基于led的模塊組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括：承載LED的LED板；以及在LED板上的光學(xué)板；其中光學(xué)板由根據(jù)從一個(gè)到另一個(gè)的預(yù)定定向而并排定位的光學(xué)模塊制成，每個(gè)光學(xué)模塊包括適于面向所述LED中的至少一個(gè)LED并且修改這一至少一個(gè)LED發(fā)射的光的特征的至少一個(gè)光學(xué)元件，其中照明系統(tǒng)具有機(jī)械防錯(cuò)元件，機(jī)械防錯(cuò)元件適于防止根據(jù)不同于所述預(yù)定定向的從一個(gè)到另一個(gè)的定向而對(duì)光學(xué)模塊進(jìn)行定位。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于LED的模塊組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及包括基于LED的照明系統(tǒng)(例如發(fā)光體或者其部分)，這些照明系統(tǒng)包括承載LED的LED板(例如印刷電路板)和在LED板上的光學(xué)板。光學(xué)板由并排定位的光學(xué)模塊制成，每個(gè)光學(xué)模塊包括適于面向所述LED中的至少一個(gè)LED并且修改這一至少一個(gè)LED發(fā)射的光的特征的至少一個(gè)光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]這些光學(xué)元件中的一些光學(xué)元件可以被布置為修改發(fā)射的光的波長(zhǎng)(例如在透明光學(xué)膜或者板中嵌入的磷光體材料)和/或一些其它光學(xué)兀件(例如透鏡、棱鏡等)可以被設(shè)計(jì)為修改發(fā)射的光線的方向和/或形狀——例如輸出具體不對(duì)稱(chēng)光分布——和/或一些其它光學(xué)元件(例如透鏡、棱鏡等)可以被設(shè)計(jì)為混合不同LED發(fā)射的光——尤其如果光學(xué)元件面向不同顏色的若干LED。
[0003]如今，這樣的LED驅(qū)動(dòng)的光系統(tǒng)中的許多光系統(tǒng)在市面上可獲得從而為設(shè)計(jì)者給予用于達(dá)到所需多個(gè)光效果的多個(gè)可能性。
[0004]由于這些大量可能配置，使用前述光學(xué)模塊(具有每個(gè)具體光學(xué)性質(zhì)以用于有限數(shù)目的LED)的模塊方式允許通過(guò)并排一起組裝這些光學(xué)模塊來(lái)構(gòu)建各種照明系統(tǒng)從而在設(shè)計(jì)概念中給予比先前方式(由單個(gè)集成光學(xué)板制成)更多的靈活性。這一模塊架構(gòu)對(duì)于具有大量LED和/或不同種類(lèi)的輸出光圖案的照明系統(tǒng)尤其有用。
[0005]另外，如果在單個(gè)照明系統(tǒng)中使用簡(jiǎn)單光學(xué)模塊，則可以從有限數(shù)目的模塊類(lèi)型實(shí)現(xiàn)這一模塊架構(gòu)。因此可以想象從具有相似配置和/或尺寸的光學(xué)板設(shè)計(jì)不同照明系統(tǒng)。具體而言，標(biāo)準(zhǔn)化將在照明系統(tǒng)中使用的這些類(lèi)型的光學(xué)板以便進(jìn)一步減少光學(xué)板類(lèi)型數(shù)目將是有利的。因此可以在工業(yè)上用大規(guī)模制造這些光學(xué)板從而減少每件價(jià)格。另外，庫(kù)存的管理將更容易，因?yàn)閷H需存儲(chǔ)更少參照物。
[0006]然而，必須并排組裝這些光學(xué)模塊，并且這一組件必須充分可靠以在工業(yè)上可實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種包括模塊光學(xué)組件的基于LED的照明系統(tǒng)從而旨在于解決前述缺點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明更具體地旨在于解決工業(yè)過(guò)程中的在并排組裝光學(xué)模塊時(shí)光學(xué)模塊的未對(duì)準(zhǔn)和/或定向誤差的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的因此是減少工業(yè)環(huán)境中的系統(tǒng)的錯(cuò)誤組裝風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種可以減少照明系統(tǒng)的制造成本而又維持它的能量和光性能的光架構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的另一目的是制作一種更廉價(jià)和更容易的發(fā)光體組件。
[0012]本發(fā)明的另一目的是有助于回收照明系統(tǒng)或者其部分。[0013]為了解決所述問(wèn)題并且滿足所述目的，本發(fā)明提出根據(jù)權(quán)利要求1的一種照明系統(tǒng)作為第一實(shí)施例。
[0014]通過(guò)防止光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定位，這些機(jī)械防錯(cuò)元件避免在組裝光學(xué)模塊期間的前述問(wèn)題:根據(jù)光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定向的未對(duì)準(zhǔn)和/或組裝。
[0015]光學(xué)模塊的“真實(shí)”定向?qū)?yīng)于如在權(quán)利要求1中記載的所述“預(yù)定定向”并且被確定為達(dá)到預(yù)定照明效果。
[0016]第一光學(xué)配置類(lèi)型(對(duì)于其而言，這些預(yù)定定向可以具有某種重要性)是具有互不相同的光學(xué)模塊或者光學(xué)元件的配置。
[0017]作為第一示例，光學(xué)元件可以在照明系統(tǒng)的第一區(qū)段中具有具體光學(xué)特征，并且其它光學(xué)元件可以在照明系統(tǒng)的另一區(qū)段中具有其它具體光學(xué)特征，從而照明系統(tǒng)在它的光學(xué)板之上表現(xiàn)不同光學(xué)特征。例如在照明系統(tǒng)是室外道路發(fā)光體的情況下，設(shè)計(jì)在桿前面或者附近表現(xiàn)光學(xué)部分的專(zhuān)用透鏡和遠(yuǎn)離桿表現(xiàn)另一光學(xué)分布的其它透鏡的“混合”可能令人感興趣。防錯(cuò)元件引起的規(guī)律性負(fù)責(zé)在光學(xué)板中正確定位的這樣的系統(tǒng)的總體光分布。
[0018]作為第二示例，混色在光學(xué)元件面向不同顏色的情況下也可以是令人感興趣的可能性，并且從不同光學(xué)元件輸出的顏色然后在待照射的表面在光學(xué)板下游被混合并且上游:因此應(yīng)當(dāng)指引從光學(xué)元件輸出的光線以便執(zhí)行這一混合，并且因此光學(xué)元件的光分布必須被設(shè)計(jì)為滿足這一色混合，而且光學(xué)元件必須被正確定向——尤其在不對(duì)稱(chēng)分布的情況下。本發(fā)明的防錯(cuò)概念清楚地避免在組裝過(guò)程期間這些定向的一些錯(cuò)誤。將注意通過(guò)接通和關(guān)斷或者調(diào)亮或者調(diào)暗某些LED可以改變顏色。
[0019]第二光學(xué)配置類(lèi)型(對(duì)于其而言，這些預(yù)定定向可以具有某種重要性)是其中光學(xué)元件具有不對(duì)稱(chēng)光學(xué)特征的配置。
[0020]作為第一示例，光學(xué)元件可以是表現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)光學(xué)分布的透鏡或者棱鏡。因而，照明系統(tǒng)的照射可以根據(jù)光學(xué)模塊的定向而顯著改變。這些模塊的真實(shí)定向因此很重要，并且防錯(cuò)元件減少在工業(yè)組裝期間的錯(cuò)誤定向風(fēng)險(xiǎn)。
[0021]作為第二示例，光學(xué)元件可以具有不對(duì)稱(chēng)形式(例如標(biāo)志或者不對(duì)稱(chēng)磷光體圖案)，這些形式在待照射的表面上的定向可以具有關(guān)于所需光效果的某種重要性。并且防錯(cuò)元件再次減少在工業(yè)組裝期間的錯(cuò)誤定向風(fēng)險(xiǎn)。
[0022]第三光學(xué)配置類(lèi)型(對(duì)于其而言，這些預(yù)定定向可以具有某種重要性)是其中光學(xué)設(shè)計(jì)由遍布于不同光學(xué)模塊的若干類(lèi)型光學(xué)元件制成的配置(例如照明系統(tǒng)可以具有光學(xué)元件，該光學(xué)元件具有磷光體材料，其它被設(shè)計(jì)為混色，其它被設(shè)計(jì)為使發(fā)射的光線偏向具體方向等或者其某一組合):也在這一情況下，重要的是防止光學(xué)模塊的任何錯(cuò)誤定位和錯(cuò)誤定向。
[0023]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解在其它類(lèi)型的光學(xué)配置中使用本發(fā)明的防錯(cuò)元件的優(yōu)點(diǎn)，只要光學(xué)模塊在這些光學(xué)配置中的定向?qū)φ彰飨到y(tǒng)的輸出光特征具有影響。
[0024]可選地，所述照明系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求2。
[0025]通過(guò)將防錯(cuò)元件定位于光學(xué)模塊，防錯(cuò)(poka-yoke)獨(dú)立于隨之使用的LED板僅涉及光學(xué)組件。因此，假如光學(xué)元件的位置對(duì)應(yīng)于LED位置，光學(xué)定位無(wú)論隨之使用的LED板如何都完全自由和靈活。另外，可以容易更換每個(gè)光學(xué)模塊而未修改照明系統(tǒng)的下層配置。
[0026]可選地，所述照明系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求3。
[0027]如前文提到的那樣，本發(fā)明的防錯(cuò)元件可以尤其在工業(yè)組裝期間、尤其在其中所有或者若干光學(xué)模塊必須表現(xiàn)相同不對(duì)稱(chēng)光學(xué)分布的照明系統(tǒng)中對(duì)避免錯(cuò)誤定向并且因此避免錯(cuò)誤照射有用:一旦為第一光學(xué)模塊選擇固定位置，由于光學(xué)模塊的防錯(cuò)(或者Poka-Yoke)設(shè)計(jì)而確定后繼光學(xué)模塊的定位；然后光學(xué)模塊的所有個(gè)別光分布定向于相同方向上。
[0028]可選地，所述照明系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求4。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的這一選項(xiàng)，一個(gè)LED模塊與每個(gè)光學(xué)模塊固定。LED模塊可以在LED模塊被并排定位之前固定到光學(xué)模塊:這一組裝過(guò)程允許在單個(gè)制造步驟中組裝光學(xué)板和LED板二者。備選地，LED模塊可以在LED模塊被一起組裝之后固定到光學(xué)模塊。
[0030]這一選項(xiàng)允許也按模塊制造LED板，這可以對(duì)制造(具體而言，LED板的存儲(chǔ)和運(yùn)輸更少繁瑣，并且可以使用更小制造廠)和對(duì)更換LED (可以僅更換一個(gè)LED模塊而不是整個(gè)LED板)有用和有利。
[0031]可選地，所述照明系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求5。
[0032]在這一情況下，防錯(cuò)元件均比看來(lái)相同的光學(xué)模塊(錯(cuò)誤定位或者錯(cuò)誤定向問(wèn)題因此更有可能)更有用。
[0033]另外:通過(guò)向光學(xué)板提供相似光學(xué)模塊，顯著減少光學(xué)板中的光學(xué)模塊類(lèi)型數(shù)目，并且因此在工業(yè)上更大數(shù)量地制造這些光學(xué)板從而減少每件價(jià)格。另外，庫(kù)存的管理將更容易，因?yàn)楦賲⒄瘴锉仨氁鎯?chǔ)。可以想象標(biāo)準(zhǔn)化這些光學(xué)模塊使得再次減少光學(xué)模塊類(lèi)型數(shù)目從而造成光學(xué)模塊成本的進(jìn)一步減少。
[0034]可選地，所述照明系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求6。
[0035]底盤(pán)允許加固整個(gè)系統(tǒng)?？蛇x地，這一底盤(pán)具有集成的熱管理設(shè)備或者系統(tǒng)(例如被動(dòng)和/或主動(dòng)冷卻系統(tǒng))。
[0036]根據(jù)第二實(shí)施例，本發(fā)明提出根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種照明模塊。
[0037]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求8。
[0038]機(jī)械防錯(cuò)元件通過(guò)在未根據(jù)所需配置的定位的情況下防止并排定位來(lái)相應(yīng)地直接參與光學(xué)模塊的并排組裝。因此不允許光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定位。
[0039]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求9。
[0040]在光學(xué)模塊必須與具有相同防錯(cuò)元件的另一光學(xué)模塊并排定位的情況下，光學(xué)模塊的具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位；并且光學(xué)模塊的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位。
[0041]作為示例，這一選項(xiàng)可以對(duì)例如繞著共同頂點(diǎn)之一并排組裝具有三角形狀的光學(xué)模塊有用，這些光學(xué)模塊在它們的兩邊上具有相同防錯(cuò)元件。用于三角形狀光學(xué)模塊的這些防錯(cuò)元件可以尤其對(duì)等腰三角形(兩個(gè)相等邊是具有防錯(cuò)元件的邊)或者對(duì)等邊三角形有用。備選地，這一選項(xiàng)可以對(duì)具有光學(xué)板的照明系統(tǒng)有用，該光學(xué)板由例如矩形形狀的一行光學(xué)模塊制成，這些光學(xué)模塊具有位于光學(xué)模塊的兩個(gè)相對(duì)邊的防錯(cuò)元件。這些防錯(cuò)元件可以不對(duì)稱(chēng)，這意味著這些防錯(cuò)元件的中心點(diǎn)(在防錯(cuò)元件之間的中心點(diǎn))從提供防防錯(cuò)元件的邊的中心點(diǎn)偏移。
[0042]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求10。
[0043]這一選項(xiàng)可以在具有包括三角形光學(xué)模塊的光學(xué)板的具體情況下有用。
[0044]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求11。
[0045]在光學(xué)模塊必須與具有相同防錯(cuò)元件的另一光學(xué)模塊并排定位的情況中:
[0046]-光學(xué)模塊的具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位；
[0047]-光學(xué)模塊的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位；
[0048]-光學(xué)模塊的具有第三機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第四機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位；以及
[0049]-光學(xué)模塊的具有第四機(jī)械防錯(cuò)元件的邊僅能與另一光學(xué)模塊的具有第三機(jī)械防錯(cuò)元件的邊定位；
[0050]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求12。
[0051]突出元件防止與另一光學(xué)模塊的并排組裝，除了如果該另一光學(xué)模塊包括在它的邊中能夠在其中接收突出元件的縫之外，從而操作防錯(cuò)功能。
[0052]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求13。
[0053]這一配置允許繞著光學(xué)模塊的所述中心點(diǎn)將光學(xué)模塊旋轉(zhuǎn)一個(gè)或者若干角度(例如如果光學(xué)模塊分別包括十二個(gè)、八個(gè)、四個(gè)光學(xué)元件則為30°、45°、90° )并且對(duì)于在旋轉(zhuǎn)之后的每個(gè)定位仍然讓一個(gè)光學(xué)元件面向一個(gè)LED(或者一組LED)。這一配置向設(shè)計(jì)者給予更多可能性一若干定位從相同光學(xué)模塊和相同LED是可能的。
[0054]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求14。
[0055]這一配置允許繞著光學(xué)模塊的所述中心點(diǎn)將光學(xué)模塊旋轉(zhuǎn)一個(gè)或者若干角度(例如如果光學(xué)模塊分別包括十二個(gè)、八個(gè)、四個(gè)光學(xué)元件則為30°、45°、90° )并且對(duì)于在旋轉(zhuǎn)之后的每個(gè)定位仍然讓一個(gè)光學(xué)元件面向一個(gè)LED(或者一組LED)。這一配置向設(shè)計(jì)者給予更多可能性一若干定位從相同光學(xué)模塊和相同LED是可能的。
[0056]此外，由于光學(xué)模塊的對(duì)稱(chēng)方面，所以光學(xué)板中的光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定位或者錯(cuò)誤定向更有可能，并且防錯(cuò)元件因而很有用。
[0057]可選地，照明模塊為根據(jù)權(quán)利要求15。
[0058]在光學(xué)模塊上的這些標(biāo)記清楚地有助于光學(xué)模塊的工業(yè)定位和真實(shí)定向?？梢栽诠鈱W(xué)模塊的基部上繪制、涂抹或者模制這一標(biāo)記以便對(duì)組裝照明系統(tǒng)的人員或者在制造過(guò)程中布置為檢測(cè)和標(biāo)識(shí)這些標(biāo)記的設(shè)備充分可見(jiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0059]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從通過(guò)非限制示例給出的對(duì)其實(shí)施例之一的下文具體描述中并且參照以下附圖而顯現(xiàn):
[0060]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的模塊的俯視圖。
[0061]圖2示出圖1的模塊的底視圖。
[0062]圖3示出本發(fā)明的包括若干圖1的模塊的照明系統(tǒng)的部分的俯視透視圖，其中圖示了將光學(xué)模塊組裝到LED板。
[0063]圖4示出圖3的照明系統(tǒng)的部分的底視透視圖。
[0064]圖5示出圖1的光學(xué)模塊的真實(shí)組裝的俯視圖。
[0065]圖6示出圖1的光學(xué)模塊的錯(cuò)誤組裝的俯視圖。
[0066]圖7示出照明系統(tǒng)中的若干LED板和圖1的光學(xué)模塊的LED模塊的組件的俯視圖。
[0067]圖8示出本發(fā)明的另一照明系統(tǒng)在組裝之前的俯視透視分解圖。
[0068]圖9示出圖8的照明系統(tǒng)在組裝之后的俯視透視圖。
[0069]圖10示出三角形狀光學(xué)模塊的俯視圖。
[0070]圖11示出圖10的若干三角形狀光學(xué)模塊的組裝的俯視圖。
[0071]圖12示出矩形形狀光學(xué)模塊的俯視圖。
[0072]圖13示出若干圖12的矩形形狀光學(xué)模塊的線性組件的俯視圖。
[0073]圖14是具有圖1的光學(xué)模塊的根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的透視分解底視圖。
[0074]圖15是圖14的照明系統(tǒng)的底視圖。
[0075]圖16是圖15的照明系統(tǒng)的根據(jù)XV1-XVI平面的橫截面圖。
[0076]圖17是具有圖1的光學(xué)模塊的根據(jù)本發(fā)明的另一照明系統(tǒng)的透視分解底視圖。
[0077]圖18是圖17的照明系統(tǒng)的底視圖。
[0078]圖19是圖17的照明系統(tǒng)的根據(jù)XIX-XIX平面的橫截面圖。
[0079]圖20是具有圖1的光學(xué)模塊的根據(jù)本發(fā)明的完整照明系統(tǒng)的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0080]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的示例，該照明系統(tǒng)包括:
[0081]-承載至少LED750、760、770、780 的 LED 板 700 ;以及
[0082]-在LED板700上的光學(xué)板，至少部分由并排定位的光學(xué)模塊100、100’、100”制成。
[0083]LED板700可以具有或者沒(méi)有電路，這樣的電路被布置為供給和/或驅(qū)動(dòng)LED750、760、770、780和圖6中未示出的其它LED (它們實(shí)際上被光學(xué)模塊100’、100”覆蓋)。在LED板700具有電路的情況下，可以提供至少一個(gè)電連接器799以向LED板700供應(yīng)電功率和/或與其它LED板和/或控制單元(未示出)連通。另外，LED板700可以具有用于經(jīng)由固定裝置(例如螺絲或者鉚釘900)將它固定到照明系統(tǒng)的底盤(pán)I的通孔710。
[0084]光學(xué)板至少部分由并排定位的光學(xué)模塊100、100’、100”制成。每個(gè)光學(xué)模塊100包括適于分別面向或者覆蓋所述LED750、760、770、780的四個(gè)透鏡150、160、170、180。透鏡150、160、170、180被設(shè)計(jì)為修改這些LED750、760、770、780發(fā)射的光的分布。在這一示例中，透鏡150、160、170、180被設(shè)計(jì)為輸出不對(duì)稱(chēng)光分布(見(jiàn)作為示例的圖5中的標(biāo)號(hào)1000，該標(biāo)號(hào)給出不對(duì)稱(chēng)光分布的不例)
[0085]現(xiàn)在參照如圖1和2中描繪的特定光學(xué)模塊100，光學(xué)模塊100可以由透明材料(例如PMMA、PC、硅、透明鑄造塑料、PET)制成?？梢阅Ｖ苹蛘哞T造這一光學(xué)模塊100。光學(xué)模塊100具有主要在平面內(nèi)延伸的具有頂面(圖1中所示)、底面(圖2中所示)的基部以及在頂面與底面之間延伸的邊110、120、130、140?；砍休d透鏡150、160、170、180。
[0086]底面用于與LED板700接觸。為了幫助將光學(xué)模塊100定位于LED板700上，可以在這一底面上提供一些定位元件196、197、198、199 (例如小突起或者銷(xiāo))，并且可以在LED板700的頂面上提供互補(bǔ)定位元件796、797、798、799(例如小空腔或者通孔)(見(jiàn)圖6)。
[0087]為了經(jīng)由固定裝置900將光學(xué)模塊100固定到LED板700和/或底盤(pán)I，例如在光學(xué)模塊100的中心提供通孔191。備選地，可以在光學(xué)模塊100的每邊110、120、130、140提供通孔113、123、133、143以便允許光學(xué)模塊100的邊經(jīng)由固定裝置900將光學(xué)模塊100附著到LED板700和/或底盤(pán)I。備選地，可以經(jīng)過(guò)光學(xué)模塊100提供兩個(gè)孔191和孔110、120、130、140:—個(gè)(通孔191)可以用來(lái)將光學(xué)模塊100固定到LED板700，并且其它(通孔113、123、133、143)可以作為用于固定裝置(例如螺絲或者鉚釘)將LED板700固定到底盤(pán)I上的路徑。
[0088]在這一具體示例中，光學(xué)模塊100具有方形形狀而第一邊110與第二邊130相對(duì)并且第三邊120與第四邊140相對(duì)。透鏡150、160、170、180可以位于與光學(xué)模塊100的通孔191 (即方形的中心)相距等距離處并且可以具有相同不對(duì)稱(chēng)光分布，從而輸出光線朝著圖1中的邊110定向。利用這一方形配置，光學(xué)模塊100可以自由放置于圖6的特定LED板700的任一組四個(gè)LED750、760、770、780之上。此外，可以通過(guò)繞著通孔191從初始定位將光學(xué)模塊100旋轉(zhuǎn)90°三次來(lái)將它定向到同一組LED750、760、740、760之上的四個(gè)位置。給定透鏡150、160、170、180的所述具體配置，光學(xué)模塊100的所述旋轉(zhuǎn)也造成從透鏡150、160、170、180輸出的不對(duì)稱(chēng)光分布1000旋轉(zhuǎn)90。三次。因此，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)繞著通孔191旋轉(zhuǎn)光學(xué)模塊100來(lái)改變從光學(xué)模塊100照射的表面。固定裝置900可以用來(lái)有助于對(duì)照射的這種調(diào)整。
[0089]另外，光學(xué)模塊100分別在第一、第二、第三和第四邊110、130、120、140具有防錯(cuò)元件111-112、131-132、121-122、141-142。在這一示例中，每邊的防錯(cuò)元件由從相應(yīng)邊110、120、130、140延伸的突出元件111、121、131、141和向相應(yīng)邊110、120、130、140中提供的孔或者空腔或者縫112、122、132、142制成。防錯(cuò)元件可以是任何形狀(例如矩形、圓形、三角形等)、
[0090]優(yōu)選地，防錯(cuò)元件111和112/121和122/131和132/141和142關(guān)于相應(yīng)邊110/120/130/140的中心點(diǎn)不對(duì)稱(chēng)、即如圖1中描繪的距離xl和x2互不相同并且距離x3和x4互不相同。
[0091]在第一邊110提供的第一防錯(cuò)元件111、112適于與在第二邊130提供的第二防錯(cuò)元件131、132配合(如果這兩邊110和130將面對(duì)面)，并且在第三邊120提供的第二防錯(cuò)元件121、122適于與在第四邊140提供的第四防錯(cuò)元件141、142配合(如果這兩邊120和140將面對(duì)面)。換而言之:
[0092]-分別分離防錯(cuò)元件111和132與邊110、130的中心點(diǎn)的距離x3相同；
[0093]-分別分離防錯(cuò)元件112和131與邊110、130的中心點(diǎn)的距離x4相同；
[0094]-分別分離防錯(cuò)元件121和142與邊120、140的中心點(diǎn)的距離x2相同；
[0095]-分別分離防錯(cuò)元件122和141與邊120、140的中心點(diǎn)的距離xl相同。
[0096]此外，第一和第二防錯(cuò)元件111、112、131、132分別相對(duì)于第一和第二邊110、130的位置與第三和第四防錯(cuò)元件121、122、141、142分別相對(duì)于第三和第四邊120、140的位置不同。換而言之，距離xl和x2不同于距離x3和x4。作為結(jié)果，第一和第二防錯(cuò)元件111、112、131、132不能與第三和第四防錯(cuò)元件121、122、141、142的任意之一配合(如果第一和第二邊110、130中的任一邊將與第三和第四邊120、140中的任一邊面對(duì)面)。
[0097]因而，如果光學(xué)板如圖3而且圖5和6中所示地由多個(gè)光學(xué)模塊制成，則滿足防錯(cuò)(或者poka-yoke)功能，這些光學(xué)模塊具有這些相似防錯(cuò)元件，圖5和6分別描繪光學(xué)模塊100、100’、100”和100”’的真實(shí)定向和錯(cuò)誤定向——光學(xué)模塊100’分別具有第三和第四防錯(cuò)元件121’、122’和141’、142’并且光學(xué)模塊100”具有第四防錯(cuò)元件141”和142”。
[0098]因此，在光學(xué)模塊100必須與具有相同防錯(cuò)元件的另一光學(xué)模塊100’并排定位的情況下:
[0099]-光學(xué)模塊100的具有第一機(jī)械防錯(cuò)兀件111、112的邊110僅能與其它光學(xué)模塊100’的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件131’、132’的邊130’定位；
[0100]-光學(xué)模塊100的具有第二機(jī)械防錯(cuò)元件131、132的邊130僅能與其它光學(xué)模塊100’的具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件111’、112’的邊110’定位；
[0101]-光學(xué)模塊100的具有第三機(jī)械防錯(cuò)元件121、122的邊120僅能與其它光學(xué)模塊100’的具有第四機(jī)械防錯(cuò)元件141’、142’的邊140’定位；并且
[0102]-光學(xué)模塊100的具有第四機(jī)械防錯(cuò)兀件141、142的邊140僅能與其它光學(xué)模塊100’的具有第三機(jī)械防錯(cuò)元件121’、122’的邊120’定位。
[0103]因此，光學(xué)模塊100在LED板700上的定位或者定向預(yù)先確定將在LED板700上并排定位的其它光學(xué)模塊的定位。本發(fā)明的機(jī)械防錯(cuò)元件因此適于防止根據(jù)與某些預(yù)定方向不同的從一個(gè)到另一個(gè)的定向而對(duì)光學(xué)模塊進(jìn)行定位。
[0104]在如圖1-7中描繪的示例情況下，所有光學(xué)模塊100’、100’、100”、100”等可以具有表現(xiàn)相同光學(xué)不對(duì)稱(chēng)1000的相同透鏡150、160、170、180——即光線被定向到既未垂直于光學(xué)板也未傾斜于光學(xué)板的平行方向中:這些類(lèi)型的光學(xué)設(shè)計(jì)可以例如在道路照明應(yīng)用中有用，在這些應(yīng)用中，室外發(fā)光體(嵌入本發(fā)明的照明系統(tǒng))位于道路的兩邊上，并且在這些應(yīng)用中，光需要引向道路:然后可以選擇所述具體方向以照射道路而不是側(cè)路。在該情況下，將裝配到LED板上的第一光學(xué)模塊的定向給定整個(gè)發(fā)光體的光學(xué)定向，并且防錯(cuò)元件對(duì)防止其它光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定位有用。為了也幫助這些光學(xué)模塊的組裝過(guò)程，光學(xué)模塊可以包括一些標(biāo)記、如例如箭頭190，這些標(biāo)記給定所述具體定向的方向。這些標(biāo)記可以集成于用來(lái)制作光學(xué)模塊的模具中或者以后用具體削制工具來(lái)制作或者是一些涂料或者用于制作這樣的標(biāo)記的其它種類(lèi)的方法或者工具。
[0105]圖7示出由三個(gè)照明模塊10、20、30制成的照明系統(tǒng)的示例，每個(gè)照明模塊包括LED模塊(分別為700、700’、700”)，每個(gè)LED模塊承載多個(gè)光學(xué)模塊。備選地，每個(gè)照明模塊可以包括多個(gè)LED模塊,一個(gè)LED模塊位于一個(gè)光學(xué)模塊(圖7中未不出)下面并且在LED模塊被裝配到底盤(pán)I上之前與光學(xué)模塊組裝。
[0106]圖8和9示出根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的備選配置，其中每個(gè)光學(xué)模塊僅承載一個(gè)透鏡。
[0107]圖10 和 11 示出三角形狀光學(xué)模塊 600、600 ’、600 ”、600 ”’、600 ””、600，””、600，””，、600”””’的示例，每個(gè)光學(xué)模塊600的第一邊610具有第一防錯(cuò)元件611 (突起)和612 (孔或者縫)并且每個(gè)光學(xué)模塊600的第二邊620具有第二防錯(cuò)元件621 (突起)和622 (孔或者縫)。第一防錯(cuò)元件611、612適于分別與第二防錯(cuò)元件621、622配合(如果兩邊610、620將面對(duì)面)。[0108]圖10的防錯(cuò)配置可以產(chǎn)生圖11的配置，在該配置中，所有光學(xué)模塊600、600’、600”、600”’、600””、600””’、600”””、600”””’繞著共同頂點(diǎn)并排定位而由于防錯(cuò)元件而無(wú)錯(cuò)誤定位風(fēng)險(xiǎn)。光學(xué)模塊的這一定位可以由透鏡640的光學(xué)配置定義?？蛇x地，也可以在光學(xué)模塊600的第三邊630提供防錯(cuò)元件以便從這一第三邊630無(wú)錯(cuò)組裝另一光學(xué)模塊。
[0109]圖12和13示出矩形形狀光學(xué)模塊800、800’、800”、800”’的示例，每個(gè)光學(xué)模塊800的第一邊810具有第一防錯(cuò)元件811 (突起)和812 (孔或者縫)并且每個(gè)光學(xué)模塊800的第二相對(duì)邊820具有第二防錯(cuò)元件821 (突起)和822 (孔或者縫)。第一防錯(cuò)元件811、821適于分別與第二防錯(cuò)元件821、822配合(如果兩個(gè)相對(duì)邊810和820將面對(duì)面)。
[0110]這一防錯(cuò)概念可以在光學(xué)模塊800、800’、800”、800”’線性并排定位(如圖13中描繪的那樣)于照明系統(tǒng)中的情況下對(duì)防止這些光學(xué)模塊的錯(cuò)誤定位有用。
[0111]防錯(cuò)元件811和812優(yōu)選地不對(duì)稱(chēng)，這意味著這些防錯(cuò)元件811和812的中心點(diǎn)(即在防錯(cuò)元件之間的中心點(diǎn))從邊810的中心點(diǎn)偏移。這同樣適用于關(guān)于邊820的防錯(cuò)元件821和822。
[0112]圖14-16示出包括圖1的光學(xué)模塊100的根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的第一示例。顯然和清楚的是其它類(lèi)型的光學(xué)模塊可以與這一照明系統(tǒng)組件使用。照明系統(tǒng)包括借助固定裝置(例如螺絲或者鉚釘)經(jīng)由通孔191固定到殼70中的照明模塊90(由LED板和光學(xué)板制成)。根據(jù)圖案79設(shè)計(jì)殼70的內(nèi)表面以提供長(zhǎng)到足以接收所述固定裝置900的一些孔72 (例如螺紋孔)。
[0113]圖17-19示出照明系統(tǒng)的第二示例，該照明系統(tǒng)包括殼80、桿85和在殼80的背面上提供的鰭81。在這一情況下在鰭內(nèi)經(jīng)過(guò)殼的背面提供適于接收固定裝置900的孔83(例如螺紋孔)一因此保護(hù)螺絲900免于氧化而又保持殼相對(duì)輕而不臃腫。
[0114]圖20示出根據(jù)本發(fā)明的完整照明系統(tǒng)60的示例，該照明系統(tǒng)包括桿柱61、照明模塊90和保護(hù)殼60的內(nèi)部的前玻璃61。
[0115]盡管已經(jīng)在附圖和前文描述中具體圖示和描述本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述將視為示例或者舉例而非限制；本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地使本發(fā)明的尤其涉及防錯(cuò)原理的教導(dǎo)適配任何其它光配置。具體而言，照明系統(tǒng)未必包括光學(xué)模塊的相同形狀。此外，這里描述的示例僅提到使用透鏡作為在光學(xué)模塊中提供的光學(xué)元件，但是清楚的是可以用其它類(lèi)型的光學(xué)元件(例如由磷光體材料制成的圖案、在光學(xué)模塊中嵌入的標(biāo)志、棱鏡等或者其組合)實(shí)施本發(fā)明。也清楚這些光學(xué)元件覆蓋的LED數(shù)目未必限于一個(gè)，而是若干(例如RGB色)LED可以被每個(gè)光學(xué)元件覆蓋。
[0116]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在實(shí)現(xiàn)要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)從對(duì)附圖、公開(kāi)內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研究中理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)公開(kāi)的實(shí)施例的其它變化。在權(quán)利要求中，字眼“包括”未排除其它單元或者步驟，并且不定冠詞“一個(gè)/ 一種”未排除多個(gè)/多種。
【權(quán)利要求】
1.一種照明系統(tǒng)，包括: -承載LED的LED板；以及 -在所述LED板上的光學(xué)板； 其中所述光學(xué)板由根據(jù)從一個(gè)到另一個(gè)的預(yù)定定向而并排定位的光學(xué)模塊制成，每個(gè)光學(xué)模塊包括適于面向所述LED中的至少一個(gè)LED并且修改這一至少一個(gè)LED發(fā)射的光的特征的至少一個(gè)光學(xué)元件，其中所述照明系統(tǒng)具有機(jī)械防錯(cuò)元件，所述機(jī)械防錯(cuò)元件適于防止根據(jù)不同于所述預(yù)定定向的從一個(gè)到另一個(gè)的定向而對(duì)所述光學(xué)模塊進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中至少部分地在所述光學(xué)模塊處提供所述防錯(cuò)元件，并且如果所述光學(xué)模塊未在所述預(yù)定定向中則所述防錯(cuò)元件適于防止它們的并排定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件中的至少部分被設(shè)計(jì)為表現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)光學(xué)分布，并且所述預(yù)定定向被定義為使得考慮這些不對(duì)稱(chēng)光學(xué)分布來(lái)設(shè)計(jì)預(yù)定光效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的照明系統(tǒng)，其中所述LED板由并排定位的LED模塊制成，每個(gè)LED模塊承載至少一個(gè)LED并且固定到對(duì)應(yīng)光學(xué)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)模塊的至少部分具有相同尺寸和幾何形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中 的任一權(quán)利要求所述的照明系統(tǒng)，還包括所述LED板和所述光學(xué)板被固定到的底盤(pán)。
7.一種將與其它照明模塊并排定位以形成根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)的至少一部分的照明模塊，所述照明模塊包括一個(gè)光學(xué)模塊，所述一個(gè)光學(xué)模塊包括適于面向至少一個(gè)LED并且修改這一至少一個(gè)LED發(fā)射的光的特征的至少一個(gè)光學(xué)元件，其中所述照明模塊具有適于僅允許所述光學(xué)模塊與另一(相同)光學(xué)模塊的一種并排定位的機(jī)械防錯(cuò)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明模塊，其中所述光學(xué)模塊還包括具有邊的基部，所述邊具有所述防錯(cuò)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明模塊，其中所述基部具有至少第一邊和第二邊，所述第一邊具有第一機(jī)械防錯(cuò)元件，所述第二邊具有適于與所述第一防錯(cuò)元件配合的第二機(jī)械防錯(cuò)元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明模塊，其中所述基部具有第三邊，所述第三邊具有第三機(jī)械防錯(cuò)元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明模塊，其中所述基部具有至少第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，所述第一邊、第二邊、第三邊和第四邊分別具有第一、第二、第三和第四機(jī)械防錯(cuò)元件，第一和第二機(jī)械防錯(cuò)元件適于相互配合，并且第三和第四機(jī)械防錯(cuò)元件適于相互配入口 ο
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一權(quán)利要求所述的照明模塊，其中在所述基部的一邊上提供的所述機(jī)械防錯(cuò)元件包括從所述邊突出的突出元件和向所述邊中提供的縫，并且其中所述突出元件未位于所述邊的中心點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一權(quán)利要求所述的照明模塊，其中所述光學(xué)模塊包括滿足以下條件的若干光學(xué)元件: -從所述基部的一點(diǎn)等距；以及 -相對(duì)于所述基部的一點(diǎn)在它們之間具有相同角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任一權(quán)利要求所述的照明模塊，其中所述光學(xué)模塊的所述基部具有方形形狀，并且其中所述基部的所述點(diǎn)是所述方形的中心。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14中的任一權(quán)利要求所述的照明模塊，其中所述至少一個(gè)光學(xué)元件被設(shè)計(jì)為繞著相對(duì)于所述基部?jī)A斜定向的主軸表現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)光學(xué)分布，并且所述基部包括指示這一主軸相對(duì)于所述基部`的所述定向的至少一個(gè)標(biāo)記。
【文檔編號(hào)】G09F9/00GK103443528SQ201280006399
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月25日
【發(fā)明者】W·E·J·范岡佩爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司