CN115836233A

CN115836233A - 透镜板

Info

Publication number: CN115836233A
Application number: CN202180041901.3A
Authority: CN
Inventors: K·C·扎伦巴
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2023-03-21
Also published as: EP4165448A1; US20230258313A1; WO2021249979A1; JP2023528954A

Abstract

本发明涉及一种用于LED器件(100)的透镜板(10)，包括：多个透镜元件(12a‑e)；以及多个透镜元件中的两个透镜元件之间的柔性连接件(24a‑d)，使得可以调节两个透镜元件之间的距离(P₁₁)和角度中的至少一者，其中两个透镜元件和柔性连接件由相同的材料制成。

Description

透镜板

技术领域

本发明涉及一种用于LED(发光二极管)器件的透镜板。本发明还涉及包括这种透镜板的LED器件、对这种透镜板的使用以及制造这种透镜板的方法。

背景技术

在各种LED器件中，可以在LED板件(即，其上安装有发光二极管的板件或载体)上使用具有多个透镜元件的透镜板，以影响发光二极管的光分布。然而，LED板件上的LED间距(LED之间的距离)的每次变化需要对新的制造工具进行投资，即使人们想要保持光分布(透镜板的透镜的形状)相同。例如，如果在具有48个发光二极管的2英尺LED器件中只将LED间距改变0.05mm，则最后一个发光二极管的位置改变0.05×47＝2.35mm，这从光学观点来看是严重的。

US2012189800公开了一种元件阵列，其中在层压多个元件阵列的步骤中，元件阵列中的元件之间的间距误差被可靠地吸收，使得在层压方向上排列的每组元件能够以高精度对准。元件阵列具有一维或二维排列的多个透镜以及由比形成透镜的材料在弹性上更丰富的材料形成的柔性支撑件。透镜通过支撑件彼此耦合。透镜和支撑件通过双模一体形成。

发明内容

本发明的目的是克服或至少减轻上述问题，并提供一种改进的透镜板。

根据本发明的第一方面，这个和其他目的是通过一种用于LED器件的透镜板来实现的，透镜板包括：多个透镜元件；以及多个透镜元件中的另外的多个两个连续透镜元件之间的柔性连接件，使得所述两个透镜元件中的每个两个透镜元件之间的距离和角度中的至少一者能够被调节，其中所述两个透镜元件中的每个两个透镜元件和柔性连接件由相同的材料制成。

本发明基于以下理解：通过拉伸(或可能挤压)透镜元件之间的柔性连接件，这些连接件允许一种类型的透镜板适配具有不同LED间距和/或甚至不同形状的LED板件。因此，本发明的透镜板是通用的，这在制造许多不同类型的LED器件/板件时节省成本。此外，由于透镜板的透镜元件和柔性连接件由相同的材料制成，因此简化了可调透镜板的构造，并且可以便于制造。

柔性连接件可以例如与两个透镜元件一起成型，例如通过注塑成型。

柔性连接件的柔性可以通过柔性连接件的形状、尺寸和位置中的至少一者来实现，而不是为柔性连接件选择与透镜元件相比不同的材料(例如，弹性更丰富)。

柔性连接件可以包括两个(平行的)弹簧构件。

柔性连接件可以例如包括两个V形构件。V形构件的优点在于它们可以被拉伸和挤压。而且，V形构件不需要重叠，这使得容易成型。V形构件优选地位于与多个透镜元件的光轴垂直的平面中，因为这样它们可以不覆盖透镜元件的透镜(部分)或从透镜(部分)发射的光束。它们还需要较少的材料。

柔性连接件的其它形状也是可能的，例如W形或U形或

形。柔性连接件的其它定向/位置(也)是可能的，如竖放在与多个透镜元件的光轴平行的平面中。

此外，两个透镜元件可以各自具有基部部分，其中两个基部部分至少部分地限定在两个基部部分之间指向彼此的两个三角形或等腰梯形空间，并且其中两个三角形或等腰梯形空间中的每个空间容纳柔性连接件的两个V形(或W形)构件中的一个构件。以此方式做的优点在于，尽管(两个)透镜元件之间有柔性连接件，但可以实现它们之间相对较短的最小距离。为了实现两个三角形或等腰梯形空间，基部可以是例如六边形或八边形。

当没有力被施加到柔性连接件上时，在两个透镜元件之间可能存在间隙。以此方式，透镜元件间距可以增大或减小，由此透镜板可以适配多种LED板件。间隙可以例如存在于两个透镜元件之一的上述六边形或八边形基部的一侧和另一透镜元件的六边形或八边形基部的相对侧之间。在另一实施例中，当没有力被施加到柔性连接件上时，在两个透镜元件之间(基本上)没有间隙。

在一个实施例中，多个透镜元件中的每个透镜元件包括适于与LED器件的LED板件中的对应凹口接合的两个突起，用于将透镜板定位在LED板件上。由于透镜元件相对于LED板件的发光二极管的位置是稳定的，这种定位解决了热伸长对光分布的影响的问题。在另一实施例中，每个透镜元件包括适于与LED板件上的对应突起接合的两个凹口。这两个实施例的组合也是可能的。附加的元件(例如，框架)，也可以用于定位。

多个透镜元件可以以线性阵列布置。阵列可以是直线(直的)阵列。在另一实施例中，线性阵列在与多个透镜元件的光轴垂直的平面中弯曲。

根据本发明的第二方面，提供了一种LED器件，包括：具有多个LED光源的板件；以及根据第一方面的透镜板，其中透镜板的多个透镜元件的间距与板件的多个LED光源的间距匹配。

多个透镜元件中的每个透镜元件可以包括与板件中的对应凹口接合的两个突起，用于将透镜板定位在板件上。

本发明的第三方面涉及根据第一方面的透镜板与具有不同LED间距和/或不同形状的至少两个LED板件中的任何一个LED板件的使用。

根据本发明的第四方面，提供了一种制造LED器件的方法，该方法包括：提供根据第一方面的透镜板；提供具有多个LED光源的板件；如果需要，通过施加力来拉伸和/或压缩柔性连接件，使得透镜板的多个透镜元件的间距与板件的多个LED光源的间距匹配；以及将透镜板定位在板件上。

应当注意，本发明涉及权利要求中所记载特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参考示出本发明实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其它方面。

图1和图3a是根据本发明的实施例的透镜板在没有力被施加到其柔性连接件上时的俯视图。

图2是图1的透镜板的侧视图。

图3b是图3a的透镜板的俯视图，其中其柔性连接件被拉伸。

图3c是包括定位在LED板件上的图3a的透镜板的LED器件的分解透视图。

图3d是包括定位在另一LED板件上的图3b的透镜板的LED器件的分解透视图。

图4a-图4d示出了备选的柔性连接件。

图5是图1的透镜板在弯曲配置中的俯视图。

图6是根据本发明的实施例的方法的流程图。

相同的附图标记始终表示相同的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围充分传达给技术人员。

图1和图2(和图3a)示出了根据本发明实施例的透镜板10。

透镜板10包括多个透镜元件12a-e。(多个)透镜元件12a-e可以是(基本上)刚性的。(多个)透镜元件12a-e在此布置成直线阵列。每个透镜元件12a-e包括透镜部分14和基部部分16。透镜部分14例如可以是圆顶形的，但是其它形状也是可能的。每个透镜部分14具有光轴18。对于非成像透镜部分，光轴18可以被解释为与相关联的发光二极管(参见例如下文讨论的LED光源104)的轴线重合的线，即，透镜部分被设计用于的发光二极管的轴线。这里基部部分16在垂直于光轴18的平面20中是八角形的。每两个相邻的基部部分16(例如，透镜元件12a和12b的基部部分)可以至少部分地在两个基部部分16之间限定指向彼此的两个三角形或等腰梯形空间22a-b。

透镜板10还包括在每两个连续的透镜元件12a-e之间的柔性连接件24a-d，例如，透镜元件12a-b之间的柔性连接件24a、透镜元件12b-c之间的柔性连接件24b等等。透镜板10的透镜元件的数目可以是N，并且透镜板10的柔性连接件的数目可以是N-1，其中N是整数(例如，在2-200的范围内)。示例性的大约2英尺的透镜板例如可以具有48个透镜元件和47个柔性连接件。另一个示例性的大约1英尺的透镜板例如可以具有24个透镜元件和23个柔性连接件。每个柔性连接件24a-d允许调节其两个透镜元件12a-e之间的距离和角度中的至少一者，这将在下文中进一步描述。

透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d由相同的材料制成。即，透镜板10可以由一种材料制成。透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d可以由非弹性材料制成。透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d可以例如由PC(聚碳酸酯)(其是非弹性材料)制成。备选地，透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d可以由硅树脂制成。柔性连接件24a-d可以例如与透镜元件12a-e一起成型。因此，透镜板10的透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d可以制成一体。此外，透镜元件12a-e和柔性连接件24a-d可以在一个制造过程中制成，例如液体硅树脂(LSR)的注塑成型或注塑。

每个柔性连接件24a-d可以包括两个V形构件26a-b。V形构件26a-b位于平面20中。V形构件26a-b(通常)指向彼此。特别是在图1的放大部分中可以看出，每个V形构件26a-b的一端28a连接到一个透镜元件12a，并且每个V形构件26a-b的另一端28b连接到相邻的透镜元件12b。具体地，V形构件26a-b可以被容纳在前述三角形或等腰梯形空间22a-b中，其中所述端28a连接到透镜元件12a的基部16的侧面30a，该侧面30a部分地限定空间22a，并且其中端28b连接到透镜元件12b的基部16的侧面30b，该侧面30b也部分地限定空间22a。图1中示出了V形构件的示例性尺寸(以mm为单位)。

在图4a-图4d中示出了各种备选的柔性连接件。在图4a中，柔性连接件包括V形构件26'，其竖放在垂直于平面20的平面中。在图4b中，柔性连接件包括V形构件26"，其位于平面20中但指向远离相对的柔性连接件。与图1相比，V形构件26"可以做得更长，并且因此更具柔性。在图4c中，柔性连接件包括可位于平面20中的W形构件26"'。在图4d中，柔性连接件包括

形构件26"”(“三边矩形”)，其可以位于平面20中并指向远离相对的柔性连接件。

回到图1，当没有力被施加到柔性连接件24a-d上时，间隙32可以存在于每两个连续的透镜元件之间，如透镜元件12a-b。具体地，间隙32可以存在于一个透镜元件12a的八边形基部16的侧面34a和相邻透镜元件12b的八边形基部16的相对(并且这里平行)侧面34b之间。尤其是，侧面34a位于部分限定空间22a的侧面30a和部分限定空间22b的对应侧面30'a之间。

如上所述，每个柔性连接件24a-d允许调节其两个透镜元件12a-e之间的距离。具体地，通过拉伸柔性连接件24a-d(通过施加外力F)，可以增加透镜元件12a-e之间的距离，如图3b所示。即，透镜元件12a-e的间距可以增加到例如40％，例如从P₁₁＝12mm增加到P₁₂＝14mm。注意，透镜元件之间的距离(间距)被在平面20中调整，这里沿着上述直线阵列的直线方向。

如图3c所示，处于图3a所示状态的透镜板10可以被定位在具有等于P₁₁的间距P₂₁的多个LED光源104的板件102上，其中透镜板10和具有LED光源104的板件102形成LED器件100的一部分。然而，如图3d所示，处于图3b所示状态的一/该透镜板10可以类似地被定位在具有等于P₁₂的不同(更大)LED间距P₂₂的另一板件102'上，其中透镜板10和具有LED光源104'的板件102'形成LED器件100'的一部分。因此，透镜板10可以适配具有不同LED间距P₂₁和P₂₂的LED板件102、102'，使得本发明的透镜板10可通用。

板件102(102')可以是印刷电路板。板件102(102')可以是矩形的。多个LED光源104(104')可以被安装在板件102(102')的表面上。多个LED光源104(104')可以被布置成直线阵列。LED光源104(104')的数目可以是N。LED器件100(100')可以是照明装置或形成照明装置的一部分。

此外，透镜板10的每个透镜元件12a-e可以包括适于与板件102(102')中的对应凹口106a-b(106'a-b)接合的两个突起36a-b，用于将透镜板10定位在板件102(102')上。具体地，一个突起36a可以位于八边形基部16的横向侧面38a，而另一个突起36b可以位于相对的横向侧面38b。对应凹口106a-b(106'a-b)可以位于板件102(102')的纵向边缘108a-b(108'a-b)处。由于透镜元件16相对于板件102(102')的LED光源104(104')的位置是稳定的，这种定位解决了热伸长对光分布的影响的问题。

转到图5，透镜板10还可以被定位在弯曲板件102"上。这里，透镜元件16的线性阵列是弯曲的(在平面20中)。这可以通过施加外力来实现，使得与图1和图3a中所示的状态相比，仅(或主要是)在透镜板10一侧的V形构件26b被拉伸，而在透镜板10另一侧的V形构件26a可以被(稍微)挤压。如图5所示，每两个连续透镜元件之间的角度已被调整(在图1上)，如由非对准虚线所示。

图6是根据本发明的实施例的制造LED器件100、100'的方法的流程图。

在S1，方法包括提供透镜板10，例如，如图1和图3a所示。

在S2，提供具有多个LED光源104(104')的板件102、102'。

在S3，方法包括-如果需要-通过施加力F来拉伸和/或压缩柔性连接件24a-d，使得透镜板的多个透镜元件12a-e的间距P₁₂与多个LED光源104'的间距P₂₂匹配。这里要注意的是，如果要将图1和图3a所示的透镜板10定位在板件102上，则不需要执行步骤S3，但是如果要将透镜板10定位在板件102'上，则实际上执行步骤S3(拉伸柔性连接件24a-d)。

在S4，例如，使用上述突起/凹口将透镜板10定位在板件102(102')上。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。例如，在图1、图2和图3a所示的实施例中，间隙32相对较小，但是如果当没有力被施加到柔性连接件上时，间隙较宽，则柔性连接件(也)可以被压缩，允许透镜元件的间距减小。

附加地，从对附图、公开内容和所附权利要求的研究中，本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims

1.一种用于LED器件(100)的透镜板(10)，所述透镜板包括：

多个透镜元件(12a-e)；以及

在所述多个透镜元件的另外的多个两个连续透镜元件之间的柔性连接件(24a-d)，使得能够调节所述两个透镜元件中的每两个透镜元件之间的距离(P₁₁)和角度中的至少一者，其中所述两个透镜元件中的每两个透镜元件和所述柔性连接件由相同的材料制成。

2.根据权利要求1所述的透镜板，其中所述柔性连接件与所述两个透镜元件一起成型。

3.根据权利要求1或2所述的透镜板，其中所述柔性连接件的所述柔性通过所述柔性连接件的形状、尺寸和位置中的至少一者来实现。

4.根据前述权利要求中任一项所述的透镜板，其中所述柔性连接件包括两个V形构件(26a-b)。

5.根据权利要求4所述的透镜板，其中所述两个透镜元件各自具有基部(16)，其中所述两个基部至少部分地限定在所述两个基部之间指向彼此的两个三角形或等腰梯形空间(22a-b)，并且其中所述两个三角形或等腰梯形空间中的每个空间容纳所述柔性连接件的所述两个V形构件中的一个构件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的透镜板，其中当没有力被施加到所述柔性连接件时，在所述两个透镜元件之间存在间隙(32)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的透镜板，其中所述多个透镜元件中的每个透镜元件包括两个突起(36a-b)，所述突起适于与所述LED器件的LED板件(102)中的对应凹口(106a-b)接合，以用于将所述透镜板定位在所述LED板件上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的透镜板，其中所述多个透镜元件以线性阵列布置。

9.根据权利要求8所述的透镜板，其中所述线性阵列在垂直于所述多个透镜元件的光轴(18)的平面(20)中弯曲。

10.一种LED器件(100；100')，包括：

板件(102；102')，带有多个LED光源(104；104')；以及

根据前述权利要求中任一项所述的透镜板(10)，其中所述透镜板的所述多个透镜元件(16)的间距(P₁₁；P₁₂)与所述板件的所述多个LED光源的间距(P₂₁；P₂₂)匹配。

11.根据权利要求10所述的LED器件，其中所述多个透镜元件中的每个透镜元件包括两个突起(36a-b)，所述两个突起与所述板件中的对应凹口(106a-b；106'a-b)接合，以用于将所述透镜板定位在所述板件上。