的，地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100形成為扁平橫長形狀，并且安裝在車輛的內(nèi)部車頂上，從而使地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的縱向方向可以與車輛的橫向方向
相一致。如圖I中示出的，地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100在其兩端部均設(shè)置有形成地圖燈的燈単元10，而在兩個燈單元10之間沿橫向方向線設(shè)置有用于控制諸如燈単元10的車輛的每一部分的五個開關(guān)102。相對于沿縱向方向?qū)⒌貓D燈組合開關(guān)設(shè)備100分為兩部分的中心線L，安裝在地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的兩端的燈単元10形成為線對稱形狀。盡管下文將描述安裝在地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的左端的燈單元10，但安裝在地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的右端的燈単元10也具有與安裝在地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的左端的燈單元10相同的結(jié)構(gòu)。如圖I和圖2中示出的，地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100的殼體101通過合成樹脂的注射模制成型形成為本體，而燈單元10的殼體11形成為與殼體101在一起的本體。如圖3至圖5中示出的，殼體11的主體部(透鏡12和基板13的附連部)形成為近似平面形，而且其上形成有貫穿開ロ Ila和附連孔llb、llc。在開ロ Ila居于附連孔IlbUlc之間的情況下，圓形附連孔IlbUlc設(shè)置在沿豎直方向分割開ロ Ila的線上。如圖3(B)至圖5中示出的，殼體11在其后面?zhèn)?另ー側(cè))形成有壁部(肋)Ild和從后面?zhèn)壬斐龅纳斐霾縄le至llj。環(huán)形壁部Ild設(shè)置為圍繞開ロ 11a。圓柱形伸出部lie至Ilg相隔一定距離設(shè)置為圍繞附連孔lib。圓柱形伸出部Ilh至Ilj相隔一定距離設(shè)置為圍繞附連孔11c。
當(dāng)從縱向截面?zhèn)扔^察時，壁部Ild和伸出部lie至Ilj呈近似菱形。壁部Ild和伸出部Ile至Ilj的上面被設(shè)定在相同的平面上。附加地，壁部Ild和伸出部Ile至Ilj在其縱向截面?zhèn)瘸山屏庑蔚脑蛟谟?，用于殼體11的注射模制成型的模具沿傾斜方向分開。如圖4至圖6中示出的 ，透鏡12由透鏡體12a、凸緣12b、固定構(gòu)件12c、12d和壁部12e至12g形成，并且通過具有熱塑特性的透明合成樹脂的注射模制成型形成一體。凸透鏡的透鏡體12a形成為底面變平的近似半球形狀，而近似變平的凸緣12b與透鏡體12a的底部側(cè)的周向邊緣連接。在凸緣12b的后側(cè)(在透鏡體12a的伸出方向的相反側(cè))，當(dāng)在沿縱向方向?qū)⑼哥R體12a分割為兩部分的線上觀察時，近似圓柱形固定構(gòu)件12c、12d形成為朝向透鏡體12a的外側(cè)伸出的形狀。在凸緣12b的后側(cè)，環(huán)形壁部12e被設(shè)置為圍繞透鏡體12a。透鏡12的壁部12e的內(nèi)徑大于殼體11的壁部12d的外徑。壁部12e至12g用于將壁部12e分別連接至固定構(gòu)件12c、12d。壁部12e至12g的橫截面形狀形成為近似矩形形狀，而所述壁部12e至12g的上面被定位在相同的平面內(nèi)。在透鏡12的表面(透鏡體12a和凸緣12b的表面)12h上進行光漫射加工。如圖4和圖5中示出的，基板(印刷電路板)13中形成有貫穿基板(印刷電路板)13的附連孔13a、13b?；?3上安裝有發(fā)光兀件14。由于發(fā)光兀件14從基板13沿向上的方向發(fā)射光，故而發(fā)光兀件14和基板13的向上的方向變?yōu)楣獍l(fā)射側(cè)。發(fā)光元件14由例如LED裝置或者有機電致發(fā)光裝置之類的光學(xué)半導(dǎo)體裝置形成。如圖3至圖6中示出的，為了組裝燈單元10，首先，使用諸如螺釘之類的固定構(gòu)件(未示出)將安裝有發(fā)光元件14的基板13附連并固定至殼體11的后側(cè)。隨后,將發(fā)光兀件14設(shè)置在殼體11的開ロ Ila的近似中心處,發(fā)光兀件14由殼體11的壁部Ilb的上表面圍繞，由此與基板13的后面接觸，而殼體11的伸出部Ile至Ilj的上面與基板13的后面接觸。接下來，將透鏡12附連至殼體11的前側(cè)(發(fā)光元件14的ー側(cè))，并且將透鏡12的固定構(gòu)件12c、12d從殼體11的附連孔lib、Ilc插入附連孔13a、13b。隨后，使透鏡12的壁部12e至12g與基板13的表面接觸以圍繞殼體11的開ロIla0結(jié)果，基板13被夾在殼體11的伸出部Ile至Ilj和壁部Ild與透鏡12的壁部12e至12g之間。此處，附連孔llb、llc、13a、13b的內(nèi)徑形成為尺寸稍大于固定構(gòu)件12c、12d的外徑，由此可以使固定構(gòu)件12c、12d順利地插入附連孔lib、11c、13a、13b中。并且，在已經(jīng)調(diào)整發(fā)光元件14和透鏡12的光軸(光束照射方向)S的狀態(tài)下，進行發(fā)光元件14和透鏡12的定位。結(jié)果，由于從發(fā)光元件14發(fā)射的光借助于透鏡體12聚焦，由此產(chǎn)生具有窄波束分散角的聚光燈和沿光軸S發(fā)光的聚光燈，形成地圖燈的燈単元10可以照亮車輛內(nèi)部的相對小的區(qū)域。接下來，向從基板13的附連孔13a、13b伸出的透鏡12的固定構(gòu)件12c、12d的前端部施加熱，由此使透鏡12的所述前端部變軟，透鏡12借助于固定構(gòu)件12c、12d的熱焦化(heat-coking)而相對于基板13固定，由此使基板13夾在殼體11和透鏡12之間而固定(未示出)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的燈単元10，可以獲得如下作用和效果。(I)燈単元10設(shè)置有基板13，基板13上安裝有照明元件14、殼體11以及透鏡12，殼體11上設(shè)置有開ロ 11a，照明元件14設(shè)置在開ロ Ila中，透鏡12設(shè)置在照明元件14的發(fā)光方向側(cè)，而殼體11夾在基板13和透鏡12之間由此而固定。為此，根據(jù)本發(fā)明的燈單元10無需常規(guī)結(jié)構(gòu)的殼體(在所述結(jié)構(gòu)中，基板和透鏡 由具有開ロ的殼體覆蓋而透鏡從開ロ露出)。燈單元10設(shè)置有從透鏡12面對殼體11的ー側(cè)(后面?zhèn)?伸出由此圍繞殼體11的開ロ Ila的壁部122 ;從殼體11面對基板13的ー側(cè)(后面?zhèn)?伸出由此圍繞殼體11的開ロ Ila的壁部lid。為此，照明元件14容納在容納空間R內(nèi)，該容納空間R由兩個壁部12e、lld、透鏡12和基板13圍繞(見圖4和圖5)。此處，殼體11夾在基板13和透鏡12之間由此固定，由此使透鏡12的壁部12e和殼體11相互接觸，而殼體11的壁部Ild和基板13相互接觸，從而使這些接觸部無任何間隙地緊密地相互粘附。為此，燈単元10可以用于精確地防止諸如灰塵之類的外來物質(zhì)從其外部侵入用于照明元件14的容納空間R。結(jié)果，燈単元10可以用于解決外來物質(zhì)附連至透鏡12或者照明元件14的后面?zhèn)扔纱私档凸庹站鹊膯栴}；或者觀察到附連至透鏡12或者發(fā)光元件14的后面?zhèn)鹊耐鈦砦镔|(zhì)由此降低其視覺外觀的問題。燈単元10設(shè)置在安裝在車輛內(nèi)部的車頂部上的地圖燈組合開關(guān)設(shè)備100中。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式，由于可以如上文描述的精確地防止外來物質(zhì)侵入燈單元10的內(nèi)部(容納空間R)，故而可以設(shè)置適于地圖燈的燈単元10。(2)盡管發(fā)光元件14朝向透鏡12側(cè)沿徑向方向輻射光，但由于與殼體11的壁部12d相比，透鏡12的壁部12e被設(shè)置在更靠外處，故而不用擔(dān)心發(fā)光元件14的光發(fā)射受到壁部12e、12d妨礙，由此增強光發(fā)射的效率。(3)從透鏡11面對殼體11的ー側(cè)(后面?zhèn)?伸出的固定構(gòu)件12c、12d被從形成為穿過殼體的附連孔IlbUlc插入貫穿基板13的附連孔13a、13b內(nèi)，并且與透鏡12的壁部12e相比，固定構(gòu)件12c、12d和附連孔lib、11c、13a、13b設(shè)置在更靠外處。為此，固定構(gòu)件12c、12d設(shè)置在發(fā)光元件14的容納空間Rタト，由此固定構(gòu)件12c、12d不妨礙上文(I)和(2)中的作用和影響。由于殼體11能夠在不使用諸如螺釘之類的単獨構(gòu)件而固定殼體11的情況下借助于固定構(gòu)件12c、12d夾在基板13和透鏡12之間，故而固定構(gòu)件12c、12d與透鏡12形成一體，由此減少零件成本,實現(xiàn)低成本。(4)由于設(shè)定為壁部12f、12g將透鏡12的壁部12e連接至固定構(gòu)件12c、12d，故而增強了透鏡12的強度，由此能夠防止透鏡12變形變?yōu)榭赡?，從而防止妨礙上文(I)的作用和影響。(5)借助于從基板13的附連孔13a、13b伸出的固定構(gòu)件12c、12d的前端部的熱焦化，透鏡12相對于基板13固定，殼體11夾在基板13和透鏡12之間由此固定。此處，與殼體11的壁部IId相比，透鏡12的壁部12e設(shè)置為更靠外(見上文(I))，并且與透鏡12的壁部12e相比，固定構(gòu)件12c、12d和附連孔lib、11c、13a、13b設(shè)置為更靠外。為此，當(dāng)對固定構(gòu)件12c、12d進行熱焦化時，借助于杠桿原理，其中使固定構(gòu)件12cU2d中每ー個的基部作為動態(tài)點，使殼體11的壁部Ild作為支承點，而透鏡12的壁部12e作為作用點，朝向殼體11擠壓壁部12e的力作用為增強壁部12e和殼體11之間的緊密粘附，同時增強壁部Ild和基板13之間的緊密粘附。 此外，借助于固定構(gòu)件12c、12d、壁部lid、12e的位置關(guān)系，如由圖4中示出的箭頭α所指示的，導(dǎo)致固定構(gòu)件2c、12d沿透鏡12的內(nèi)側(cè)方向(光軸S的方向)彎曲的力作用為由此進ー步增強兩者之間的緊密粘附。結(jié)果，可以精確地獲得根據(jù)上述(I)的作用和效
果O由于透鏡12設(shè)置有壁部12f、12g(見上文(4))，故而即使カ導(dǎo)致固定構(gòu)件12c、12d向透鏡12內(nèi)側(cè)彎曲，也可以防止整個透鏡12的過度變形。(6)由于已經(jīng)相對于透鏡12的表面12h進行了光漫射加工，故而可以減少從透鏡12的表面12h發(fā)射的光的顏色的不均勻度，由此增強了光的精確度。此處，無需相對于透鏡12的整個表面12h進行光漫射加工，但是優(yōu)選地，僅相對于輻射發(fā)光元件14的光的表面進行光學(xué)漫射加工。光漫射加工的詳細方法可以包括例如在透鏡12的表面12h上進行噴砂處理或者顆?；幚碇惖姆椒?；或者將包含光漫射劑的薄板設(shè)置在透鏡12的表面12h上之類的方法。附加地，光漫射劑包括具有與透鏡12的折射率不同的折射率的玻璃顆粒；或者氧化硅；或者鈦氧化物；或者透明或白色顆粒。本發(fā)明不局限于上述方面和實施方式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以在這些實施方式中進行各種修改方面，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求及其等同替代方式中限定。本發(fā)明的說明書中已經(jīng)描述的這些內(nèi)容、公告、專利等的整體內(nèi)容通過參引結(jié)合在此。
權(quán)利要求
1.一種燈單元，色括 基板，所述基板上安裝有發(fā)光元件； 殼體，所述殼體具有開ロ，所述發(fā)光元件設(shè)置在所述開ロ中；和 透鏡，所述透鏡設(shè)置在所述發(fā)光元件的光發(fā)射側(cè)； 其中，所述殼體被夾持并且固定在所述基板和所述透鏡之間；并且其中，所述透鏡設(shè)置有第一壁部，所述第一壁部從透鏡面對殼體的ー側(cè)伸出并且圍繞所述殼體的所述開ロ，且所述殼體設(shè)置有第二壁部，所述第二壁部從所述殼體面對所述基板的一側(cè)伸出并且圍繞所述殼體的所述開ロ。
2.如權(quán)利要求I所述的燈単元，其中，與所述殼體的所述第二壁部相比，所述透鏡的所述第一壁部設(shè)置為更靠外。
3.如權(quán)利要求2所述的燈単元，包括 第一附連孔，所述第一附連孔貫穿形成在所述殼體中； 第二附連孔，所述第二附連孔貫穿形成在所述基板中；和 固定構(gòu)件，所述固定構(gòu)件從所述透鏡面對所述殼體的一側(cè)伸出； 其中，所述固定構(gòu)件被從所述殼體的所述第一附連孔插入所述第二附連孔內(nèi)，且與所述透鏡的所述第一壁部相比，所述固定構(gòu)件、所述第一附連孔和所述第二附連孔設(shè)置為更靠外。
4.如權(quán)利要求3所述的燈単元，其中，設(shè)置有連接所述第一壁部和所述固定構(gòu)件的用于增強的壁部。
5.如權(quán)利要求3所述的燈単元，其中，所述固定構(gòu)件的前端部從所述基板的所述第二附連孔伸出，通過在所述固定構(gòu)件的所述前端部上實施熱焦化，所述透鏡相對于所述基板固定，使得所述殼體被夾持并且固定在所述基板和所述透鏡之間。
6.如權(quán)利要求I所述的燈単元，其中，所述透鏡的表面的發(fā)射光的部分被進行光漫射加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燈單元，其包括基板，該基板上安裝有發(fā)光元件；殼體，該殼體具有開口，發(fā)光元件設(shè)置在該開口中；和透鏡，該透鏡設(shè)置在發(fā)光元件的光發(fā)射側(cè)，其中，殼體被夾持并且固定在基板和透鏡之間；并且其中，透鏡設(shè)置有第一壁部，該第一壁部從透鏡面對殼體的一側(cè)伸出并且圍繞殼體的開口，而且殼體設(shè)置有第二壁部，該第二壁部從殼體面對基板的一側(cè)伸出并且圍繞殼體的開口。
文檔編號F21S2/00GK102691901SQ20121007302
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者市川忠沖, 福井弘貴, 稻垣聰 申請人:豐田合成株式會社