本說(shuō)明書(shū)涉及照明裝置。
一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式可以涉及采用電驅(qū)動(dòng)的光輻射源(例如,諸如LED源的固態(tài)光輻射源)的照明裝置。
背景技術(shù):
諸如室外LED模塊的照明裝置可能要滿足如下要求,例如:
-高光通量(例如,>10000lm);
-高功率效率(例如,>110lm/W),這可能意味著可以使用例如包括透鏡的高效率(>90%)光學(xué)系統(tǒng);
-防護(hù)不受外部環(huán)境的影響(防護(hù)等級(jí)例如為IP6x);
-模塊化;
-關(guān)于物料清單(BoM)和制造過(guò)程的低成本。
實(shí)現(xiàn)這樣的規(guī)格可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
在LED模塊采用透鏡的情況下,可以通過(guò)手動(dòng)或半自動(dòng)方法、在每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)與每個(gè)印刷電路板組件(PCBA)和/或散熱器之間使用膠或襯墊來(lái)提供IP防護(hù)。
然而對(duì)于制造,依靠這種解決方案可能涉及相當(dāng)長(zhǎng)的密封步驟,這增加了最終產(chǎn)品的總成本。
這種方法也可能對(duì)于安裝者/最終用戶是不利的,可能迫使安裝者/最終用戶分開(kāi)安裝每個(gè)模塊,而不能同時(shí)安裝多個(gè)模塊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的目的在于克服在前概述的缺點(diǎn)。
根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式,通過(guò)一種制備照明裝置的方法實(shí)現(xiàn)所述目的,該方法包括:
-提供具有前表面的支承結(jié)構(gòu),所述前表面具有電驅(qū)動(dòng)的光輻射源的陣列,
-提供光學(xué)部件,所述光學(xué)部件具有能夠耦接至所述支承結(jié)構(gòu)的所述前表面的耦接表面并且具有與所述支承結(jié)構(gòu)的所述前表面上的所述光輻射源的陣列互補(bǔ)的透鏡的陣列;所述光學(xué)部件的所述耦接表面具有設(shè)置在其上的通道的網(wǎng)絡(luò),其中所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格包圍所述透鏡的陣列中的透鏡,
-通過(guò)將所述耦接表面布置在所述前表面上來(lái)將所述光學(xué)部件與所述支承結(jié)構(gòu)耦接,其中所述透鏡的陣列中的透鏡面向所述支承結(jié)構(gòu)的所述光輻射源,以及
-通過(guò)形成密封結(jié)構(gòu)將大量的密封材料注入進(jìn)所述通道的網(wǎng)絡(luò)中,以密封地包圍所述支承結(jié)構(gòu)的所述光輻射源以及面向所述光輻射源的所述光學(xué)部件透鏡。
一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式還可以涉及在所述方法中使用的光學(xué)部件。
該光學(xué)部件包括能夠耦接至所述支承結(jié)構(gòu)的前表面的耦接表面以及與在所述支承結(jié)構(gòu)的所述前表面上的光輻射源的陣列互補(bǔ)的透鏡的陣列;所述光學(xué)部件的所述耦接表面具有設(shè)置在其上的通道的網(wǎng)絡(luò),其中所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格包圍所述透鏡的陣列中的透鏡。
一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)適用于完全自動(dòng)化、以及關(guān)于密封材料的分配和/或保持高度模塊化的可能性的制造過(guò)程。
一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式可以用于橫向連接和豎直連接兩者。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在將僅通過(guò)非限制性示例的方式,參照附圖來(lái)描述一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式,在附圖中:
圖1示出了用于在根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的方法中使用的部件;
圖2示出了圖1中的部件與根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)部件的的可能耦接;
圖3和圖4更詳細(xì)地示出了圖1和圖2的部件的特征;
圖5包括分別被表示為a)至g)的七個(gè)部件,以示出根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的方法的后續(xù)步驟;
圖6更詳細(xì)示出了采用圖5中示例出的操作可以獲得的結(jié)果;
圖7示出了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的方法的可能的進(jìn)一步步驟;
圖8示出了可以根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的照明裝置;
圖9舉例說(shuō)明了實(shí)施方式的可能修改;以及
圖10至圖12示出了可以根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的使用照明裝置的各種方式。
將領(lǐng)會(huì)的是,為了容易理解,各個(gè)附圖中的視圖可以不按相同的比例繪制。
具體實(shí)施方式
在下面的描述中,給出多個(gè)具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施方式的全面理解。可以在沒(méi)有一個(gè)或多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下或者采用其他方法、部件、材料等來(lái)實(shí)踐一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式。在其他情況下,未詳細(xì)示出或描述已知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以避免對(duì)本實(shí)施方式的各個(gè)方面造成模糊。
貫穿本說(shuō)明書(shū)的參考“一個(gè)實(shí)施方式”或“實(shí)施方式”意味著結(jié)合實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施方式中。因此,貫穿本說(shuō)明書(shū)在各個(gè)地方可能出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方式中”或“在實(shí)施方式中”不必均參考同一實(shí)施方式。此外,可以在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中以任何合適的方式組合特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。
本文中提供的標(biāo)題(headings)僅為了方便,并且因此不解釋所保護(hù)的范圍或?qū)嵤┓绞降姆秶?/p>
在圖1中,附圖標(biāo)記10表示用于包括具有大體上平坦配置(或在任何情況下大體上平坦前表面(附圖中面向上方))的基板(其可以由印刷電路板(PCB)組成)的照明裝置的支承結(jié)構(gòu),在基板上布置了電驅(qū)動(dòng)的光輻射源L的陣列。這些源可以例如包括固態(tài)光輻射源(例如,LED源)。
在圖1中所示的實(shí)施方式中,這樣的陣列包括兩個(gè)平行的行,每個(gè)行包括例如十個(gè)LED,可以認(rèn)為每個(gè)源L可能被支承結(jié)構(gòu)10的基板的平坦前表面的稍微升起的部分包圍。
在任何情況下,這些選擇不是嚴(yán)格強(qiáng)制的。
例如,如在圖9中可以看出的(將在下面看出,其涉及可能存在四個(gè)行的源L),源L的數(shù)目以及空間布置可以與本文中所舉例說(shuō)明的不同。
例如,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,源L的陣列可以是“非矩陣”陣列,即,多邊形陣列或圓形陣列等,并且包圍源L的升起部分(然而,其設(shè)置是可選的)的形狀被相應(yīng)修改。
圖2中的視圖另外舉例說(shuō)明了在結(jié)構(gòu)10的周邊上可以存在連接至導(dǎo)電線的(例如,陰)連接件12,導(dǎo)電線在附圖中看不到,導(dǎo)電線可以用于向源L提供功率。在這方面,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,將觀察到光輻射源L可以與可連接至例如連接件12的電驅(qū)動(dòng)電路相關(guān)聯(lián)。
在先概述類型的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn),這使得不必在本文中提供更詳細(xì)的描述。
此外,圖1示出了結(jié)構(gòu)10中可以存在的適用于用作定心構(gòu)造(centering formation)的構(gòu)造,例如孔14。
然而,設(shè)置這種構(gòu)造不是強(qiáng)制的,如圖10中所示出的,當(dāng)圖1中的結(jié)構(gòu)10耦接至具有下面描述的特征的光學(xué)部件16時(shí),這種結(jié)構(gòu)可能是有用的。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,可以例如通過(guò)對(duì)透明塑料材料進(jìn)行模制來(lái)獲得的部件16可以包括板或在任何情況下具有平坦前表面的本體,可以應(yīng)用所述板或本體來(lái)抵靠圖1的結(jié)構(gòu)的平坦前表面。
部件16設(shè)置有透鏡18的陣列,所述陣列具有與設(shè)置在支承結(jié)構(gòu)10的前表面上的光輻射源L的陣列對(duì)應(yīng)的布置。
因此,當(dāng)光學(xué)部件16耦接至支承結(jié)構(gòu)10時(shí),使得部件16的耦接表面面向結(jié)構(gòu)10的前表面,兩個(gè)陣列(一個(gè)是光輻射源L的陣列,另一個(gè)是透鏡18的陣列)的互補(bǔ)性導(dǎo)致每個(gè)透鏡18面向一個(gè)光輻射源L。
圖3更詳細(xì)地示出了部件16的耦接表面,將應(yīng)用所述耦接表面抵靠結(jié)構(gòu)10的前表面。可以看到,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)部件16的所述耦接表面可以被基本上類似于存在于部件16的耦接面上的凹槽的通道(凹槽)20的網(wǎng)絡(luò)所覆蓋。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,通道20的網(wǎng)絡(luò)包括沿包圍設(shè)置在光學(xué)部件16上的陣列中的透鏡18的路徑延伸的通道。
例如,通道20可以以每個(gè)透鏡18被所述通道的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格包圍的方式形成網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)(例如,正方形單元的矩形網(wǎng)絡(luò)),使得每個(gè)透鏡18被所述網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)的(封閉的)網(wǎng)格完全包圍。
圖4是從將被翻轉(zhuǎn)朝向照明裝置的外部的面看到的光學(xué)部件16的平面圖,所述照明裝置是通過(guò)使用部件16獲得的。圖4強(qiáng)調(diào)顯示了在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中通過(guò)使其穿通來(lái)將至少一個(gè)孔22與通道20的網(wǎng)絡(luò)連通的可能設(shè)置。
雖然在如圖4中舉例說(shuō)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,可以設(shè)置一個(gè)單孔22,但是一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式可以包括分布在部件16上的多個(gè)孔22的存在:在這方面,參見(jiàn)例如圖9,其中設(shè)置了兩個(gè)這樣的孔。
圖3中的視圖另外舉例說(shuō)明了,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,通道20的存在可以沿部件16的周邊形成設(shè)置有中空部或凹口24的框,所述中空部或凹口24可以被連接件12穿過(guò),連接件12適用于容納插入式元件C(參見(jiàn)圖8)。
此外,圖3示出了在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中在部件16上的諸如銷26的結(jié)構(gòu)的可能設(shè)置,當(dāng)部件16與結(jié)構(gòu)10耦接時(shí),銷26適用于作為定心結(jié)構(gòu)與布置在支承結(jié)構(gòu)10上的互補(bǔ)位置處的孔14協(xié)作。
此外,在圖3中,示出了在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中在部件16中可能設(shè)置管狀銷(襯片)30,管狀銷(襯片)30布置在例如相對(duì)于通道20的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格的拐角位置處(例如,在相對(duì)的拐角處)。
如圖5的部分a)中所舉例說(shuō)明的,一旦實(shí)現(xiàn)在支承結(jié)構(gòu)10與光學(xué)部件16之間的耦接位置,部件16的耦接表面擱置在結(jié)構(gòu)10的前表面上,可以通過(guò)孔22將密封材料(例如粘合劑)注入進(jìn)通道20的網(wǎng)絡(luò)中(例如,經(jīng)由為清楚起見(jiàn)僅在圖5的部分b)中示出的噴嘴N)。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,粘合劑可以包括硅樹(shù)脂基膠、聚合物基塑料材料(例如,聚氨酯或乙烯類(vynilic)膠)或者雙組份粘合材料(底膠和活化劑)。
通過(guò)依次觀察圖5中的部分b)至部分g)可以看到,可以繼續(xù)進(jìn)行這樣的密封材料的注入直到所有的通道20被充滿。以這種方式,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,可以實(shí)現(xiàn)密封材料32的網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò),其包括(在當(dāng)前示出的實(shí)施方式中為正方形的)多個(gè)網(wǎng)格,每個(gè)網(wǎng)格密封地包圍安裝在結(jié)構(gòu)10上的光輻射源L中之一以及設(shè)置在光學(xué)部件16中的相應(yīng)透鏡18。密封物質(zhì)32還可以填充設(shè)置在升起部分之間的凹槽,所述升起部分可以存在于結(jié)構(gòu)10中源L的周圍。
在圖6的視圖中可以更好地理解這樣的結(jié)果,圖6還強(qiáng)調(diào)顯示了通過(guò)定心結(jié)構(gòu)14和26執(zhí)行的可能的功能。
圖6的視圖還強(qiáng)調(diào)顯示了連接件12,其面向中空部或凹口24(參見(jiàn)例如圖2和圖3),穿過(guò)密封材料32延伸并且朝向外部突出。
此外,圖6示出了在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,光輻射源L可以包括多個(gè)單獨(dú)LED的陣列,并且此外可選地,通道20可以被實(shí)現(xiàn)成使得密封材料32的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)格不僅包圍一個(gè)源L和面向該源L的透鏡18(如圖6中所舉例說(shuō)明的),而且包圍多個(gè)光輻射源L以及與此相關(guān)聯(lián)的透鏡18。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,可以選擇銷或襯片30的長(zhǎng)度,使得在光學(xué)部件16與支承結(jié)構(gòu)10耦接的情況下,銷30的“遠(yuǎn)”端抵接結(jié)構(gòu)10的前表面。
因此,例如為了允許插入固定螺絲釘(例如參見(jiàn)圖10至圖12中的附圖標(biāo)記36),設(shè)置在這種銷30中的軸向孔和設(shè)置在支承結(jié)構(gòu)10中的相應(yīng)部分處的可選孔與通道20分隔開(kāi),并且未被密封材料填注。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,密封材料32可以包括可固化材料。在這樣的情況下,在完成通道20(如圖5的部分g)和圖6所舉例說(shuō)明的)之后,如此獲得的組件可以經(jīng)受固化處理(例如,熱固化)。
無(wú)論是否需要固化被注入進(jìn)通道20的密封材料,如圖7中所舉例說(shuō)明的,可以例如通過(guò)激光束沿著由材料32形成的至少一些密封線(參見(jiàn)例如圖7中由“T”所示的線),即沿著通道20的至少之一進(jìn)行切割操作,使得將在先獲得的組件劃分成如圖8所舉例說(shuō)明的獨(dú)立的照明裝置。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,照明裝置34可以包括:
-安裝至少一個(gè)光輻射源L的支承結(jié)構(gòu)10的部分,
-與支承結(jié)構(gòu)10的所述部分耦接的光學(xué)部件16的部分,并且光學(xué)部件16的所述部分包括面向所述光輻射源L的至少一個(gè)透鏡18。
通過(guò)密封材料32的“路緣(kerb)”從外部密封這樣的組件,從而密封包圍如此獲得的照明裝置34。
所述路緣被各自的連接器12(密封地)穿過(guò),所述連接器12穿透光學(xué)部件16的中空部24以便與插入式連接器C(其形狀如圖8中所示)耦接。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,密封作用可以通過(guò)在其中插入式連接器C被耦接至連接器12的區(qū)域周圍布置進(jìn)一步量的密封材料來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)。
然而,如圖7中所舉例說(shuō)明的劃分操作(虛線T)不是強(qiáng)制的:事實(shí)上,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,可以保持多個(gè)照明裝置34(例如,2×N光輻射源L的陣列)耦接在一起,以便建立包括多個(gè)光輻射源L的照明裝置,其數(shù)目可以等于或不同于安裝在結(jié)構(gòu)10上的源L的數(shù)目以執(zhí)行在先所述的操作。
圖9舉例說(shuō)明了將在先舉例說(shuō)明的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到光學(xué)部件16的可能性,光學(xué)部件16與圖2至圖7中所示的相比包括不同數(shù)目的透鏡18(四個(gè)10透鏡的陣列而不是兩個(gè)10透鏡的陣列)。
此外,圖10至圖12舉例說(shuō)明了使用例如關(guān)于可以安裝在散熱器S(可選地為翅狀散熱器)上的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的靈活性。
具體地,圖10舉例說(shuō)明了基本上類似于圖8中所示的裝置的“單個(gè)”照明裝置34安裝在散熱器S上。
圖11涉及包括彼此連接的兩個(gè)裝置34的“串聯(lián)”照明裝置可以安裝在散熱器S上。例如,在圖11中可見(jiàn)的所述兩個(gè)裝置34可以從如圖7中舉例說(shuō)明的結(jié)構(gòu)獲得,通過(guò)使這種結(jié)構(gòu)經(jīng)受切割操作T,以便引起這種結(jié)構(gòu)的矩陣陣列的“列”(即圖7中的最右列)與這樣的結(jié)構(gòu)分離。
圖12涉及四個(gè)照明裝置34安裝在散熱器S上的示例性可能性,每個(gè)照明裝置對(duì)應(yīng)于圖8中示出的解決方案。
如在圖11的“串聯(lián)”裝置的情況下那樣,圖12中的所述四個(gè)裝置34還共享結(jié)構(gòu)10的公共部分,其耦接至光學(xué)部件16的公共部分。
在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中,裝置34可以例如通過(guò)經(jīng)由螺絲釘36的螺絲連接來(lái)安裝在諸如散熱器S的支承件上,螺絲釘36適用于例如在銷30的軸向孔中前進(jìn),在圖3和圖4中,銷30的軸向孔在結(jié)構(gòu)10的板中可見(jiàn)。
當(dāng)然,在不影響基本原則的情況下,關(guān)于通過(guò)以僅非限制性示例的方式在本文中所描述的內(nèi)容,可以在不脫離保護(hù)范圍的情況下改變(即使是可觀的)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和實(shí)施方式。
保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。