CN102713700A - 光源和光导体耦合装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置，包括：产光光源(2)，其被设置到安装基底(1)；以及光导体(3)，所述光导体(3)的光接收部(5)被设置为与所述光源(2)具有光传输关系，所述光导体(3)被设置为将光传输到要照明的物体。该装置还包括：锁定部件(6)，用于将所述光导体(3)的所述光接收部(5)紧固到具有所述光源(2)的同一安装基底(1)。

Description

光源和光导体耦合装置
技术领域
本发明涉及照明装置，其包括光导体(photoconductor)和设置到安装基底的产光光源，所述光导体的光接收部被设置为与光源具有光传输关系，所述光导体被设置为将光传输到要照明的物体。
背景技术
电子设备，特别地，便携电子设备(例如，移动电话、通信设备、掌上计算机、便携计算机、游戏控制台或控制器、用于音频和/或视觉材料等的重放设备等)典型地包括要照明的物体，例如，键盘和/或单独的按键或操作开光、显示器和产生视觉效果的部件。
在现有技术中，照明所需的光由紧固(fasten)到电路板上的一个或多个光源(最典型地，LED(发光二极管))产生。出于各种原因，光源通常不能被设置到在要照明的物体的近旁，而是要远离该物体。
通过光导体使光从光源到达要照明的物体。光导体由半透明聚合物材料构成。光导体被紧固到设备结构。光导体可以为通过注模制成的很厚且刚性的部件。然而，以日益增加的程度，使用光导体，其中光导体为至多约0.5mm厚的薄膜状部件。除了其他方面之外，这样的光导体的优点为，其需要极小的空间，这在努力产生更小的结构和设备方面是显著的优点。
例如，在移动电话键盘的照明装置中，在按键垫之下设置膜状光导体。按键垫进而被紧固到设备的盖。当装配设备时，电路板和按键垫被设置在彼此的顶上，以便光导体的光接收部在LED的近旁以接收LED所发射的光。该类型的照明装置的问题在于其提供的发光效果(在键盘情况下)因光源与光导体之间的最小的定位(position)或位置(place)改变而在视觉上改变。盖的紧固光导体的部分可相对于框和电路板移动，或者按键垫可相对于盖的该部分移动。即使极小的定位改变也会导致照明的视觉改变。即使在设备的正常使用期间，也非常容易发生光源与光导体之间的定位和/或位置改变。
发明内容
本发明的目的为提供一种新颖的和改善的照明装置，通过该装置，可以避免上述问题。
本发明的照明装置的特征在于，所述装置包括锁定部件(lockingmeans)，所述锁定部件用于将所述光导体的所述光接收部紧固到具有所述光源的同一安装基底。
本发明的构思在于光导体的光接收部被紧固到例如电路板上的与将光供给到光导体的光源相同的安装基底，而没有将光导体直接紧固到光源。
本发明提供了这样的优点：由于光源和光导体被紧固到同一安装基底，可以减小或者甚至基本上消除光源与光导体之间的移动。因此，照明效果不会出现不受控制的改变，也就是说，照明的质量比之前更好。
本发明的装置的特征在于由权利要求1的特征部分所公开的方面。本发明的其他实施例的特征在于其他权利要求中阐述的内容。在本专利申请的说明书和附图中还公开了本发明的实施例。本专利申请的发明内容还可以由以下权利要求中限定的方式之外的其他方式限定。发明内容还可由若干个单独的发明构成，在根据明示的或暗示的子任务或鉴于所获得的有益效果或有益效果组来检验本发明的情况下尤其如此。在这样的情况下，从单独的发明构思的角度，在以下权利要求中包含的某些限定是不必要的。本发明的不同实施例的特征可以在基本发明构思的范围内被应用于其他实施例。
本发明的实施例的构思在于，所述锁定部件被设置到连接部(connector part)，所述连接部被紧固到所述安装基底。优点在于，连接部促进(speed up)了对光导体的紧固。
本发明的第二实施例的构思在于，所述光接收部被设置到突出部(projection)，该突出部基本上窄于光导体的光发射部。优点在于，该突出部容易紧固到连接部，由此对设备的装配是简单的和迅速的。
本发明的第三实施例的构思在于，连接部包括半透明(translucent)材料，该半透明材料被设置为使连接部用作光导体。优点在于，光的方向可以在连接部中立即改变。
附图说明
将参考附图更详细地描述本发明的一些实施例，其中，
图1a为在电路板上设置的本发明的照明装置的示意性透视顶视图；
图1b为在图1a中示出的照明装置的光导体的一部分的示意性透视底视图；
图1c为在图1a中示出的照明装置的光导体的示意性顶视图；
图2a为本发明的第二照明装置的示意性透视顶视图；
图2b为在图2a中示出的照明装置的光导体的一部分的示意性透视底视图；
图3为在光导体被紧固到锁定部件之前在电路板上设置的本发明的第三照明装置的示意性透视顶视图；
图4a为在连接部的各部分被彼此附接之前在电路板上设置的本发明的第四照明装置的示意性透视顶视图；
图4b为具有装配的连接部的图4a的照明装置的示意性透视顶视图；以及
图5为本发明的照明装置的示意性顶视图。
在附图中，为了清楚起见，本发明的一些实施例被简化示出。在附图中用相同的参考标号标记相似的部分。
具体实施方式
图1a为可在电路板上设置的本发明的照明装置的示意性透视顶视图，图1b为其中使用的光导体的特别特征的透视底视图，以及图1c为在图1a的照明装置中使用的光导体的顶视图。
光源2被紧固到安装基底1，在本发明的该给出的实施例中，光源为表面安装的LED。由LED发射的光被导引为沿由箭头D示出的电路板1的平面的方向。这样的“侧面照明(sidelight)”LED及其在电路板上的紧固本身是公知的，因此无需在本文中更详细地陈述。
光源可以为LED或本身公知的任何其他光源，例如，白炽灯泡、电致发光照明器或激光器。
在本说明书中，概念“光”是指可见光波长的波动以及紫外或红外波长的波动。
光源2将特定波长或波长范围的光发射到光导体3。光导体3典型地向前传输光而不改变波长，至少不会显著改变波长。然而，在本发明的一些实施例中，光导体包含改变供给到光导体的光的波长或波长分布的材料。
安装基底1现在为刚性电路板，其包含由非导电材料构成并在其一个或两个表面上具有导电图形的绝缘层或基础层。电路板还可以为由通过非导电材料层而彼此分隔的若干个导电层构成的多层电路板。或者，用作安装基底1的电路板可以为挠性的(flexible)，换言之，在室温下或更高的温度下可以弯曲而不会使结构破碎的电路板。
由光源2发射的光被传输到光导体3并沿着光导体3被导引到要照明的物体。光导体3为具有至多0.5mm的典型厚度的薄膜光导体或膜光导体。光导体3的厚度自然还可以更大。
图1a仅仅示出包括光导体的光接收部5的光导体3的部分。该部分现在是在光导体的突出部11上设置的光导体的边缘的部分。以这样的方式相对于光源2设置光接收部5：使由光源2提供的光可进入光导体并入射到要照明的物体上。
通过连接部4将光导体3紧固到其相对于光源2的正确位置。其被设置在光源2的顶上并被紧固到安装基底1。连接部4由此将光源3紧固到安装基底1而不是直接紧固到光源2。
图1a中示出的连接部4被成形为形成在光源2的顶上的一种盖。在连接部4与安装基底1之间保留有间隔，并且包括光接收部5的光导体3的部分被设置在该间隔中。
连接部4通过弯曲和冲孔(punch)而由金属制成。连接部4当然还可以以其他方式制成，并且可以由属于其他材料组(例如塑料)的材料制成。
连接部4可以为表面安装的部件或者为被紧固到在安装基底中制成的孔的部件。紧固可例如在要紧固到安装基底的其他部件的相同制造步骤期间发生。可以通过表面焊接、通过穿过电路板焊接、或通过使用螺钉、铆钉、快装接头(snap joint)、胶合剂、双面胶带或本身公知的其他任何方式，将连接部4紧固到电路板。
连接部4包括锁定部件6，在该情况下锁定部件6包括弹簧构件7，弹簧构件7是通过使其部分地脱离连接部的制造坯件并使其向外弯曲而形成的。舌部30被设置为将紧固到连接部4的光导体3压向电路板1。
连接部4的结构的要点在于，其包括用于将光导体紧固到安装基底1的锁定部件6。出于该目的，在光导体3中提供对应部(counterpart)以通过形状锁定(shape-locking)将光导体的光接收部5紧固到连接部的锁定部件6。应注意，光导体3与连接部4之间的连接还可以为其他类型，例如，摩擦型接头(friction joint)。
光导体3的对应部8被设置到在图1c中示出的光导体的与光发射部12相比显著较窄的突出部11上。
在本说明书中，概念“光导体的光发射部12”是指光导体的这样的部分：光导体中行进的光从该部分出射到光导体的周围环境。光发射部12可以为光导体的前表面和/或后表面，如图1c所示，或者可以为光导体的边缘的一部分，或者可以为这些表面和部分的组合。
图1b为在图1a中示出的光导体3的部分的底视图。通过使用胶合剂等等将材料和/或结构比光导体实质上更加刚性的加强部件(stiffenerelement)10紧固到光导体3。加强部件10可以由例如金属或塑料构成，并且，以对于突出部11最适宜的方式限定加强部件10的尺寸。在图中示出的加强部件10显然短于突出部11，并且加强部件10为与突出部一样宽的连续结构，但是加强部件10的长度可以等于整个突出部11的长度，加强部件10可以比突出部11更宽和/或更窄，并且加强部件10还可以在对应点处包括开口或与光导体3的形状不同的其他形状。加强部件10可以为基本上刚性的，在该情况下，光导体3不能在加强部件10处弯曲；或者，加强部件10可以为挠性的，在该情况下，光导体3在加强部件10处至少可在某种程度上弯曲。
加强部件10使得薄光导体3加强并强化，从而光导体3可被可靠地紧固到连接部4。然而，加强部件10不是装置的必要部分。
光源2和光导体3由此被连接到同一安装基底1(在该情况下，被连接到同一电路板)，从而，其间的任何位置改变和由此导致的照明改变可以消除或至少基本上最小化。光源2和光导体3可以彼此接触，或者，在其间可以存在空气间隙。
图1c从顶部示出了整个光导体3。可以看出，对应部8被设置到突出部11，该突出部11显著窄于光发射部12。突出部11和光发射部12彼此一体化，换言之，它们形成一个无缝工件。在本发明的另一实施例中，突出部11与光发射部12分离，并且在合适的制造步骤中突出部11被紧固到光发射部12。
除了突出部11之外，光导体3在功能上和结构上与本身公知的光导体相似。因此，光导体3可以包括设置在其边缘上(即，在外周边或顶表面和/或底表面上)的功能部13、14。除其他方面之外，功能部13、14还用于紧固光导体并且作为修改光的特性的部件，例如，影响光的行进或散射的方向的部件。这本身是公知的，因此不必在本说明书中更详细地讨论。
光导体3在大多数情况下在其光发射部12处被紧固到要照明的物体，例如，按键垫。替代地，突出部11典型地仅仅在其端部处(即，在对应部8处)被紧固。由于突出部11由挠性材料制成，对应部8可相对于光发射部12而非常自由地移动。例如，可以首先将光发射部12紧固到设备或其一部分(例如，按键垫)，然后通过使突出部11适宜地弯曲来借助于连接部4将对应部8紧固到安装基底。此外，连接部4将光导体的光接收部5自动导引到其相对于光源的正确位置。总而言之，光导体3的安装比现有技术更容易、更快速且由此成本更低。例如，本发明可以在设备的最终装配期间将膜状光导体安装在其适当的位置。
光导体2典型地仅仅通过对应部8经由连接部4而紧固到安装基底1，但在本发明的一些实施例中，光导体2通过例如其光发射部12而被紧固到与光源2相同的安装基体1。
上面已经揭示了要照明的物体可以为移动电话的键盘或者一个或多个按键。本发明要照明的其他物体包括：将要设置在电子设备的盖上的要照明的装饰物；要照明的显示器(例如LCD显示器)；以及任何在其近旁不能设置光源或出于某种原因设置光源是不利的要照明的物体。
图2a和2b为本发明的第二照明装置的示意性透视顶视图，图2b为在图2a中示出的照明装置的光导体的一部分的示意性透视底视图。
连接部4具有两个部分并包括第一部分4a，该第一部分4a由金属制成，并使用例如焊料、螺钉、铆钉、快装接头、胶带或胶合剂将第一部分4a紧固到安装基底1。
连接部4还包括第二部分4b，该第二部分4b通过例如注模而由塑料制成并被紧固到第一部分4a。应注意，在该上下文中，同样可以不同地选择各部分的材料和将第一部分4紧固到安装基底1的紧固方法。
当第一部分4a和第二部分4b以箭头L示出的方式压向彼此时，第一部分4a被锁入到第二部分4b中。设置到第一部分4a的第一紧固部15a于是暂时弯曲到远离第二部分4b的由箭头B所示的相反方向。当第二部分4b在其适当的位置时，第一紧固部15a返回并紧固到槽状第二紧固部15b，由此通过形状锁定而将部分4a、4b彼此锁定。光导体3被紧固在所述部分4a、4b之间，并具有先前描述的加强部件10。连接部4在必要时可以被打开，且通过将第一紧固部15a弯曲为彼此远离而移除光导体3。
多部分(multipart)连接部4可包含多于两个的部分。
图2b从底部示出了第二部分4b和紧固到第二部分4b的光导体3。首先通过将在光导体3中形成的对应部8设置在锁定部件6中而将光导体3紧固到锁定部件6，其中锁定部件6属于第二部分4b且与第二部分4b一体。
通过沿箭头L的方向的移动(其至少基本上是沿安装基底1的法线方向的移动)而将第二部分4b紧固到已被紧固到安装基底1的第一部分4a。光导体的光接收部5由此相对于光源2而被基本上稳固地锁定，从而进入光导体3的光的数量和/或质量尽可能地与设备的位置和向该设备导引的加速度无关。
图3为设置在安装基底上并且在光导体被紧固到锁定部件之前的本发明的第三照明装置的示意性透视顶视图。
锁定部件6为功能弹簧部件，该弹簧部件被设置为平行并在用作光源2的LED的两侧。锁定部件6由金属制成，并且在该情况下，通过在其第一端焊接而将锁定部件6紧固到用作安装基底1的电路板。
在每个锁定部件6的另一端，将支架(bracket)16形成为用作夹持器(holder)，支架16与安装基底1之间的距离随锁定部件6弯曲而改变。锁定部件6的弹簧回弹力尽力使支架16压向安装基底1。
在光导体3的侧面形成用作对应部8的凹陷。当在锁定部件6与安装基底1之间沿箭头P示出的方向将光导体3推得足够远时，锁定部件的支架16推入所述凹陷中。当支架16在对应部8中时，光导体3锁定到这样的位置中：其中，由光源2发射的光被导引到光导体的光接收部5。
图4a为在连接部的各部分被彼此附接之前在电路板上设置的本发明的第四照明装置的示意透视顶视图，图4b示出了在连接部的各部分被彼此附接之后的情况。
连接部4具有两个部分并包括第一部分4a和第二部分4b。部分4a和4b通过摩擦式连接而紧固到彼此，该摩擦式连接是当在第二部分4b中设置的第二紧固部15b被推到在第一部分4a中设置的第一紧固部15a之间时产生的。
第二部分4b由半透明材料制成以便用作光导体3。在本实施例中，第二部分4b整体由同一半透明材料构成。在本发明的另一实施例中，仅在第二部分4b中的用作光导体的部分由半透明材料制成，而其剩余部分由不透明材料制成。应注意，在图4a和4b中未示出安装基底1。
连接部4被紧固到在第一空间平面17a上的安装基底。第二平行空间平面17b与第一空间平面17a相距距离H。由用作光源2的LED发射的光通过光接收部5而被导引到第二部分4b。第二部分4b将来自LED 2的紧固平面(即，第一平面17a)的光向上导引到第二空间平面17b。光从第二部分4b出射，作为沿第二空间平面17b的方向的光束。
在用作光导体3的某些其他导体部4中，光偏离由光源提供的光的方向D。换言之，从连接部4出射的光的方向不同于进入连接部4的光的方向D。在进入和离开连接部4的光之间可能存在非常小的角度差，例如，1°，或显著大于1°，例如，90°或180°。用作光导体的连接部4当然还可以使光沿由光源提供的方向传输到平面D上，换言之，连接部4根本不改变光的方向。此外，应清楚，用作光导体的连接部4还可以为基本上不会将光从一个空间平面导引到另一空间平面和/或以一种方式或另一种方式改变光的方向。
将第二光导体3’紧固到连接部的第二部分4b，其中将第二光导体3’的光接收部5’设置为使得从第二部分4b出射的光被第二光导体3’有效地导引到要照明的物体上。应注意，图4a、4b未示出将第二光导体3’紧固到第二部分4b或要照射的物体的锁定部件或其互补的对应部。还应注意，如果不需要，当然可以从该装置省去第二光导体3’。
图5为本发明的照明装置的示意性顶视图。其中，光导体3不包括突出部11，但连接部4被设置到大体上为矩形的光导体膜的拐角中。光源2(在图中由点线示出)被设置在连接部4的盖之下。
应注意，在上述本发明的实施例的上下文中，安装基底1为电路板。电路板可以为硬的或刚性电路板或挠性电路板。替代电路板，安装基底1可以为光源2可被紧固到的任何部件。
在某些情况下，本申请中描述的特征可以被如此使用，而不用考虑其他特征。另一方面，本申请中描述的特征还可以被组合以根据需要提供各种组合。
附图和相关描述仅仅旨在示例本发明的构思。对于本领域的技术人员而言很明显，本发明不限于上面通过实例来描述本发明的实施例，并且本发明的许多修改和不同实施例在以下权利要求限定的本发明的构思的范围内是可能的。

Claims (21)

1.一种照明装置，包括：
产光光源(2)，其被设置到安装基底(1)，以及
光导体(3)，所述光导体(3)的光接收部(5)被设置为与所述光源(2)具有光传输关系，所述光导体被设置为将光导引到要照明的物体，该照明装置的特征在于，该装置还包括：
锁定部件(6)，用于将所述光导体(3)的所述光接收部(5)紧固到具有所述光源(2)的同一安装基底(1)。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述安装基底(1)为电路板。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述安装基底(1)为刚性电路板。
4.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述安装基底(1)为挠性电路板。
5.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述锁定部件(6)被设置到连接部(4)，所述连接部(4)被紧固到所述安装基底(1)。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于，所述连接部(4)为表面安装部件。
7.根据上述权利要求5到6中任一项的装置，其特征在于，所述连接部(4)为多部分部件，所述多部分部件的第一部分(4a)被设置为紧固到所述安装基底(1)，所述多部分部件的第二部分(4b)被设置为紧固到所述第一部分(4a)，以便形成将所述光导体(3)紧固到所述安装基底(1)的结构。
8.根据上述权利要求5到7中任一项的装置，其特征在于，所述连接部(4)包括半透明材料，且所述连接部(4)被设置为用作光导体。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述连接部(4)被设置为改变在其中传播的光的方向。
10.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述光导体(3)包括被设置到所述锁定部件(6)的对应部(8)，以便在所述光导体(3)与锁定部件(6)之间提供形状锁定。
11.根据上述权利要求1到9中任一项的装置，其特征在于，在所述光导体(3)与锁定部件(6)之间存在摩擦式锁定。
12.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述光导体(3)能够从所述锁定部件(6)移除。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于，光导体(3)能够紧固到光导体(3)已从其移除的所述锁定部件(6)。
14.根据上述权利要求中任一项的装置，其特征在于，所述光导体(3)为具有至多0.5mm的厚度的薄膜光导体或膜光导体。
15.根据权利要求14的装置，其特征在于，所述光接收部(5)被设置到突出部(11)，所述突出部(11)实质上窄于所述光导体(3)的所述光发射部(12)。
16.根据权利要求14或15的装置，其特征在于，加强部件(10)被设置到所述光导体(3)以加强所述光导体(3)的被设置到所述锁定部件(6)的部分。
17.一种电子设备，优选地，移动电话，其特征在于，其包括根据权利要求1的装置。
18.根据权利要求17的电子设备，其特征在于，所述要照明的物体为键盘。
19.根据权利要求17的电子设备，其特征在于，所述要照明的物体为按键或键盘。
20.根据权利要求17的电子设备，其特征在于，所述要照明的物体为被设置到所述电子设备的盖部分的要照明的装饰物。
21.根据权利要求17的电子设备，其特征在于，所述要照明的物体为显示器。
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