CN103791441A

CN103791441A - 透镜模块和包括该透镜模块的发光装置

Info

Publication number: CN103791441A
Application number: CN201210425069.XA
Authority: CN
Inventors: 程雄杰; 冯耀军; 何源源; 罗亚斌
Original assignee: Osram Co Ltd
Current assignee: Osram GmbH; Osram Co Ltd
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明涉及一种用于发光装置（200）的透镜模块（10），其特征在于，包括：框架（1）和主体（2），其中所述主体（2）包括光学区域（3），所述框架（1）由第一材料制成，所述主体（2）由第二材料制成，所述第一材料的刚性大于所述第二材料的刚性。此外本发明还涉及一种包括上述透镜模块的发光装置。

Description

透镜模块和包括该透镜模块的发光装置

技术领域

本发明涉及一种透镜模块和包括该透镜模块的发光装置。

背景技术

当今，照明装置通常包括用于提高光效果或调整光分布的透镜或透镜阵列。为了减少照明装置的器件数量或简化制造过程，可以将照明装置的部分壳体和透镜阵列一体制成，例如作为顶盖直接覆盖在安装有光源的电路板上。

但是实践证明，在将具有透镜阵列的顶盖和电路板或承载电路板的热沉安装在一起时，存在一定的密封问题。由于这种顶盖通常是由聚合物或其他透光的非刚性材料制成，因此在装配过程中容易受压变形。例如当利用螺钉将顶盖的边缘区域和承载电路板的热沉固定在一起时，顶盖的中央区域会相对于电路板拱起，由此会导致透镜阵列和与其对应的光源相对偏移。在此情况下，照明装置会出现色差、光分布不均匀等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种新型的透镜模块。这种透镜模块具有结构简单、不易变形的优点。

根据本发明提出的用于发光装置的透镜模块包括：框架和主体，其中所述主体包括光学区域，所述框架由第一材料制成，所述主体由第二材料制成，所述第一材料的刚性大于所述第二材料的刚性。由此可以将透镜模块分成两个功能部分，即：用于进行装配的框架，其可以利用自身的刚性较高的特性来无变形地承受应力；用于出光的主体，其可以通过自身的光学区域为光源提供改变光效果的可能性。这种不同材料组合而成的透镜模块在装配过程中可以承受较大的应力，透镜模块和发光装置的其他部件组装在一起构成用于容纳光源的密封壳体，与此同时，用于光源的光学区域并不会因为受压而变形。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述第一材料是刚性材料，所述第二材料是非刚性材料。优选地，所述第一材料是金属，所述第二材料是聚合物。所述第一材料例如是铝合金。由此可以确保框架在受力时基本不变形，而具有光学区域的主体仍然可以保持良好的光学特性。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述框架和所述主体形成为一体。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，在所述框架上开设有至少一个定位孔。优选地，在所述框架上开设有多个均匀排布的定位孔。借助于定位孔可以将透镜模块地固定在待装配面上，并且固定件施加的应力仅仅作用在高刚性的框架上。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述框架环绕所述光学区域。刚性较高的框架设置在光学区域的周围，以形成透镜模块的装配区域，由此可以避免被框架环绕的光学区域在装配过程中受到力作用而变形。

根据本发明的另一个优选的设计方案提出，所述框架具有在中央部分带有开口的环形结构，所述主体封闭所述开口。由此形成框架包围主体的透镜模块。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述框架的限定出所述开口的内周壁和所述主体的外周壁之间具有锁定结构。借助于侧向上大范围的锁定结构可以将主体完全固定在框架中，并且防止主体和框架在垂直于开口的方向上相对偏移。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述内周壁设计为凹槽/凸起部，所述外周壁设计为相应的凸起部/凹槽，所述内周壁和所述外周壁形状配合地彼此锁合。由此可以确保主体和框架在侧向方向上形成牢固的连接结构。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述框架和所述主体利用注塑成型工艺一体成型。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述主体还包括从所述光学区域延伸出的边缘区域，所述框架包封在所述边缘区域中。由此形成主体包含框架的结构的透镜模块。框架例如可以是嵌入主体中的环形金属片，由此可以在确保透镜模块、特别是其用于进行装配的边缘区域具有一定刚性的前提下，减轻透镜模块的自重。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述主体和所述框架利用嵌镶注塑工艺一体成型。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述光学区域为透镜阵列。配属于多个光源的多个透镜以阵列形式排布构成光学区域。

本发明还涉及一种发光装置，其包括至少一个光源、承载所述至少一个光源的电路板和承载所述电路板的底座，其特征在于，还包括上述透镜模块。该透镜模块作为顶盖和底座构成保护电路板和光源的密封壳体。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述透镜模块和所述底座限定出容纳所述至少一个光源和所述电路板的空间，其中所述至少一个光源发出的光经过所述透镜模块的光学区域出射。由于透镜模块的光学区域在装配过程中不会变形，因此来自光源的光束可以准确地经过光学区域射出。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，所述底座配有螺栓，所述螺栓分别和所述透镜模块中的定位孔形成螺纹连接。由此可以确保底座和透镜模块固定连接成整体，并且将电路板和光源保持在整体内部的空间中。

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的透镜模块的第一实施例的立体分解图；

图2是根据本发明的透镜模块的第二实施例的立体分解图；

图3是根据本发明的发光装置的第一实施例的侧视图，其中发光装置包括图1中示出的透镜模块；

图4是根据本发明的发光装置的第二实施例的侧视图，其中发光装置包括图2中示出的透镜模块。

具体实施方式

在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。

应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。

图1是根据本发明的透镜模块的第一实施例的立体分解图。透镜模块10包括由第一材料制成的框架1和由第二材料制成的主体2，其中主体2包括例如设计为透镜阵列的光学区域3。根据本发明，特别地将透镜模块10设计为局部、特别是装配区域可以在不变形地条件下承受应力。因此需要借助于固定件和发光装置中的其他部件连接在一起的框架1由刚性较大的第一材料制成。无需承受应力的主体由刚性较小的第二材料制成。因此例如可以选择金属、特别优选的是铝合金来制造框架1，并且选择聚合物、特别是具有高透光性的PMMA、PC来制造主体2。

在该实施例中，框架1是透镜模块10的边缘区域，主体2是透镜模块10中央区域，因此可以说透镜模块10的一部分是框架1，另一部分是主体2。

框架1具有用于进行装配的侧向装配区域11和从该区域朝向内部延伸的接合区域12。接合区域12限定出开口5，主体2封闭该开口5并嵌入框架1中。接合区域12的内周壁6设计为凸起部，主体2的侧向的外周壁7设计为凹槽，由此可以在框架1和主体2之间形成锁定结构。框架1和主体2借助于该锁定结构可以形状配合地彼此锁合，以避免主体2和框架1在垂直方向上相对移动。在一个未示出的实施例中，内周壁可以设计为凹槽，侧向的外周壁相应地设计为凸起部。

在装配区域11中开设有多个定位孔4，图中仅示出对称布置的两个定位孔4。这些定位孔4排布均匀，由此可以使框架1在装配时承受的应力可以均匀地分散在装配区域11中。

利用注塑成型工艺可以使框架1和主体2构成完整的透镜模块10。当然也可以考虑其他适合的工艺、例如粘合或热熔来将框架1和主体2固定连接成整体。

图2是根据本发明的透镜模块的第二实施例的立体分解图。和图1中示出的第一实施例类似，透镜模块10也包括由第一材料制成的框架1和由第二材料制成的主体2，其中主体2包括例如设计为透镜阵列的光学区域3。框架1由刚性较大的第一材料制成，主体由刚性较小的第二材料制成。

和第一实施例的区别之处在于，主体2还包括从光学区域3在侧向方向上延伸出的边缘区域8，框架1完全包封在边缘区域8中。在该实施例中，框架1设计为带有多个定位孔4的环形金属片，其体积相对于主体2较小，因此可以说透镜模块10基本上是由主体2构成，框架1仅仅作为透镜模块10的防变形结构设置在主体2内部。

在框架1上开设有多个均匀分布的定位孔4，由此可以使框架1在装配时受力均匀。相应地，在边缘区域8中也开设有多个盲孔4′，这些盲孔4′和定位孔4共同构成透镜模块的装配孔。但是由于框架1具有足够大的刚性，因此框架1可以在无变形的情况下承受装配过程中所产生的应力，因此不会导致边缘区域8甚至是主体2变形。

利用注塑成型工艺可以使框架1和主体2构成完整的透镜模块10。

图3和图4分别是根据本发明的发光装置的第一实施例和第二实施例的侧视图，其中图3中示出的发光装置20包括图1中示出的透镜模块10，图4中示出的发光装置20包括图2中示出的透镜模块10。由于发光装置20的结构类似，因此以下对图3和图4进行概括并且通用的描述。

发光装置20除了包括透镜模块10之外，还包括承载多个光源21的电路板22和从底面支撑电路板22的底座23。透镜模块10作为发光装置20的顶盖和底座23构成封闭的壳体，以将电路板22限定在发光装置20内部的空间R中，其中光源21发出的光经过透镜模块10中央的光学区域3出射。

透镜模块10和底座23之间的连接通过多个螺栓24来实现。这些螺栓24分别和透镜模块10中的定位孔4形成螺纹连接。由于透镜模块10的光学区域3在装配过程中不会变形，因此来自光源21的光束可以准确地经过光学区域3射出。

尽管在此示出并描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不背离本发明的范围的前提下，各种可选和/或等同的实施方式可以代替所描述和示出的具体实施例。本申请旨在覆盖本文中所讨论的具体实施例的任何修改或变形。所以，本发明旨在仅由权利要求及其等同物限定。

参考标号

1 框架

11 装配区域

12 接合区域

2 主体

3 光学区域

4 定位孔

4′ 盲孔

5 开口

6 内周壁

7 外周壁

8 边缘区域

10 透镜模块

20 发光装置

21 光源

23 底座

24 螺栓

Claims

1.一种用于发光装置（20）的透镜模块（10），其特征在于，包括：框架（1）和主体（2），所述框架（1）和所述主体（2）形成整体，其中所述主体（2）包括光学区域（3），所述框架（1）由第一材料制成，所述主体（2）由第二材料制成，所述第一材料的刚性大于所述第二材料的刚性。

2.根据权利要求1所述的透镜模块（10），其特征在于，所述第一材料是刚性材料，所述第二材料是非刚性材料。

3.根据权利要求1所述的透镜模块（10），其特征在于，所述光学区域（3）为透镜阵列。

4.根据权利要求1所述的透镜模块（10），其特征在于，所述框架（1）和所述主体（2）形成为一体。

5.根据权利要求2所述的透镜模块（10），其特征在于，在所述框架（1）上开设有至少一个定位孔（4）。

6.根据权利要求5所述的透镜模块（10），其特征在于，在所述框架（1）上开设有多个均匀排布的定位孔（4）。

7.根据权利要求2所述的透镜模块（10），其特征在于，所述框架（1）环绕所述光学区域（3）。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的透镜模块（10），其特征在于，所述框架（1）具有在中央部分带有开口（5）的环形结构，所述主体（2）封闭所述开口（5）。

9.根据权利要求8所述的透镜模块（10），其特征在于，所述框架（1）的限定出所述开口（5）的内周壁（6）和所述主体（2）的外周壁（7）之间具有锁定结构。

10.根据权利要求9所述的透镜模块（10），其特征在于，所述内周壁（6）设计为凹槽/凸起部，所述外周壁（7）设计为相应的凸起部/凹槽，所述内周壁（6）和所述外周壁（7）形状配合地彼此锁合。

11.根据权利要求10所述的透镜模块（10），其特征在于，所述框架（1）和所述主体（2）利用注塑成型工艺一体成型。

12.根据权利要求8所述的透镜模块（10），其特征在于，所述主体（2）还包括从所述光学区域（3）延伸出的边缘区域（8），所述框架（1）包封在所述边缘区域（8）中。

13.根据权利要求12所述的透镜模块（10），其特征在于，所述主体（2）和所述框架（1）利用嵌镶注塑工艺一体成型。

14.根据权利要求1-7中任一项所述的透镜模块（10），其特征在于，所述第一材料是金属，所述第二材料是聚合物。

15.根据权利要求14所述的透镜模块（10），其特征在于，所述第一材料是铝合金。

16.一种发光装置（20），包括至少一个光源（21）、承载所述至少一个光源（21）的电路板（22）和承载所述电路板（22）的底座（23），其特征在于，还包括根据权利要求1-15中任一项所述的透镜模块（10）。

17.根据权利要求16所述的发光装置（20），其特征在于，所述透镜模块（10）和所述底座（23）限定出容纳所述至少一个光源（21）和所述电路板（22）的空间（R），其中所述至少一个光源（21）发出的光经过所述透镜模块（10）的光学区域（3）出射。

18.根据权利要求17所述的发光装置（20），其特征在于，所述底座（23）配有螺栓（24），所述螺栓（24）分别和所述透镜模块（10）中的定位孔（4）形成螺纹连接。