CN102197263A - 照明模块以及相应的方法 - Google Patents

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Abstract

一种照明模块(10)，其包括：印刷电路板(107)，该印刷电路板承载一个或多个诸如大功率LED的光源(L)；以及反光体体部(106)，该反光体体部将来自光源的光朝向反光体体部(106)的末端开口(1066)引导。反光体体部(106)具有底部部分(1060)以及将印刷电路板(107)耦联到反光体体部(106)的底部部分(1060)的第一卡合耦联构造(301、302)。模块(10)还包括光学保持器(200)，该光学保持器承载用以聚焦来自光源的光的一个或多个透镜(1062)。光学保持器(200)具有将光学保持器(200)耦联到反光体体部(106)的底部部分(1060)的第二卡合耦联构造(1063a)。

Description

照明模块以及相应的方法
技术领域
本公开涉及照明模块。
在特别地注意到其可能应用于例如街道照明器具的大功率LED照明模块的情况下作出本公开。
背景技术
基于LED的街灯源典型地包括安装在固定的结构上并以平面矩阵布置的大量LED光源。当采用这些布置时，不同的系统(电子、光学和热)并未集成。这样会导致例如任意类型的更换困难——其相对于易于够到LED光源而言。
发明内容
因此，意识到对于包括大功率LED的集成“光引擎”组件——其在任何部件需要更换的情况下易于处理、安装和够到——的需要。而且还意识到对于如下光引擎的需要，即：其在针对包括多阵列的任何可能应用的放置方面是灵活的。
本发明的目的是提供对于这些需求的响应。
根据本发明，该目的是通过具有所附权利要求中所阐述的特征的照明模块来实现。
本发明还涉及相应的方法。
权利要求是此处所提供的发明公开的组成部分。
此处所描述的照明模块的实施方式提供了用于大功率LED光引擎的稳定的且灵活的安装结构，其中，光学功能和电子功能集成为一体，在无需任何额外的固定设备、工具或安装阶段(例如，应用螺钉)的情况下将光学功能和电子功能集成。
此处所描述的装置的实施方式提供了如下安装结构，即：其准许结构的简单且快速的组装以及光引擎的充分处理——包括更换部件。
此处所描述的装置的实施方式：
-不需要额外的固定元件和设备；
-是紧凑的，即使在多功能固定结构的情况下；并且
-易于制造并且确保足够的质量水平。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例来描述本发明，其中：
图1是如此处所描述的照明模块的概略分解图；
图2详细示出了图1的实施方式的某些部件；
图3和图4详细示出了在图1的实施方式中安装图2的部件的步骤；
图5至7是图1的实施方式的细节的描绘；以及
图8是组装后的图1的模块的立体图；
图9是如此处所描述的照明模块的局部分解图；
图10详细示出了图9的实施方式的某些部件；
图11是如此处所描述的照明模块的局部分解图；
图12是照明模块的立体图；
图13是照明模块的立体图；
图14是照明模块的立体图；
具体实施方式
在下面的描述中，给出了多个特殊的细节以提供对实施方式的彻底理解。在没有一个或多个特殊细节的情况下或者利用其它的方法、部件、材料等仍可实行各实施方式。在其它情况下，不示出或不详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊本实施方式的方面。
贯穿本说明书所提及的“一个实施方式”或“实施方式”指的是结合该实施方式描述的具体的特征、构造或特性包括在至少一个实施方式中。因此，在贯穿本说明书的多个地方出现的短语“在一个实施方式中”或“在实施方式中”并非必需全部指的是同一实施方式。此外，具体的特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合于一个或多个实施方式中。
此处所提供的标题只是为了方便起见，而并不是用来解释实施方式的范围或意义。
附图中图示的实施方式是包括一个或多个LED光源——例如大功率LED光源L——的LED照明模块10。在此处考虑的示例性实施方式中，模块10包括线性阵列的四个LED源L。
模块10适于通过例如与(例如金属的——即，热耗散的)基板卡合耦联而(单独地或与其它类似的模块一起以阵列的方式)安装在共同的支撑表面上。能够通过例如柔性(“柔韧性”)粘接带形式的连接件提供一个或多个模块10的电连接。模块10因此适于快速连接到外部支撑结构(例如，在一些固定的爪之间和通过使用允许容易地释放组件的挠性紧固件)。在同一申请人同日提交的平行申请中能够得到这种安装装置的另外的细节。
在图示的实施方式中，LED源L安装在印刷电路板或PCB 107上，印刷电路板或PCB 107耦联到反光体体部106。PCB 107在其上侧——即：面向反光体体部106的一侧——承载LED源L。
如在图1和8的视图中最好地指出，反光体体部106是具有底部部分1060(特别参见图3和图8)的大致槽形(vat-shaped)，该底部部分1060设有用于安装在PCB 107上的LED源L的孔。透镜1062与下面更加详细介绍的LED源相关联。
反光体体部106的内表面1064处理成是反光的(通过已知的方式，例如，通过设有反光面)并成形为(例如，通过具有至少大致抛物线或抛物面状的形状)用以将来自LED源L的光线(并且特别是这些光线的可能逃避透镜1062的聚焦作用的“外侧”部分)朝向反光体体部106的末端开口1066适当地引导以便使其从模块10射出。
因此，此处描述的模块10的实施方式包括“光引擎”，其包括：
-光学保持器200，即：用于与发光二极管(LED)L相关联的透镜1062的保持器，其设有用于透镜1062的开口(即：放置处或基座)1061以及设有用以与反光体体部中的凹部协同作用的卡合系统，以及
-反光体体部106，其具有用以允许与光学保持器200进行耦联的凹部以及具有用以保持承载LED的(例如，金属芯)PCB 107的卡合/弯曲弹簧系统。
如在下面更加详细地描述，此处描述的装置因此包括第一卡合耦联构造和第二卡合耦联构造，第一卡合耦联构造用以将印刷线路板107耦联到反光体体部106的底部部分1060，第二卡合耦联构造用以将光学保持器200耦联到反光体体部106的底部部分1060。
在图2所示的实施方式中，光学保持器200是一块(例如透明的)塑料材料，该光学保持器包括其中具有用于容纳透镜1062的多个开口1061的平面矩形框架。在实施方式中，透镜1062是圆形的阿格斯(Argus)透镜，其干涉配合到(即：卡合到)保持器200的框架中的开口1061。
腿状构造1063a、1063b从保持器200的框架延伸。如在下面更加详细地描述，这些构造1063a、1063b适于与发光体体部106协同作用。在实施方式中，这些构造1063a、1063b是保持器200的一体地模制的部件。
在所示实施方式中，保持器200中的构造1063a、1063b包括：
-第一组构造1063a，其布置在保持器框架的中间位置(例如，对应于两个“内侧”孔眼1061)处并具有从保持器200向外延伸的钩状末端端部；以及
-第二组构造1063b，其设置在保持器框架的端部处。
图3和4是在组装模块10的步骤中的中间程序的描绘。
在图3中，具有安装在开口1061中的透镜1062的保持器200被推进(即，下放)到反光体体部106的底部部分1060中。该运动使得构造1063a进入到设置在底部部分1060中的开口。在所示实施方式中(特别是参见图5，其是反光体体部106的部分1060的“仰视”图)，这些开口是形成在桥状构造1072之间的大致矩形的开口，其与反光体体部106一体(solidary)或整合。
图4示出了被进一步推进到反光体体部106的底部部分1060中的保持器200下降至如下点，其中：
-设置在保持器200的端部处的构造1063b邻接抵靠从反光体体部106的底部部分1060的壁部延伸的至少一个阶梯状构造1060a；并且
-构造1063a在桥状构造1072的中间的凹部1072a(参见图5)处以钩状的方式接合到反光体体部106的底部部分的壁部中。通过构成保持器200的材料的弹性性能而允许该卡合接合动作。
保持器200(和其承载的透镜1062)因此牢固地并且精确地安装在反光体体部106上，用以提供它们对由发光二极管(LED)L发射的光辐射的聚焦作用。
包括保持器200和透镜1062的基本光学系统因此都易于安装和替换。在保证透镜1062的高质量的同时相应地降低了成本。
能够通过简单的手工放置将金属芯PCB 107安装到反光体体部106的下开口中并且通过例如三个卡合构造301、302将其固定至反光体体部。
在所示示例性实施方式中，附图标记301指的是从反光体体部106延伸的用以接合凹口107a的钩状构造，凹口107a在PCB 107的接近LED的纵向侧上居中地设置(参见图1)。附图标记302指的是从反光体体部106延伸的用以接合凹口107b的两个钩状的弹性回弹的构造，凹口107b在PCB 107的横向侧上设置在PCB的与LED相对的靠近角的位置中(再次参见图1)。构造302(以及可能还有301)的回弹性能允许PCB厚度上的公差。
图9以照明模块10的局部分解图示出了本发明的另一实施方式。配备有透镜1062的保持器200将固定到反光体体部106。透镜1062由四个卡合连接件910保持。
桥状构造1072连接反光体106的相对的侧壁902，其支承两个钩状结构901。
如图10所示，这些钩状结构901用作用以将保持器200固定到反光体106的卡合连接件901，构造1072用作用于保持器200的支座。保持器200还靠在反光体106的侧壁902上，两个部件均以适当的方式成形。
销903在保持器200的下侧伸出，通过将销903分别装配到反光体106和PCB 107中的相应的孔眼906、907中，销903用作保持器200和反光体106相对于彼此的定位装置、以及相对于PCB 107的定位装置。
与前述的实施方式不同，在该实施方式中，反光体106配备有用以保持保持器200的钩状结构901。最容易地通过简单地周期性重复所示的结构可以设计用以保持多个透镜1062的保持器200，但是其对于具有用于每个单个透镜1062的分离的保持器200也是可用的。
图11是与图9的照明模块类似的照明模块10的概略分解图。配备有透镜1062的保持器200将固定于反光体体部106。透镜1062由四个卡合连接件910保持。
桥状构造1072连接反光体106的相对的侧部902。在反光体106中设置有两个孔眼1101，该两个孔眼对应于两个环型卡合连接件1102。通过将卡合连接件1102插到孔眼1101和此处未示出的PCB 107中的相应的孔眼中来安装保持器200。由卡合连接件1102、反光体106中的孔眼1101和PCB 107中的孔眼的适当的公差来确保透镜保持器200相对于反光体106和PCB 107的定位。如果需要高精度，则还可以添加如在前实施方式所示的销903和适合的孔眼906、907。
图12是照明模块10(左侧)的立体图和模块上的卡合连接件(右侧)的细节图。反光体106包括侧壁1201和反光体体部1202。侧壁1201通过两个卡合连接件1203固定于反光体体部1202，图12的右侧上详细地示出了其中一个卡合连接件。
反光体体部1202在其外端部上具有卡合钩1204，卡合钩1204装配到侧壁1201中的卡合沟槽1205中。卡合钩1204的旁边是凹口1206，该凹口1206保持侧壁1201的凹进部1207，由此防止侧壁1201向旁边运动。为此，可以在侧壁1201的下部额外地设置另外的舌槽式接合。
侧壁1201是通过向下运动而由此进入卡合连接件1203来进行安装。该实施方式提供了特别容易的组装以及能够以小劳动强度进行制造的简单的构造。
图13示出了另一实施方式，其中，示出了部分地组装的反光体106的端部部分。反光体体部1202具有两个销1301，两个销1301装配到侧壁1201的孔眼1302中。如图14所示，通过将销1301插到孔眼1302中将侧壁1201安装于反光体106之后，通过热塑性铆接使每个销1301的头部1304变形，即：例如通过热空气或类似于激光束或红外辐射的其它适合的方法加热销1301的头部1304，然后施加冷冲压模1304使销1301的头部1303变形，并且然后移开冲压模1304。通过该过程，将侧壁1201牢固地装配到反光体体部1202。
侧壁1201的材料选择成与反光体体部1202的材料相比在较高的温度下保持其机械强度，以便当销1301变形时避免侧壁1201的变形。这一点能够通过对反光体体部1202和侧壁1201使用具有不同熔点的塑料或者通过使用由塑料制成的反光体体部1202以及由例如铝、黄铜或钢的适当的金属制成的侧壁1201来实现。
该实施方式提供了高精确度——即：低尺寸公差——以及非常稳固且耐用的连接。
图15示出了另一实施方式，其中，局部地示出了具有反光体体部1202和侧壁1201的反光体106。侧壁1201设置有两个阶梯孔眼1501。这些孔眼用于通过螺钉1502将侧壁1201固定于反光体体部1202。为了易于理解，仅示出了上螺钉1502。在该实施方式中，使用自攻丝螺钉1502，其使得易于将侧壁1201安装到优选地由塑料制成的反光体体部1202。为了使侧壁1201的精确放置更加容易，有利地在反光体体部1202中具有小孔眼，以便引导自攻丝螺钉1502。该孔眼还可以具有其它适合的形状，特别是圆锥形或简单的通道孔眼。根据该实施方式的反光体106在不使用昂贵的设备的情况下能够容易地组装并且显示出低尺寸公差。
在不违背本发明的基本原理的情况下，细节和实施方式可以相对于仅通过示例进行描述的细节和实施方式进行改变、甚至是明显的改变，而不背离如由所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种照明模块，其包括：
印刷电路板(107)，所述印刷电路板承载至少一个光源(L)，
反光体体部(106)，所述反光体体部用以将来自所述至少一个光源(L)的光朝向所述反光体体部(106)的末端开口(1066)引导，所述反光体体部(106)具有底部部分(1060)并具有将所述印刷电路板(107)耦联到所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)的第一卡合耦联构造(301、302)，以及
光学保持器(200)，所述光学保持器承载用以聚焦来自所述至少一个光源(L)的光的至少一个透镜(1062)，所述光学保持器(200)具有将所述光学保持器(200)耦联到所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)的第二卡合耦联构造(1063a)。
2.根据权利要求1所述的照明模块，其中，所述光学保持器(200)包括框架，所述框架中具有用于容纳所述至少一个透镜(1062)的至少一个开口(1061)。
3.根据权利要求2所述的照明模块，其中，所述至少一个透镜(1062)干涉配合到所述保持器(200)的所述框架中的所述至少一个开口(1061)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述光学保持器(200)包括腿状构造(1063a)，所述腿状构造(1063a)提供用以将所述光学保持器(200)耦联到所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)的所述第二卡合耦联构造。
5.根据权利要求4所述的照明模块，其中，所述腿状构造(1063a)包括用以与所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)接合的钩状末端端部。
6.根据权利要求4或5所述的照明模块，其中，所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)包括用于与所述腿状构造(1063a)接合的凹部(1072a)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述光学保持器(200)包括用以邻接抵靠所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060a)的至少一个邻接构造(1063b)。
8.根据权利要求7所述的照明模块，其中，所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060a)包括用于与所述光学保持器(200)的所述至少一个邻接构造(1063b)邻接的至少一个阶梯状构造(1060a)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述印刷电路板(107)是金属芯印刷电路板(107)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，用以将所述印刷电路板(107)耦联到所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)的所述第一卡合耦联构造(301、302)包括从所述反光体体部(106)延伸的钩状构造(301、302)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述第一卡合耦联构造(301、302)包括：
用以接合所述印刷电路板(107)的一侧的单独的耦联构造(301)，
用以在所述印刷电路板(107)的与所述一侧相对的靠近角的位置处接合所述印刷电路板(107)的成对的耦联构造(302)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其包括由所述印刷电路板(107)承载的多个光源(L)以及由所述光学保持器(200)承载的相对应的多个透镜(1062)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述至少一个光源(L)是LED。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明模块，其中，所述反光体(106)的至少一个侧壁(1201)通过形状锁定装置、特别是通过卡合耦联装置(1203)和/或热塑性铆接装置(1301、1304)和/或螺钉接合装置(1501、1502)安装到反光体体部(1202)。
15.一种用于组装照明模块的方法，其包括：
提供承载至少一个光源(L)的印刷电路板(107)，
将所述印刷电路板(107)耦联到反光体体部(106)，所述反光体体部(106)用以将来自所述至少一个光源(L)的光朝向所述反光体体部(106)的末端开口(1066)引导，其中，所述耦联是通过第一卡合耦联构造(301、302)将所述印刷电路板(107)耦联到所述反光体体部(106)的底部部分(1060)，
提供光学保持器(200)，所述光学保持器承载用以聚焦来自所述至少一个光源(L)的光的至少一个透镜(1062)，
将所述光学保持器(200)耦联到所述反光体体部(106)，其中，所述耦联是通过第二卡合耦联构造(1063a)将所述光学保持器(200)耦联到所述反光体体部(106)的所述底部部分(1060)。
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