CN105934622A - 具有可折叠壳体的照明设备 - Google Patents

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Abstract

用于制造照明设备(100)的方法，方法包括以下步骤：提供(S1)光学透射塑料材料的片；由光学透射塑料材料的片形成(S2)照明设备壳体，使得照明设备壳体包括通过柔性连接部分(202)连接到第二部分(214)的第一部分(212)；关于柔性连接部分(202)折叠(S3)第一部分(212)或者第二部分(214)，以将光源(210)和驱动器电子元件(206)包围在照明设备壳体的被包围区域内；以及将第一部分(212)紧固(S4)到第二部分(214)，使得照明设备壳体保持在折叠位置。

Description

具有可折叠壳体的照明设备
技术领域
本发明涉及照明设备。具体而言，本发明涉及改善的照明设备和用于制造改善的照明设备的方法。
背景技术
新的并且更节能的照明设备的发展是社会面临的重要技术挑战之一。比常规照明解决方案更节能的一般技术通常基于发光二极管(LED)。当前，LED的减低的驱动成本和改善的性能使得它们能够用于普通照明。然而，为了达到广泛的大规模市场扩散，将期望减少照明设备的制造成本，该照明设备被设计为针对诸如白炽灯泡和管状照明之类的当前照明设备的改型。使用LED的可改型照明设备对于公众来说当前是可获得的，然而，这种设备的价格比常规照明设备的价格更高，因此普通公众可能仍然更倾向于购买常规照明设备。此外，由于使用LED的照明设备固有地比普通照明设备更加复杂(部分由于所需要的用于将电网电转换成用于驱动LED的水平的驱动器电子元件)，难以分类和循环利用使用LED的照明设备。
因此，需要减少使用LED的照明设备的成本以使得它们更可获得。此外，还将期望使这些设备更容易循环利用。
发明内容
本发明的总体目的是针对包括LED的照明设备实现更低的制造成本和更容易的循环利用。
根据本发明的第一方面，通过如下照明设备实现了这些和其它目的，该照明设备包括：以光学透射塑料材料形成的照明设备壳体；设置在照明设备壳体内的光源；设置在照明设备壳体内、被配置为驱动光源的驱动器电子元件，其中照明设备壳体包括通过柔性连接部分连接到彼此的第一壳体部分和第二壳体部分，第一壳体部分被配置为关于柔性连接部分折叠，以将光源和驱动器电子元件包围在照明设备壳体内；以及用于将第一壳体部分紧固到第二壳体部分以将照明设备壳体保持在折叠位置的紧固装置。
通过照明设备，应该理解的是，该设备的目的是提供照明，并且光源(其通常为一个或者若干LED)是提供光的主要部件。
照明设备壳体以光学透射塑料材料形成，使得当照明设备处于使用中时，由设置在照明设备壳体内的光源发射的光能够穿过所述照明设备壳体。
驱动器电子元件应该被理解为驱动诸如LED之类的固态光源所需要的电子部件，因此这种部件和电路的示例通常能够从交流电流创建直流电流，并且还能够将来自家用插座的电压转换为适合用于驱动所使用的固态光源的电压。
照明设备壳体包括通过柔性连接部分连接的第一和第二部分，通过这一设计，可以使用比通常可能情况下更少的制造步骤将部件设置在第一部分或者第二部分内。此外，一体式形成照明设备壳体，从而还减少了形成该照明设备壳体所需要的步骤的数目。照明设备可以被理解为蛤壳设计，其中部件被放置在照明设备壳体的两半外壳之一中，此后照明设备壳体的另一半外壳关于柔性连接部分被折叠，使得照明设备壳体包围部件，从而形成照明设备。此外，照明设备壳体的两半外壳通过紧固装置被紧固到彼此，以保证照明设备在使用期间保持闭合。
本发明基于如下认识，即通过提供包括通过柔性连接部分连接的第一和第二部分的照明设备壳体，从而允许在闭合照明设备壳体之前照明设备的部件被设置在这些部分之一中，因此提供了照明设备，其节省针对材料和能量的成本并且减少生产期间所需要的步骤的数目。此外，这种照明设备实现了更简单的循环利用，使得通过打开照明设备壳体而使其中的部件的循环利用成为可能。
根据本发明的一个实施例，光学透射塑料材料可以热成型。通过使用可热成型的材料，可能使用作为用于大规模生产的已知方法的热成型生产技术来形成照明设备壳体。因此，照明设备壳体可以被大量生产，并且因此实现了高成本效益的照明设备。可以用于这一用途并且适配于角色馈入(role-fed)的高体积热成型生产机器的材料的示例是通常具有2mm或者更小厚度的PC、PETG、PETA、和/或PVC。
根据本发明的另一实施例，光学透射材料可以是透明的。被提供用于照明(即通过照明设备壳体)的从光源发射的光的量优选地被最大化。因此，光学透射照明材料有利地是基本上透明的，以便增加通过照明设备壳体透射的光的量。
根据本发明的另一实施例，照明设备可以进一步包括散热器，散热器设置在照明设备壳体内并且被配置为将热量从光源和/或驱动器电子元件传导到照明设备壳体。光源和/或驱动器电子元件将在使用中产生热量。通过提供设置在照明设备壳体内的散热器，热量被传导到照明设备壳体，照明设备壳体接着将热量传导到照明设备周围的环境。因此，光源和/或驱动器电子元件可以被保持在较好的操作状态下，即处于较低的温度下。
因此，散热器可以包括导热箔和/或预成型的导热元件。通过使用导热箔，可能在热成型之前将散热器放置在透明塑料片上，从而减少照明设备的生产期间的步骤的数目。此外，可以允许导热箔仅当照明设备壳体被闭合时才达到其最终形状。在热成型之后，可以应用预成型的导热元件，从而允许在应用散热器之前对设备的定制。此外，可以应用石墨导热膜或者涂层以增加从散热器到照明设备壳体的热量传导，备选地，散热器包括石墨导热膜。
根据本发明的一个实施例，紧固装置可以包括超声波焊接部、热焊接部、卡扣(snap)配件、或者变形配件。紧固装置将保证照明设备壳体被牢固地闭合。还期望的是，紧固装置在大规模生产设施中可使用。因此，有利地使用超声波焊接部、热焊接部、卡扣配件、或者变形配件。根据其中照明设备可循环利用的一个示例，期望使用卡扣配件，使得设备能够被打开，或者可以将固定扯开(通过包括穿孔，使得边缘能够被扯开)，从而每个部件可以被手动分开以执行对照明设备的电子部件的废品分类和循环利用。变形配件相似于卡扣配件，其中将用于紧固照明设备壳体的装置变形以便将第一部分紧固到第二部分。
根据本发明的另一实施例，照明设备壳体可以包括被配置为对穿过照明设备壳体传播的光进行散射的漫射元件。来自光源的空间光分布可能是非均匀的，这可能是由于光源是点状源或者由于由光源产生的非均匀亮度。对于一般照明而言，漫射和空间上均匀的照明是人们喜欢的。因此，期望提供漫射元件以便对由光源发射的穿过照明设备壳体传播的光进行散射。
根据本发明的一个实施例，照明设备壳体可以包括波长转换材料。波长转换材料将光从第一波长转换到第二波长，应该注意，这一转换还可以是第一多个波长(即第一光谱)到第二多个波长(即第二光谱)。具有更柔和的暖白色外观的室内照明一般是人们更喜欢的。目前使用的光源趋向于发射位于可见光谱的蓝色端的光。因此，由光源发射的光可以有利地被波长转换到更期望的波长。通常以包括例如磷光体或者量子点的发光材料的形式提供波长转换材料。
根据本发明的另一实施例，可以以印刷在光学透射塑料材料上的图案、层叠在光学透射塑料材料上的膜、和/或与光学透射塑料材料共同挤出的材料的形式，提供漫射元件和/或波长转换材料。通过将图案预印刷在光学透射塑料材料上，提供适合于作为针对普通灯泡等的改型的照明设备的观感的期望图案是可能的。此外，层叠膜和共同挤出的材料可以与大规模生产步骤组合，从而将提供便宜并且定制的照明设备。
根据本发明的一个实施例，照明设备壳体可以进一步包括可移除挂钩部分。通过包括可移除挂钩部分作为照明设备壳体的一部分，当被提供用于销售时根据本发明的照明设备将不需要包装，从而进一步增加环境益处并且通过消除对包装的需求还减少了成本。挂钩部分是可移除的以便允许设备的买家在使用照明设备之前移除挂钩部分。
根据本发明的另一实施例，照明设备壳体可以进一步包括被配置为保持光源和/或驱动器电子元件的至少一个组装辅助部分。组装辅助部分将在照明设备的组装期间保持光源和/或驱动器电子元件，从而缓解在组装期间对粘合剂或者之外类型的器材的需求。
根据本发明的另一实施例，照明设备壳体可以包括多个壳体部分，并且其中多个壳体部分中的每个壳体部分都可以通过柔性连接部分连接到相邻的壳体部分。照明设备壳体可以包括多个壳体部分，从而可能通过相继折叠壳体部分来将光源和驱动器电子元件包围。因此，连接相邻壳体部分的每个柔性连接部分将以更小的角度被弯曲并且从而允许使用更厚的材料和/或其它材料。
根据本发明的各种实施例，照明设备进一步包括连接到驱动器电子元件并且被配置为将照明设备连接到电源的基部部分。
根据本发明的第二方面，目的还通过使用用于制造照明设备的方法实现，该方法包括如下步骤：提供光学透射塑料材料的片；由光学透射塑料材料的片形成照明设备壳体；使得照明设备壳体包括通过柔性连接部分连接到第二部分的第一部分；关于连接部分折叠第一或者第二部分，以将光源和驱动器电子元件包围在照明设备壳体的被包围区域内；以及将第一部分紧固到第二部分，使得照明设备壳体保持在折叠位置。
通过由光学透射塑料材料的片一体式形成照明设备壳体(因此包括第一部分、第二部分、以及柔性连接部分)，提供了形成照明设备壳体的简短并且直接的生产过程。此外，相比于照明设备壳体的每个部分都被提供为分立件的情况，一体式制造照明设备壳体减少在组装期间需要处理的部件的数目。此外，通过使得第一或者第二部分能够关于连接部分折叠，诸如光源和驱动器电子元件之类的照明设备的部件可以在折叠步骤之前被设置在照明设备壳体内，从而缓解对用于在生成期间处理这些部件的器材等的需求。
本发明的这一第二方面的其它效果和特征很大程度上类似于联系本发明的第一方面在上文描述的那些效果和特征。
本发明的其它特征以及使用本发明的优势将在学习所附权利要求和以下描述时变得明显。例如，光源可以是诸如例如激光器、闪光灯、氙灯、或者甚至X射线源之类的不同光生成器。技术人员意识到，本发明的不同特征可以被组合，以创建除在下文描述的那些实施例之外的实施例，而不会脱离本发明的范围。
附图说明
现在将参照示出了本发明的实施例的附图更详细地描述本发明的这一方面和其它方面。
图1是根据本发明的实施例的照明设备的透视图；
图2是根据本发明的实施例的照明设备的示意性侧视图；
图3是根据本发明的实施例的照明设备的示意性侧视图；
图4是根据本发明的实施例的照明设备的截面；
图5是根据本发明的实施例的制造照明设备的方法的流程图；
图6是根据本发明的实施例的照明设备的截面；并且
图7是根据本发明的另一实施例的照明设备的透视图。
具体实施方式
在本具体实施方式中，根据本发明的照明设备的各种实施例主要参照包括发光二极管(LED)作为光源的照明设备进行讨论。应该注意，这绝不限制本发明的范围，其也可应用于其它环境，例如用于与其它类型的光源一起使用。此外，在附图中示出的LED的数目仅是示意性表示。在使用中，LED的设置、数目以及其它这种细节将由每个应用决定。
图1是根据本发明的照明设备100的透视图，其中照明设备100体现为灯泡的形状。照明设备100包括灯泡部分102和插座部分104，插座部分104进一步包括基部部分108，照明设备100可以通过基部部分108适配于普通照明器材，例如针对灯泡的E14或者E27Edison(爱迪生)螺丝基部。基部部分108连接到照明设备的驱动器电子元件，并且因此能够将照明设备100连接到电源。图1中的基部部分108被成形为螺丝基部，然而照明设备100可以凭借其连接到电源的任何形状或者配置都在本发明的范围内，诸如具有一个或者若干插头的卡口式固定。另外在图1中示出的还有紧固装置106，照明设备壳体的部分凭借其被紧固到彼此以保持灯泡处于闭合位置。
现在参照图2，将更详细地说明照明设备100，图2所示的是根据本发明的未折叠照明设备100的示意性侧视图。照明设备100包括照明设备壳体，该照明设备壳体包括第一壳体部分212和第二壳体部分214，壳体部分通过柔性连接部分202连接。得益于制成其的材料，柔性连接部分202是柔性的，或者可以可选地包括穿孔(未示出)以进一步实现关于柔性连接部分202的折叠。照明设备壳体以光学透射塑料材料形成，该光学透射塑料材料优选地是可热成型的。可以用于这一用途并且适合于角色馈入的高体积热成型生产机器的材料的示例是通常具有2mm或者更小厚度的PC、PETG、PETA、和/或PVC。在图2中，示出了光源(在这一情形下为具有安装的发光二极管210(LED)的印刷电路板208(PCB))被放置在第一壳体部分212中，LED 210被放置为使得它们在使用中在照明设备的灯泡部分102内发光。此外，驱动器电子元件206也被设置在第一壳体部分212中。应该注意，具有LED 210的PCB 208以及驱动器电子元件206可以被放置在第二壳体部分214中也无妨。第一壳体部分212和/或第二壳体部分214还可以包括用于在组装期间保持驱动器电子元件204和PCB208的组装辅助部分204，从而减少或者消除对操纵或者通过粘合剂或者其它类型的器材在照明设备100的组装期间紧固这些部件的需求。图2中的组装辅助部分204被体现为壁，然而任何类型的几何表示都是可能的并且在本发明的范围内，包括被成形为关于PCB 208和驱动器电子元件206互补的组装辅助部分204。
图3是根据本发明的实施例的未折叠照明设备100的示意性侧视图。相比于图2，还示出了用于紧固第一部分212和第二部分214的紧固装置300，紧固装置300可以包括以下项中的至少一个：超声波焊接部、热焊接部、卡扣配件、或者变形配件。紧固装置300将保证照明设备壳体被牢固地闭合，此外，期望紧固装置应该在大规模生产设施中可用，因此紧固装置可以包括在第二壳体部分214如由箭头A1所指示的被折叠之后应用的超声波焊接部或者热焊接部，或者备选地可以使用卡扣配件，其中使用足够的力将第二壳体部分214闭合在第一壳体部分212之上的动作将牢固地将第一和第二壳体部分保持在一起。相似于卡扣配件，变形配件将使用力将紧固装置变形成将第一壳体部分212保持到第二壳体部分214。在图3中，照明设备100进一步包括散热器302，其中散热器302由导热箔体现。导热箔302将在使用中将热量从PCB 208和驱动器电子元件206(它们被设置在导热箔302之后)传导到照明设备壳体。照明设备壳体将通过光学透射材料将热量传导到周围环境。当照明设备壳体如由箭头A1所指示的关于柔性连接部分202被折叠并且使用紧固装置300被紧固时，导热箔302将达到其最终形状。在图3所示的实施例中，如所指出的，散热器302是导热箔302。然而，还可能使用在PCB 208和驱动器电子元件206之前被放置在照明设备壳体中的预成型导热元件。备选地，散热器302可以包括石墨导热膜或者涂层，应用该石墨导热膜或者涂层以进一步增加从散热器302到照明设备壳体的热量传导。
现在参照图4，示出了根据本发明的照明设备的截面，其中照明设备壳体进一步包括可移除挂钩部分402。可移除挂钩部分402包括孔洞404，孔洞404在图4中具有细长形状，然而，孔洞404的形状可以是允许照明设备100被悬挂的任何形状，并且因此在例如商店中提供其自己的悬挂功能。可移除挂钩部分402通过弯曲或者通过穿孔(未示出)可移除，使得照明设备的用户可以以小量或者最少量的力将可移除挂钩部分402移除。在图4所示的实施例中，照明设备100进一步包括层400，层400可以包括被配置为将穿过照明设备壳体的光散射的漫射元件。LED 210可以被视为点光源，因此有益的是，将传播穿过照明设备壳体并且从照明设备100发射的光散射，以便使得所发射的光的空间光分布更均匀。此外，层400还可以包括对光进行波长转换的发光材料，例如包括磷光体或者量子点的材料。发光材料400将对从LED 210发射的光进行波长转换，以便使得从照明设备100发射的光的光谱在美学上令人愉悦或者允许关于波长的某个分布，诸如适合用于一般室内照明的较暖的白色外观。
在图5中，示出了根据本发明的实施例的用于制造照明设备的流程图。在步骤S1中，提供光学透射塑料材料的片。光学透射材料可以是通常具有2mm或者更小厚度的PC、PETG、PETA、和/或PVC。光学透射材料的片作为备选方案可以是预印刷的、共同挤出的、或者层叠的，以实现某些效果，诸如传播穿过材料的光的漫射或者波长转换。
接着在步骤S2中，照明设备壳体由光学透射塑料材料的片形成，照明设备壳体包括通过柔性连接部分202连接的第一壳体部分212和第二壳体部分214。照明设备壳体根据使用热成型而形成的各种实施例，从而光学透射材料的片被加热，并且应用模具以将片形成为照明设备壳体的形状。柔性连接部分202可以包括穿孔以增加柔韧性。
在步骤S3中，第一壳体部分212或者第二壳体部分214关于柔性连接部分202被折叠，以便包围光源210和驱动器电子元件206。在此之前，上述散热器302可以被设置在照明设备壳体中，以便将热量从光源210和/或驱动器电子元件206传导到照明设备壳体。
接着在步骤S4中，第一壳体部分212通过紧固装置300被紧固到第二壳体部分214，使得照明设备壳体保持在折叠位置。紧固装置300可以是上述备选方案中的任何一个，其中当应用以便将照明设备壳体“锁定”在折叠位置时，卡扣配件和变形配件将需要一些力量，并且超声波焊接部或者热焊接部将需要在生产期间用于应用这种焊接部的工具。
现在参照图6，示出了本发明的实施例的示意性表示。根据图6所示的实施例，光源604和驱动器电子元件602两者都被设置在电路板600上。通过将光源604和驱动器电子元件602两者设置在电路板600上，照明设备的组装期间的步骤的数目将被进一步减少。其中的印刷电路板600(PCB)被成形为灯泡的截面，并且在照明设备100中竖直对准。照明设备壳体的第一和第二部分仍然被配置为关于连接部分612折叠。此外，设置在照明设备壳体的第一部分中的PCB 600包括LED 604和驱动器电子元件602两者，从而进一步减少了组装照明设备所需要的步骤的数目。LED 604可以被放置在PCB 600的一侧或者两侧上。据此，PCB 600可以被提供为一体式的并且被配置为可折叠的，或者第一PCB(未示出)包括一侧的LED和驱动器电子元件，并且包括LED 604的第二PCB(未示出)被安装在第一PCB的背面上，从而在所有方向上提供均匀的光分布。此外，在图6所示的实施例中，为了从照明设备壳体到周围环境的高效率热传导，可以使用灯泡部分的区域608。灯泡部分的另一区域包括光学透射部分610，其可以是透明的，但是还可以如联系上述实施例描述的对光进行漫射或者波长转换。
图7是根据本发明的照明设备的另一实施例的透视图。在图7中，照明设备壳体700包括多个壳体部分。照明设备壳体700因此可以被看作“折叠泡(blister)”类型的壳体。在图7所示的实施例中，照明设备壳体700包括四个壳体部分，然而，原则上，更小或者更大的数目的壳体部分是可能的。四个壳体部分702、706、708、710每个都通过柔性连接部分704连接到相邻壳体部分。图7中的照明设备进一步包括光源712，在每个壳体部分关于其连接部分被折叠之后，光源712将连同驱动器电子元件714一起被包围在照明设备壳体700中。照明设备还包括基部部分716，用于将驱动器电子元件连接到电源。紧固装置(未示出)将把相邻的壳体部分702和710紧固在照明设备壳体700的折叠状态下，以便保持照明设备壳体700的折叠状态。应该注意，某些类型的紧固装置、用于漫射光和/或对光进行波长转换的手段的上述特征也可以被有利地并入到图7所示的照明设备中。
另外，对所公开的实施例的变化可以由技术人员在实践所要求保护的发明中，从学习附图、公开内容以及所附权利要求中理解和实现。例如，该创新的照明设备在附图中被体现为灯泡，然而，原则上根据本发明，可能形成可以设想的照明设备的任何形式或者形状，诸如例如管状照明设备。此外，图中所示的照明设备壳体部分沿着竖直平面折叠。然而，这应该仅被解释为示例，照明设备壳体可以在水平平面中或者原则上在任何方向上折叠也无妨。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或者步骤，并且不定冠词“一(a)”或者“一个(an)”不排除多个。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (15)

1.一种照明设备(100)，包括：
照明设备壳体，以光学透射材料形成，
光源(210)，被设置在所述照明设备壳体内，
驱动器电子元件(206)，被配置为驱动所述光源(210)，被设置在所述照明设备壳体内，
其中所述照明设备壳体包括：
第一壳体部分(212)和第二壳体部分(214)，通过柔性连接部分(202)连接到彼此，所述第一壳体部分(212)被配置为关于所述柔性连接部分(202)被折叠，以将所述光源(210)和所述驱动器电子元件(206)包围在所述照明设备壳体内，以及；
紧固装置(106、300)，用于将所述第一壳体部分(212)紧固到所述第二壳体部分(214)，以将所述照明设备壳体保持在折叠位置，
其中所述照明设备壳体被形成为一体式的。
2.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述光学透射材料是可热成型的塑料。
3.根据权利要求1或者2所述的照明设备(100)，其中所述光学透射材料是透明的。
4.根据权利要求1所述的照明设备(100)，进一步包括散热器(302)，所述散热器被设置在所述照明设备壳体内，并且被配置为将热量从所述光源(210)和/或驱动器电子元件(206)传导到所述照明设备壳体。
5.根据权利要求4所述的照明设备(100)，其中所述散热器(302)包括导热箔和/或预成型的导热元件。
6.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述紧固装置(106、300)包括超声波焊接部、热焊接部、卡扣配件、和/或变形配件。
7.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述照明设备壳体包括被配置为对穿过所述照明设备壳体传播的光进行散射的漫射元件(400)。
8.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述照明设备壳体包括波长转换材料(400)。
9.根据权利要求7或者8所述的照明设备(100)，其中所述漫射元件(400)和/或波长转换材料(400)被包括在以下项中：印刷在所述透明塑料材料上的图案、被层叠在所述透明塑料材料上的膜、和/或与所述透明塑料材料共同挤出的材料。
10.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述照明设备壳体进一步包括可移除挂钩部分(402)。
11.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述照明设备壳体进一步包括被配置为保持所述光源(210)和/或所述驱动器电子元件(206)的至少一个组装辅助部分(204)。
12.根据权利要求1所述的照明设备(100)，其中所述照明设备壳体包括多个壳体部分(702、706、708、710)，并且其中所述多个壳体部分(702、706、708、710)中的每个壳体部分通过柔性连接部分(704)连接到相邻的壳体部分。
13.根据权利要求1所述的照明设备(100)，进一步包括基部部分(108、716)，所述基部部分附接到所述照明设备壳体的外侧，并且电连接到所述驱动器电子元件(206、602、714)，并且被配置为将所述照明设备(100、700)连接到电源。
14.一种用于制造照明设备(100)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供(S1)光学透射塑料材料的片，
由所述光学透射塑料材料的片形成(S2)照明设备壳体，使得所述照明设备壳体包括通过柔性连接部分(202)连接到第二部分(214)的第一部分(212)，
关于所述柔性连接部分(202)折叠(S3)所述第一部分(212)或者所述第二部分(214)，以将光源(210)和驱动器电子元件(206)包围在所述照明设备壳体的被包围区域内，以及
将所述第一部分(212)紧固(S4)到所述第二部分(214)，使得所述照明设备壳体保持在所述折叠位置。
15.根据权利要求14所述的用于制造照明设备的方法，进一步包括以下步骤中的至少一个步骤：
预印刷所述光学透射塑料材料，
层叠所述光学透射塑料材料，以及
共同挤出所述光学透射塑料材料。
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