透鏡模塊和包括該透鏡模塊的發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于發(fā)光裝置（200）的透鏡模塊（10），其特征在于，包括：框架（1）和主體（2），其中所述主體（2）包括光學(xué)區(qū)域（3），所述框架（1）由第一材料制成，所述主體（2）由第二材料制成，所述第一材料的剛性大于所述第二材料的剛性。此外本發(fā)明還涉及一種包括上述透鏡模塊的發(fā)光裝置。
【專利說明】透鏡模塊和包括該透鏡模塊的發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透鏡模塊和包括該透鏡模塊的發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，照明裝置通常包括用于提高光效果或調(diào)整光分布的透鏡或透鏡陣列。為了減少照明裝置的器件數(shù)量或簡化制造過程，可以將照明裝置的部分殼體和透鏡陣列一體制成，例如作為頂蓋直接覆蓋在安裝有光源的電路板上。
[0003]但是實(shí)踐證明，在將具有透鏡陣列的頂蓋和電路板或承載電路板的熱沉安裝在一起時，存在一定的密封問題。由于這種頂蓋通常是由聚合物或其他透光的非剛性材料制成，因此在裝配過程中容易受壓變形。例如當(dāng)利用螺釘將頂蓋的邊緣區(qū)域和承載電路板的熱沉固定在一起時，頂蓋的中央?yún)^(qū)域會相對于電路板拱起，由此會導(dǎo)致透鏡陣列和與其對應(yīng)的光源相對偏移。在此情況下，照明裝置會出現(xiàn)色差、光分布不均勻等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新型的透鏡模塊。這種透鏡模塊具有結(jié)構(gòu)簡單、不易變形的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提出的用于發(fā)光裝置的透鏡模塊包括:框架和主體，其中所述主體包括光學(xué)區(qū)域，所述框架由第一材料制成，所述主體由第二材料制成，所述第一材料的剛性大于所述第二材料的剛性。由此可以將透鏡模塊分成兩個功能部分，即:用于進(jìn)行裝配的框架，其可以利用自身的剛性較高的特性來無變形地承受應(yīng)力；用于出光的主體，其可以通過自身的光學(xué)區(qū)域為光源提供改變光效果的可能性。這種不同材料組合而成的透鏡模塊在裝配過程中可以承受較大的應(yīng)力，透鏡模塊和發(fā)光裝置的其他部件組裝在一起構(gòu)成用于容納光源的密封殼體，與此同時，用于光源的光學(xué)區(qū)域并不會因為受壓而變形。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述第一材料是剛性材料，所述第二材料是非剛性材料。優(yōu)選地，所述第一材料是金屬，所述第二材料是聚合物。所述第一材料例如是鋁合金。由此可以確保框架在受力時基本不變形，而具有光學(xué)區(qū)域的主體仍然可以保持良好的光學(xué)特性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述框架和所述主體形成為一體。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，在所述框架上開設(shè)有至少一個定位孔。優(yōu)選地，在所述框架上開設(shè)有多個均勻排布的定位孔。借助于定位孔可以將透鏡模塊地固定在待裝配面上，并且固定件施加的應(yīng)力僅僅作用在高剛性的框架上。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述框架環(huán)繞所述光學(xué)區(qū)域。剛性較高的框架設(shè)置在光學(xué)區(qū)域的周圍，以形成透鏡模塊的裝配區(qū)域，由此可以避免被框架環(huán)繞的光學(xué)區(qū)域在裝配過程中受到力作用而變形。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述框架具有在中央部分帶有開口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述主體封閉所述開口。由此形成框架包圍主體的透鏡模塊。[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述框架的限定出所述開口的內(nèi)周壁和所述主體的外周壁之間具有鎖定結(jié)構(gòu)。借助于側(cè)向上大范圍的鎖定結(jié)構(gòu)可以將主體完全固定在框架中，并且防止主體和框架在垂直于開口的方向上相對偏移。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述內(nèi)周壁設(shè)計為凹槽/凸起部，所述外周壁設(shè)計為相應(yīng)的凸起部/凹槽，所述內(nèi)周壁和所述外周壁形狀配合地彼此鎖合。由此可以確保主體和框架在側(cè)向方向上形成牢固的連接結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述框架和所述主體利用注塑成型工藝
一體成型。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述主體還包括從所述光學(xué)區(qū)域延伸出的邊緣區(qū)域，所述框架包封在所述邊緣區(qū)域中。由此形成主體包含框架的結(jié)構(gòu)的透鏡模塊。框架例如可以是嵌入主體中的環(huán)形金屬片，由此可以在確保透鏡模塊、特別是其用于進(jìn)行裝配的邊緣區(qū)域具有一定剛性的前提下，減輕透鏡模塊的自重。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述主體和所述框架利用嵌鑲注塑工藝
一體成型。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述光學(xué)區(qū)域為透鏡陣列。配屬于多個光源的多個透鏡以陣列形式排布構(gòu)成光學(xué)區(qū)域。
[0017]本發(fā)明還涉及一種發(fā)光裝置，其包括至少一個光源、承載所述至少一個光源的電路板和承載所述電路板的底座，其特征在于，還包括上述透鏡模塊。該透鏡模塊作為頂蓋和底座構(gòu)成保護(hù)電路板和光源的密封殼體。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述透鏡模塊和所述底座限定出容納所述至少一個光源和所述電路板的空間，其中所述至少一個光源發(fā)出的光經(jīng)過所述透鏡模塊的光學(xué)區(qū)域出射。由于透鏡模塊的光學(xué)區(qū)域在裝配過程中不會變形，因此來自光源的光束可以準(zhǔn)確地經(jīng)過光學(xué)區(qū)域射出。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，所述底座配有螺栓，所述螺栓分別和所述透鏡模塊中的定位孔形成螺紋連接。由此可以確保底座和透鏡模塊固定連接成整體，并且將電路板和光源保持在整體內(nèi)部的空間中。
[0020]應(yīng)該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實(shí)施例的特征可以彼此結(jié)合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號表示。圖中示出:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡模塊的第一實(shí)施例的立體分解圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的透鏡模塊的第二實(shí)施例的立體分解圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的第一實(shí)施例的側(cè)視圖，其中發(fā)光裝置包括圖1中示出的透鏡模塊；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的第二實(shí)施例的側(cè)視圖，其中發(fā)光裝置包括圖2中示出的透鏡模塊?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]在下面詳細(xì)描述中，參考形成本說明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。關(guān)于圖，諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等方向性術(shù)語參考所描述的附圖的方向使用。由于本發(fā)明實(shí)施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術(shù)語僅用于說明，而沒有任何限制的意思。
[0027]應(yīng)該理解的是，可以使用其它實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的前提下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。所以，下面詳細(xì)描述不應(yīng)被理解為限制性的意思，并且本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡模塊的第一實(shí)施例的立體分解圖。透鏡模塊10包括由第一材料制成的框架I和由第二材料制成的主體2，其中主體2包括例如設(shè)計為透鏡陣列的光學(xué)區(qū)域3。根據(jù)本發(fā)明，特別地將透鏡模塊10設(shè)計為局部、特別是裝配區(qū)域可以在不變形地條件下承受應(yīng)力。因此需要借助于固定件和發(fā)光裝置中的其他部件連接在一起的框架I由剛性較大的第一材料制成。無需承受應(yīng)力的主體由剛性較小的第二材料制成。因此例如可以選擇金屬、特別優(yōu)選的是鋁合金來制造框架1，并且選擇聚合物、特別是具有高透光性的PMMA、PC來制造主體2。
[0029]在該實(shí)施例中，框架I是透鏡模塊10的邊緣區(qū)域，主體2是透鏡模塊10中央?yún)^(qū)域，因此可以說透鏡模塊10的一部分是框架1，另一部分是主體2。
[0030]框架I具有用于進(jìn)行裝配的側(cè)向裝配區(qū)域11和從該區(qū)域朝向內(nèi)部延伸的接合區(qū)域12。接合區(qū)域12限定出開口 5，主體2封閉該開口 5并嵌入框架I中。接合區(qū)域12的內(nèi)周壁6設(shè)計為凸起部，主體2的側(cè)向的外周壁7設(shè)計為凹槽，由此可以在框架I和主體2之間形成鎖定結(jié)構(gòu)。框架I和主體2借助于該鎖定結(jié)構(gòu)可以形狀配合地彼此鎖合，以避免主體2和框架I在垂直方向上相對移動。在一個未不出的實(shí)施例中，內(nèi)周壁可以設(shè)計為凹槽，側(cè)向的外周壁相應(yīng)地設(shè)計為凸起部。
[0031]在裝配區(qū)域11中開設(shè)有多個定位孔4，圖中僅示出對稱布置的兩個定位孔4。這些定位孔4排布均勻，由此可以使框架I在裝配時承受的應(yīng)力可以均勻地分散在裝配區(qū)域11中。
[0032]利用注塑成型工藝可以使框架I和主體2構(gòu)成完整的透鏡模塊10。當(dāng)然也可以考慮其他適合的工藝、例如粘合或熱熔來將框架I和主體2固定連接成整體。
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明的透鏡模塊的第二實(shí)施例的立體分解圖。和圖1中示出的第一實(shí)施例類似，透鏡模塊10也包括由第一材料制成的框架I和由第二材料制成的主體2，其中主體2包括例如設(shè)計為透鏡陣列的光學(xué)區(qū)域3?？蚣躀由剛性較大的第一材料制成，主體由剛性較小的第二材料制成。
[0034]和第一實(shí)施例的區(qū)別之處在于，主體2還包括從光學(xué)區(qū)域3在側(cè)向方向上延伸出的邊緣區(qū)域8，框架I完全包封在邊緣區(qū)域8中。在該實(shí)施例中，框架I設(shè)計為帶有多個定位孔4的環(huán)形金屬片，其體積相對于主體2較小，因此可以說透鏡模塊10基本上是由主體2構(gòu)成，框架I僅僅作為透鏡模塊10的防變形結(jié)構(gòu)設(shè)置在主體2內(nèi)部。
[0035]在框架I上開設(shè)有多個均勻分布的定位孔4，由此可以使框架I在裝配時受力均勻。相應(yīng)地，在邊緣區(qū)域8中也開設(shè)有多個盲孔4'，這些盲孔4'和定位孔4共同構(gòu)成透鏡模塊的裝配孔。但是由于框架I具有足夠大的剛性，因此框架I可以在無變形的情況下承受裝配過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力，因此不會導(dǎo)致邊緣區(qū)域8甚至是主體2變形。
[0036]利用注塑成型工藝可以使框架I和主體2構(gòu)成完整的透鏡模塊10。
[0037]圖3和圖4分別是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的側(cè)視圖，其中圖3中示出的發(fā)光裝置20包括圖1中示出的透鏡模塊10，圖4中示出的發(fā)光裝置20包括圖2中示出的透鏡模塊10。由于發(fā)光裝置20的結(jié)構(gòu)類似，因此以下對圖3和圖4進(jìn)行概括并且通用的描述。
[0038]發(fā)光裝置20除了包括透鏡模塊10之外，還包括承載多個光源21的電路板22和從底面支撐電路板22的底座23。透鏡模塊10作為發(fā)光裝置20的頂蓋和底座23構(gòu)成封閉的殼體，以將電路板22限定在發(fā)光裝置20內(nèi)部的空間R中，其中光源21發(fā)出的光經(jīng)過透鏡模塊10中央的光學(xué)區(qū)域3出射。
[0039]透鏡模塊10和底座23之間的連接通過多個螺栓24來實(shí)現(xiàn)。這些螺栓24分別和透鏡模塊10中的定位孔4形成螺紋連接。由于透鏡模塊10的光學(xué)區(qū)域3在裝配過程中不會變形，因此來自光源21的光束可以準(zhǔn)確地經(jīng)過光學(xué)區(qū)域3射出。
[0040]盡管在此示出并描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，各種可選和/或等同的實(shí)施方式可以代替所描述和示出的具體實(shí)施例。本申請旨在覆蓋本文中所討論的具體實(shí)施例的任何修改或變形。所以，本發(fā)明旨在僅由權(quán)利要求及其等同物限定。
[0041]參考標(biāo)號
[0042]I 框架
[0043]11 裝配區(qū)域
[0044]12 接合區(qū)域
[0045]2 主體
[0046]3 光學(xué)區(qū)域
[0047]4 定位孔
[0048]4' 盲孔
[0049]5 開口
[0050]6 內(nèi)周壁
[0051]7 外周壁
[0052]8 邊緣區(qū)域
[0053]10 透鏡模塊
[0054]20 發(fā)光裝置
[0055]21 光源
[0056]23 底座
[0057]24 螺栓
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)光裝置(20)的透鏡模塊(10)，其特征在于，包括:框架(I)和主體(2)，所述框架(I)和所述主體(2)形成整體，其中所述主體(2)包括光學(xué)區(qū)域(3)，所述框架(I)由第一材料制成，所述主體(2)由第二材料制成，所述第一材料的剛性大于所述第二材料的剛性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述第一材料是剛性材料，所述第二材料是非剛性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述光學(xué)區(qū)域(3)為透鏡陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述框架(I)和所述主體(2)形成為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，在所述框架(I)上開設(shè)有至少一個定位孔(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，在所述框架(I)上開設(shè)有多個均勻排布的定位孔(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述框架(I)環(huán)繞所述光學(xué)區(qū)域(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述框架(I)具有在中央部分帶有開口(5)的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述主體(2)封閉所述開口(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述框架(I)的限定出所述開口(5)的內(nèi)周壁(6)和所述主體(2)的外周壁(7)之間具有鎖定結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述內(nèi)周壁(6)設(shè)計為凹槽/凸起部，所述外周壁(7)設(shè)計為相應(yīng)的凸起部/凹槽，所述內(nèi)周壁(6)和所述外周壁(7)形狀配合地彼此鎖合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述框架(I)和所述主體(2)利用注塑成型工藝一體成型。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述主體(2)還包括從所述光學(xué)區(qū)域(3)延伸出的邊緣區(qū)域(8)，所述框架(I)包封在所述邊緣區(qū)域(8)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述主體(2)和所述框架(I)利用嵌鑲注塑工藝一體成型。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述第一材料是金屬，所述第二材料是聚合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透鏡模塊(10)，其特征在于，所述第一材料是鋁合金。
16.一種發(fā)光裝置(20)，包括至少一個光源(21)、承載所述至少一個光源(21)的電路板(22)和承載所述電路板(22)的底座(23)，其特征在于，還包括根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項所述的透鏡模塊(10)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置(20)，其特征在于，所述透鏡模塊(10)和所述底座(23)限定出容納所述至少一個光源(21)和所述電路板(22)的空間(R)，其中所述至少一個光源(21)發(fā)出的光經(jīng)過所述透鏡模塊(10)的光學(xué)區(qū)域(3)出射。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光裝置(20)，其特征在于，所述底座(23)配有螺栓(24)，所述螺栓(24)分別和所述透鏡模塊(10)中的定位孔(4)形成螺紋連接。
【文檔編號】F21V17/12GK103791441SQ201210425069
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】程雄杰, 馮耀軍, 何源源, 羅亞斌 申請人:歐司朗股份有限公司