CN217414763U - 光束控制部件及发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光束控制部件及发光装置。光束控制部件对从发光元件射出的光的配光进行控制，所述光束控制部件具有：背面，配置于所述光束控制部件的背面侧；第一凹部，在所述背面开口，包括第一底面和以包围所述光束控制部件的中心轴的方式配置的第一侧面；以及入射面，是第二凹部的内表面，所述第二凹部在所述第一底面开口且以与所述中心轴相交的方式配置，所述入射面用于使从所述发光元件射出的光入射。所述第一侧面以随着靠近正面侧而远离所述中心轴的方式倾斜。在通过注塑成型对上述光束控制部件进行成型的情况下，能够抑制与上模的粘着。

Description

光束控制部件及发光装置

技术领域

本实用新型涉及光束控制部件及发光装置。

背景技术

已知有对从发光元件射出的光的配光进行控制的光束控制部件。例如，专利文献1公开了这种光束控制部件。

专利文献1中公开的光束控制部件具有：使从发光元件射出的光入射的入射面以及使从入射面入射的光射出的出射面。通过使来自发光元件的光从入射面进入并从出射面射出，对该光的配光进行控制。以能得到所希望的配光特性的方式设计光束控制部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-077564号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

上述那样的光束控制部件一般是通过注塑成型来成型的。在注塑成型的过程中，例如，将光束控制部件的材料注塑至形成于对出射面等进行成型的上模与对入射面等进行成型的下模之间的型腔中，来成型出所希望的形状的光束控制部件。接着，在将上模与下模分离之后，利用顶出销将粘着于下模的光束控制部件推出，来取出光束控制部件。

在此，原本应粘着于下模的光束控制部件有时会粘着于上模。具体而言，例如，光束控制部件的出射面粘着于上模。若发生与上模的粘着，则无法利用顶出销将光束控制部件推出并将光束控制部件从下模取出。

本实用新型的目的在于提供如下的光束控制部件，即，在通过注塑成型来对光束控制部件进行成型的情况下，能够抑制光束控制部件粘着于上模的光束控制部件。

另外，本实用新型的另一目的在于提供具有上述的光束控制部件的发光装置。

解决问题的方案

本实用新型的光束控制部件对从发光元件射出的光的配光进行控制，所述光束控制部件具有：背面，配置于所述光束控制部件的背面侧；第一凹部，在所述背面开口，包括第一底面和以包围所述光束控制部件的中心轴的方式配置的第一侧面；入射面，是第二凹部的内表面，所述第二凹部在所述第一底面开口且以与所述中心轴相交的方式配置，所述入射面用于使从所述发光元件射出的光入射；以及出射面，以与所述中心轴相交的方式配置于所述光束控制部件的正面侧，用于使由所述入射面入射的光向外部射出，所述第一侧面以随着靠近正面侧而远离所述中心轴的方式倾斜。

本实用新型的另一方式的光束控制部件中，所述出射面的外周部构成为：在将任意点处的相对于所述出射面的法线与从所述发光元件的发光中心射出后由所述入射面入射并由所述任意点向外部射出的光线进行比较时，所述法线在所述光束控制部件内位于比所述光线更靠正面侧的位置。

本实用新型的另一方式的光束控制部件中，所述出射面是平滑面，所述背面的至少一部分是粗糙面。

本实用新型的另一方式的光束控制部件中，在所述出射面的外周部与所述背面的外周部之间还具有向侧方突出的凸缘部，所述凸缘部具有第二侧面，所述第二侧面以随着靠近正面侧而接近所述中心轴的方式倾斜。

本实用新型的另一方式的光束控制部件包括有机硅。

本实用新型的发光装置具有：配置于基板上的发光元件；以及上述的光束控制部件，其配置于所述发光元件上。

本实用新型的另一方式的发光装置中，从所述基板至所述第一底面为止的高度为从所述基板至所述发光元件的发光面为止的高度以下。

实用新型效果

根据本实用新型，可提供如下的光束控制部件，即，在通过注塑成型对光束控制部件进行成型的情况下，能够抑制与上模的粘着的光束控制部件。

另外，根据本实用新型，可提供具有上述的光束控制部件的发光装置体。

附图说明

图1A是发光装置的俯视图，图1B是以图1A的B-B线剖开的剖面图。

图2A、图2B、图2C、图2D是表示实施方式的光束控制部件的图。

图3是图2C的局部放大图。

图4是表示光束控制部件与分模线的关系的图。

图5是用于说明光束控制部件的出射面的外周部的形状的图。

图6A、图6B是用于说明用于防止毛刺从背面突出的结构的图。

图7是表示能够在制造光束控制部件时使用的注塑成型模具的一例的结构的示意图。

附图标记说明

10：法线

20：光线

100：发光装置

210：基板

220：发光元件

300：光束控制部件

301：背面

310：第一凹部

311：第一底面

312：第一侧面

320：第二凹部

321：入射面

330：出射面

331：外周部

340：被按压部

341：毛刺

342：第三凹部

350：顶出销

360：支脚部

361：倾斜面

362：平面

363：支脚部的底面

370：凸缘部

371：第二侧面

380：喷嘴

390：型腔

400：注塑成型模具

410：上模

420：下模

430：固定侧安装板

440：固定侧模具板

450：可动侧模具板

460：支承板

470：顶出销托板

480：可动侧安装板

CA：中心轴

LA：光轴

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。

(发光装置的结构)

图1A、图1B是表示本实用新型的实施方式的发光装置100的结构的图。图1A是俯视图，图1B是以图1A的B-B线剖开的剖面图。

如图1A、图1B所示，发光装置100具有：配置在基板210上的发光元件220以及配置在发光元件220上的光束控制部件300。

发光元件220是发光装置100的光源，安装在基板210上。发光元件220例如是发光二极管(LED)。另外，对于发光元件220的种类，不特别地进行限制，在本实施方式的发光装置100中优选使用用于从顶面射出光的发光元件220等，但也可以使用用于从顶面及侧面射出光的发光元件(例如，COB型发光二极管)。另外，在本实施方式中，发光元件220是射出紫外线的发光二极管，尤其是射出UVC(Ultraviolet C；波长200～280nm的紫外线)的发光二极管。

光束控制部件300是对从发光元件220射出的光的配光进行控制的光学部件，配置于基板210上。如后述那样，光束控制部件300具有入射面321和出射面330(参照图2)。在本实施方式中，入射面321和出射面330关于光束控制部件300的中心轴CA旋转对称。优选地，光束控制部件300以使光束控制部件300的中心轴CA与发光元件220的光轴LA重合的方式，配置在发光元件220之上。在此，“发光元件220的光轴LA”是指，来自发光元件220的立体的出射光束的中心的光线。

光束控制部件300是通过注塑成型来形成的。对于光束控制部件300的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的材料即可，不特别地进行限定，但从不损伤光束控制部件300而将其从下模脱模的观点来看，优选为具有一定程度的挠性的材料。在本实施方式中，所通过的光是UVC，光束控制部件300的材料是有机硅。

本实施方式的发光装置100的主要特征在于光束控制部件300的结构。因此，对于光束控制部件300，将另行详细说明。

在本实施方式的发光装置100中，从发光元件220射出的光由光束控制部件300扩展，以对宽范围进行照射。

(光束控制部件的结构)

图2A是本实施方式的光束控制部件300的俯视图，图2B是光束控制部件300的仰视图，图2C是以图2A的C-C线剖开的剖面图，图2D是以图2A的D-D线剖开的剖面图。另外，图3是图2C的局部放大图。下面，对本实施方式的光束控制部件300的结构进行说明。

如图2A～图2D所示，本实施方式的光束控制部件300是用于对从发光元件220射出的光的配光进行控制的光束控制部件300，且具有背面301、第一凹部310、入射面321以及出射面330。

背面301是光束控制部件300的背面。对于背面301的形状，不特别地进行限定。从使杂散光减少的观点来看，优选地，背面301的至少一部分是粗糙面。在本实施方式中，背面301的大致整个面是粗糙面。

如图2B、图2C及图2D所示，第一凹部310是在背面301开口的凹部。如图3所示，第一凹部310包括第一底面311以及以包围光束控制部件300的中心轴CA的方式配置的第一侧面312。

如图3所示，第一侧面312以随着靠近光束控制部件300的正面侧而远离中心轴CA的方式倾斜。即，第一凹部310具有倒锥形状。由于第一凹部310具有这样倾斜的第一侧面312，光束控制部件300相对于下模具有咬边部。其结果为，在将上模与下模分离时，成型件(光束控制部件300)可靠地粘着于下模，能够抑制成型件粘着于上模的情况。下面参照图4，对成型件与上模的粘着得到抑制的情况进行说明。

图4示出在上模410与下模420之间的型腔内所成型的光束控制部件300。该图中示出了上模410与下模420之间的分模线PL，而省略了上模410及下模420的剖面线。在该状态下，若为了取出已成型的光束控制部件300而使下模420以远离上模410的方式移动，则下模420的对第一凹部310进行成型的部分会卡在光束控制部件300的第一侧面312。由此，光束控制部件300可靠地粘着于下模420，抑制发生与上模的粘着。

之后，通过将多个顶出销350从下模420推出，从而使光束控制部件300的第一侧面312附近的咬边部变形，并使光束控制部件300从下模420分离。从这样进行强行脱模的观点来看，优选地，光束控制部件300的材料具有挠性。

在本实施方式中，形成咬边部的第一侧面312遍及第一凹部310的外周的整周而存在，但第一侧面312的形态不限于此。例如，也可以是，形成咬边部的第一侧面312仅存在于第一凹部310的外周的一部分。在该情况下，未形成咬边部的第一侧面312(例如，与中心轴CA平行的面)存在于第一凹部310的外周的剩余部分。

关于第一侧面312的倾斜角度，角度越大则越能够抑制与上模的粘着，但角度越大越难以脱模(参照图4)。从该观点来看，第一侧面312相对于中心轴CA的角度优选为5～15°左右。应予说明，在本实施方式中，第一侧面312相对于中心轴CA的角度为10°。

对于第一底面311的形状，不特别地进行限定。在本实施方式中，第一底面311是与光束控制部件300的中心轴CA垂直的平面。优选地，将第一底面311的位置(第一凹部310的深度)设定为，来自发光元件220的光不受第一凹部310的影响。即，如图1B所示，优选地，从基板210至第一底面311为止的高度为从基板210至发光元件220的发光面为止的高度以下。通过这样设定第一底面311的高度，能够抑制来自发光元件220的光受到第一凹部310的影响而成为杂散光。

如图2B～图2D所示，第二凹部320是在第一凹部310开口，且以与中心轴CA相交的方式配置的凹部。第二凹部320的内表面作为使从发光元件220射出的光入射的入射面321而发挥功能。

入射面321形成于与发光元件220相对的位置。入射面321控制从发光元件220射出的光的大部分的行进方向，并且使其入射至光束控制部件300的内部。入射面321与光束控制部件300的中心轴CA相交，且关于中心轴CA旋转对称(圆对称)。对于入射面321的形状，不特别地进行限定，以能够与出射面330协作来实现所期望的配光的方式进行设定。在本实施方式中，入射面321具有随着远离中心轴CA而靠近背面侧的形状。

出射面330控制由入射面321入射的光的行进方向，并且使其射出到光束控制部件300的外部。出射面330以与光束控制部件300的中心轴CA相交的方式，配置于光束控制部件300的正面侧。在本实施方式中，出射面330关于中心轴CA旋转对称(圆对称)。对于出射面330的形状，不特别地进行限定，以能够与入射面321协作来实现所期望的配光的方式进行设定。另外，在本实施方式中，出射面330是平滑面。

参照图5，对本实施方式中的出射面330的外周部331的结构进行说明。应予说明，图5中为了表示光线而省略了剖面线。

如图5所示，在本实施方式中，对于出射面330的外周部331，在将如下的法线10与光线20进行比较时，法线10在光束控制部件300内位于比光线20更靠正面侧的位置，该法线10是任意点P处的相对于出射面330的法线，该光线20是从发光元件220的发光中心射出后由入射面321入射并由任意点P向外部射出的光线。通过这样设定出射面330的外周部331的形状，能够使从发光元件220射出的光以相对于光轴LA呈较大的角度的方式向上折射，从而减少光的漫射。在这样设定出射面330的外周部331的形状的情况下，外周部331相对于背面301(基板210)呈接近垂直的角度。具体而言，外周部331的相对于背面301的角度约为80°～90°。在这种情况下，存在出射面330容易粘着于上模的倾向，但在本实施方式中，由于光束控制部件300具有上述的第一侧面312，能够抑制与上模的粘着。

另外，如图3所示，光束控制部件300也可以在出射面330的外周部与背面301的外周部之间具有向侧方突出的凸缘部370。在本实施方式中，凸缘部370具有第二侧面371，该第二侧面371以随着靠近正面侧而接近中心轴CA的方式倾斜。如图4所示，该第二侧面371也与第一侧面312同样地，形成相对于下模的咬边部，抑制发生与上模的粘着。

如图4所示，在第二侧面371与分模线PL接近的情况下，第二侧面371优选是平滑面而不是粗糙面。即，下模420中的对第二侧面371进行成型的区域优选是平滑面。若该区域是粗糙面，则材料易于经由该粗糙面的凹凸而流入至上模410与下模420之间的间隙，从而产生沿着分模线PL的毛刺，但通过将该区域设为平滑面，能够抑制沿着分模线PL而产生毛刺的情况。例如，在作为光束控制部件300的材料使用热固化性的有机硅的情况下，由于固化前的材料的粘度较低，容易产生沿着分模线PL的毛刺，但通过将该区域设为平滑面，能够抑制产生沿着分模线PL的毛刺。

另一方面，凸缘部370的背面及光束控制部件300的背面优选是粗糙面(例如，经压花加工的面)。通过将这些面设为粗糙面，能够抑制杂散光的产生，并且，在使用粘接剂来安装光束控制部件300时能够增大表面积。

如图2B、图4所示，光束控制部件300在其背面301上具有作为由顶出销350按压的部分的被按压部340。另外，也可以是，在光束控制部件300具有支脚部360的情况下，支脚部360被顶出销350从下按压。应予说明，在本实施方式中，如图2B所示，被按压部340是6个，支脚部360是3个，即由顶出销350按压的部分是9个。

根据图4可知，顶出销350在设置于下模420的通孔内滑动。因此，在顶出销350与下模420之间存在些许间隙。在此，若光束控制部件300的材料进入上模410与下模420之间的型腔，则材料还有可能进入上述间隙中而产生毛刺。例如，在作为光束控制部件300的材料使用热固化性的有机硅的情况下，由于固化前的材料的粘度较低，容易产生沿着上述间隙的毛刺。若毛刺从光束控制部件300的背面301或支脚部360的背面突出，则有可能在安装光束控制部件300时成为障碍。

为了解决上述的问题，本实施方式的光束控制部件300具有防止毛刺341从背面301(或支脚部360的底面363)突出的结构。参照图6A对该结构进行说明。图6A是配置于背面301的被按压部340的剖面图。如图6A所示，在本实施方式中，光束控制部件300的被按压部340配置于比背面301更靠光束控制部件300的正面侧的位置。具体而言，在背面301形成有第三凹部342，该第三凹部342的底面的一部分成为被按压部340。通过这样构成，即使因进入到顶出销350与下模420之间的间隙的材料产生了毛刺341，毛刺341也不会突出到比背面301更远离正面侧的位置。

另外，在光束控制部件300具有支脚部360，由顶出销350按压支脚部360的背面(支脚部的底面363)的情况下，优选地，支脚部360具有防止毛刺341从支脚部360的底面363突出的结构。参照图6B对该结构进行说明。图6B是支脚部360的剖面图。如图6B所示，在本实施方式中，支脚部360在支脚部360的底面363的周围具有倾斜面361以及包围倾斜面361的平面362。即，在支脚部360的底面363的外周部形成有凹部。顶出销350与下模420的边界位于该凹部的底面即平面362上。由此，毛刺341以从平面362突出的方式形成，但毛刺341不会突出到比支脚部360的底面363更远离正面侧的位置。应予说明，在该情况下，由顶出销的前端的面，对支脚部360的背面(支脚部的底面363)、倾斜面361以及平面362进行成型。由于不仅设置倾斜面361还设置平面362，无需使顶出销350的前端的外周部尖锐，从而能够抑制在将顶出销350推出时光束控制部件300受到损伤。

(效果)

根据本实施方式的光束控制部件300，在通过注塑成型来对光束控制部件进行成型的情况下，能够抑制产生与上模的粘着。

(注塑成型模具的结构)

图7是表示能够在制造光束控制部件300时使用的注塑成型模具400的一例的结构的示意图。如图7所示，注塑成型模具400具有：喷嘴380、型腔390、固定侧安装板430、固定侧模具板440、可动侧模具板450、支承板460、顶出销托板470、顶出销350以及可动侧安装板480。

在注塑成型模具400中，从喷嘴380供给的树脂在型腔390内成为成型件(光束控制部件)。接着，可动侧模具板450、支承板460、顶出销托板470以及可动侧安装板480作为一体，以远离固定侧模具板440的方式移动，使得模具打开。此时，成型件粘着于可动侧模具板450的型腔390。接着，保持着顶出销350的顶出销托板470向固定侧模具板440的方向移动，由此成型件被顶出销350从可动侧模具板450推出，从而被取出。

在此，在注塑成型模具400中使用的树脂是热固化性树脂的情况下，为了使型腔390内的树脂固化而需要加热。从提高能源效率的观点来看，也可以在注塑成型模具400中配置隔热材料(隔热板)。

对于隔热材料(隔热板)的位置，不特别地进行限定。隔热材料(隔热板)例如只要配置于如下位置即可：如图7的A所示配置于可动侧模具板450与支承板460之间，或如图7的B所示配置于支承板460与顶出销托板470之间，或如图7的C所示配置于顶出销托板470与可动侧安装板480之间。

应予说明，固定侧模具板440对应于上述的上模410(参照图4)，可动侧模具板450对应于下模420(参照图4)。上模410与下模420的位置关系不限于图4所示的上与下的位置关系。对于上模410与下模420的位置关系，只要能够进行注塑成型，则不特别地进行限定，也可以是如图7所示的左与右的位置关系。

工业实用性

本实用新型例如能够应用于照射UVC的发光装置。

Claims (7)

1.一种光束控制部件，对从发光元件射出的光的配光进行控制，所述光束控制部件的特征在于，具有：

背面，配置于所述光束控制部件的背面侧；

第一凹部，在所述背面开口，包括第一底面和以包围所述光束控制部件的中心轴的方式配置的第一侧面；

入射面，是第二凹部的内表面，所述第二凹部在所述第一底面开口且以与所述中心轴相交的方式配置，所述入射面用于使从所述发光元件射出的光入射；以及

出射面，以与所述中心轴相交的方式配置于所述光束控制部件的正面侧，用于使由所述入射面入射的光向外部射出，

所述第一侧面以随着靠近正面侧而远离所述中心轴的方式倾斜。

2.如权利要求1所述的光束控制部件，其特征在于，

所述出射面的外周部构成为：在将任意点处的相对于所述出射面的法线与从所述发光元件的发光中心射出后由所述入射面入射并由所述任意点向外部射出的光线进行比较时，所述法线在所述光束控制部件内位于比所述光线更靠正面侧的位置。

3.如权利要求1所述的光束控制部件，其特征在于，

所述出射面是平滑面，

所述背面的至少一部分是粗糙面。

4.如权利要求1所述的光束控制部件，其特征在于，

在所述出射面的外周部与所述背面的外周部之间还具有向侧方突出的凸缘部，

所述凸缘部具有第二侧面，所述第二侧面以随着靠近正面侧而接近所述中心轴的方式倾斜。

5.如权利要求1所述的光束控制部件，其特征在于，

所述光束控制部件包括有机硅。

6.一种发光装置，其特征在于，具有：

配置于基板上的发光元件；以及

权利要求1～5中任意一项所述的光束控制部件，所述光束控制部件配置于所述发光元件上。

7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，

从所述基板至所述第一底面为止的高度为从所述基板至所述发光元件的发光面为止的高度以下。

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