光學(xué)組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)組件（100），包括光學(xué)器件（1）和至少部分嵌入所述光學(xué)器件（1）中的固定件（2），所述光學(xué)器件（1）由第一材料制成，其特征在于，所述固定件（2）包括主體（21）和界面材料層（22），并且所述主體（21）由第二材料制成，所述界面材料層（22）至少部分地圍繞所述主體（21）設(shè)置并且至少部分設(shè)置用于與所述光學(xué)器件（1）接合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)組件，尤其是一種用于照明裝置的透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]在照明裝置中，尤其是以L(fǎng)ED作為光源的照明裝置中，為了獲得預(yù)期的照明效果，尤其需要使用光學(xué)組件，例如透鏡對(duì)光源發(fā)射的光線(xiàn)進(jìn)行二次光學(xué)處理。通常作為光學(xué)組件的透鏡需要固定在照明裝置的殼體上，并且透鏡需要可靠地與照明裝置固定連接，同時(shí)在透鏡和照明裝置的殼體之間也能夠滿(mǎn)足一定的密封要求，從而防止污染物、水或者濕氣進(jìn)入到殼體的內(nèi)部。
[0003]通常在透鏡的基體中鑲嵌由具有較高強(qiáng)度的材料制成的螺母，并且利用螺栓將殼體和透鏡固定連接起來(lái)。這種連接方式非?？煽?，并且能夠滿(mǎn)足對(duì)密封性的要求。然而，制成螺母的材料通常具有較小的線(xiàn)性膨脹系數(shù)，而制成透鏡的基體的材料通常具有相對(duì)較大的線(xiàn)性膨脹系數(shù)。在通過(guò)嵌鑲注塑工藝將螺母鑲嵌到透鏡的基體中時(shí)，在透鏡的基體和螺母的交界區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)極大的應(yīng)力。在高溫和高濕的環(huán)境條件下，該應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致透鏡在螺母的區(qū)域中出現(xiàn)裂紋，并且在螺母由金屬材料制成時(shí)，會(huì)導(dǎo)致螺母生銹，這將加快裂紋的出現(xiàn)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在現(xiàn)有技術(shù)中采用雙色注塑工藝來(lái)制造光學(xué)組件。在該解決方案中，通常在嵌鑲螺母的區(qū)域采用高強(qiáng)度的材料，例如非PC材料或者在PC材料中添加玻璃纖維的方式，而在透鏡的光出射區(qū)域中則采用光學(xué)級(jí)PC材料。這很好地解決了透鏡出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題，但是這種解決方案的材料成本和制造成本都相對(duì)高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種光學(xué)組件，尤其是一種用于照明裝置的透鏡。該光學(xué)組件的成本低廉，能夠有效地避免在連接區(qū)域出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題，同時(shí)在將根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組件連接至待安裝位置，例如照明裝置的殼體時(shí)，能夠確保在光學(xué)組件和照明裝置的殼體之間的良好的密封性能。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)一種光學(xué)組件由此實(shí)現(xiàn)，該光學(xué)組件包括光學(xué)器件和至少部分地嵌入光學(xué)器件中的固定件，光學(xué)器件由第一材料制成，其中，固定件包括主體和界面材料層，其中，所述固定件由第二材料制成，該界面材料層至少部分地圍繞主體設(shè)置并且至少部分設(shè)置用于與光學(xué)器件接合。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，固定件的主體作為一個(gè)獨(dú)立的部件首先被一個(gè)界面材料層包裹，在包裹的過(guò)程中在固定件的主體和界面材料層之間可能產(chǎn)生的應(yīng)力被界面材料層所吸收。然后，在將固定件嵌入到光學(xué)器件中之后，該應(yīng)力就不會(huì)被傳遞到光學(xué)器件中，從而避免了光學(xué)器件在高溫的環(huán)境中出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提出，界面材料層是應(yīng)力緩解層。該界面材料層能夠有效地吸收在包裹固定件的主體時(shí)出現(xiàn)的應(yīng)力。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出，界面材料層包括第三材料，并且該第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)等于第一材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)或者位于第一材料和第二材料之間。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，用于制成光學(xué)器件的第一材料可以是光學(xué)級(jí)PC材料，固定件的主體可以由金屬材料，例如銅制成，界面材料層也可以包括非PC材料或者與第二材料相同的材料。由于用于制成該界面材料層的第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)等于第一材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)或者位于第一材料和第二材料之間那么在將固定件嵌入到光學(xué)器件中之后，第三材料和第一材料之間就不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致光學(xué)器件出現(xiàn)裂紋的應(yīng)力。
[0009]特別優(yōu)選的是，界面材料層還包括用于加強(qiáng)界面材料層的強(qiáng)度的第四材料，其中第四材料摻雜到第三材料中。第四材料本身可以作為改變界面材料層的線(xiàn)性膨脹系數(shù)的材料。優(yōu)選的是，界面材料層與主體是一體化的。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案提出，界面材料層通過(guò)注塑成型工藝包封主體。
[0011]優(yōu)選的是，第四材料是玻璃纖維或者云母纖維，有利的是，玻璃纖維由二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈉或者氧化硼制成，并且玻璃纖維或所述云母纖維的直徑在10 μ m-13 μ m 之間，長(zhǎng)度在 0.6mm-0.8mm 之間。
[0012]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提出，主體的至少部分外表面鍍有防腐蝕層。該防腐層能夠有效地避免固定件的主體在高濕的環(huán)境中生銹。有利的是，防腐蝕層為鎳層，當(dāng)然也可以采用其他類(lèi)型的抗腐蝕的材料層來(lái)作為防腐蝕層。
[0013]有利的是，第一材料是PC、PMMA或者AS中任一種并且第三材料是PC或ABS中任一種。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，第一材料和第三材料可以是相同的材料，例如同為光學(xué)級(jí)PC材料。另外，二者也可以采用不同的材料制成。在采用不同的材料時(shí)，要求這兩種材料具有接近的線(xiàn)性膨脹系數(shù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提出，固定件的主體是螺母，該螺母具有圓柱形的輪廓，其中在圓柱形的周面上形成有齒部，界面材料層的材料能夠良好地深入到齒部之間的間隙中，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了界面材料層在固定件的主體上的附著能力。
[0015]優(yōu)選的是，螺母是銅合金螺母、不銹鋼螺母或者高強(qiáng)度塑料合金螺母中任一種。
[0016]應(yīng)該理解的是，如果沒(méi)有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實(shí)施例的特征可以彼此結(jié)合。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖中示出:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組件的局部示意圖；
[0019]圖2a是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組件的固定件的主體的示意圖；
[0020]圖2b是圖2a中示出的主體在涂覆有防腐蝕層后的示意圖；
[0021]圖2c是在包裹有界面材料層的主體的示意圖；
[0022]圖2d是固定件的截面圖；
[0023]圖3是固定件裝入到光學(xué)組件的光學(xué)器件中的局部示意圖；
[0024]圖4a-圖4b是添加有第四材料的界面材料層的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度圖表。【具體實(shí)施方式】
[0025]在下面詳細(xì)描述中，參考形成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。關(guān)于圖，諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“前導(dǎo)”、“尾隨”等方向性術(shù)語(yǔ)參考所描述的附圖的方向使用。由于本發(fā)明實(shí)施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術(shù)語(yǔ)僅用于說(shuō)明，而沒(méi)有任何限制的意思。應(yīng)該理解的是，可以使用其它實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的前提下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。所以，下面詳細(xì)描述不應(yīng)被理解為限制性的意思，并且本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組件100的局部示意圖。該光學(xué)組件100可以為用于照明裝置的透鏡，該透鏡可以固定在照明裝置的殼體上。從圖中可見(jiàn)，該光學(xué)組件100包括光學(xué)器件I和至少部分嵌入光學(xué)器件I中的固定件2。在圖1中示出了光學(xué)組件100的一個(gè)局部區(qū)域，并且僅僅部分示出的光學(xué)器件I中形成有多個(gè)容納腔。在圖1中，固定件2還并未嵌入到光學(xué)器件I的容納腔中。在最終的裝配完畢的狀態(tài)下，通過(guò)嵌鑲注塑工藝將固定件2與光學(xué)器件I接合。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，固定件2包括主體21和界面材料層22，并且界面材料層22與主體21是呈一體化制成的，界面材料層22至少部分地圍繞主體21設(shè)置并且至少部分設(shè)置用于與光學(xué)器件I接合。
[0027]接下來(lái)，根據(jù)圖2a至圖2c來(lái)具體描述根據(jù)本發(fā)明的固定件2的具體結(jié)構(gòu)。圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)組件100的固定件2的主體21的示意圖。在本實(shí)施例中，該固定件2的主體21是螺母21，從圖中可見(jiàn)，該螺母21具有圓柱形的輪廓，其中在圓柱形的周面上形成有齒部24，該齒部可以完全覆蓋圓柱形的周面，而在本實(shí)施例中，為了節(jié)省材料，僅僅在圓柱形的螺母21的上部區(qū)域和下部區(qū)域形成了齒部24，而在中間區(qū)域并不具有齒部。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，螺母21是銅合金螺母、不銹鋼螺母或者高強(qiáng)度塑料合金螺母中任一種。
[0028]圖2b示出了圖2a中示出的主體21在涂覆有防腐蝕層23后的示意圖。在本實(shí)施例中，防腐蝕層23為鎳層。該防腐蝕層23能夠有效地避免固定件的主體在高濕的環(huán)境中生銹。然而，在其他實(shí)施例中，也可以采用其他類(lèi)型的抗腐蝕的材料層作為防腐蝕層23。另夕卜，在固定件2的主體21由金屬，例如銅材料制成時(shí)，需要涂覆一層防腐蝕層23。而在主體21采用高強(qiáng)度塑料或其他不宜腐蝕的材料時(shí)，則無(wú)需涂覆防腐蝕層23。
[0029]圖2c示出了包裹有界面材料層的主體21的示意圖。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，光學(xué)器件I由第一材料制成并且固定件2的主體21由第二材料，例如金屬材料或者其他高強(qiáng)度塑料制成。而作為應(yīng)力緩解層的界面材料層22通過(guò)注塑成型工藝至少部分地包裹固定件2的主體21。在包裹的過(guò)程中在固定件2的主體21和界面材料層22之間可能產(chǎn)生的應(yīng)力被界面材料層22所吸收。然而，在將固定件2嵌入到光學(xué)器件I中之后，該應(yīng)力就不會(huì)被傳遞到光學(xué)器件I中，從而避免了在劇烈的溫度變化時(shí)在光學(xué)器件I中出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題。為此，形成界面材料層22的第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)等于第一材料或者位于第一材料和第二材料之間。在本實(shí)施例中，用于制成光學(xué)器件I的第一材料是光學(xué)級(jí)PC材料，固定件2的主體21由銅制成，界面材料層22可以由非PC材料制成。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，界面材料層22由與第一材料相同的材料制成。由于第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)等于第一材料或者處于第一材料和第二材料之間，那么在將固定件嵌入到光學(xué)器件中之后，界面材料層和第一材料之間就不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致光學(xué)器件出現(xiàn)裂紋的應(yīng)力。另外，為了提高界面材料層22的強(qiáng)度和/或改變第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)，界面材料層22中還包括第四材料，其中第四材料摻雜到第三材料中。該第四材料可以為玻璃纖維或者云母纖維，而玻璃纖維可以由二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈉或者氧化硼制成。
[0030]圖2d示出了根據(jù)本發(fā)明的固定件2的截面圖。從圖中可見(jiàn)，設(shè)計(jì)成螺母的固定件2的主體21基本上為空心圓柱體。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，螺母可以為銅合金螺母、不銹鋼螺母或者高強(qiáng)度塑料合金螺母中任一種。從圖中進(jìn)一步可見(jiàn)，界面材料層22基本上包封了主體21的除了內(nèi)腔外的所有區(qū)域，在該內(nèi)腔中形成有用于與螺栓的螺紋嚙合的內(nèi)螺紋。另夕卜，從圖中可見(jiàn)，界面材料層22的材料已經(jīng)良好地深入到齒部24之間的間隙中，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了界面材料層22在固定件2的主體21上的附著能力。
[0031]圖3示出了固定件2裝入到光學(xué)組件100的光學(xué)器件I中的局部示意圖。從圖中可見(jiàn)，固定件2通過(guò)嵌鑲注塑工藝連接至光學(xué)器件1，該固定件2的上端面與光學(xué)器件I表面齊平。包封在固定件2的外周面上的界面材料層22已經(jīng)與光學(xué)器件I的材料融為一體。
[0032]圖4a和圖4b分別示出了摻入作為第四材料的玻璃纖維或云母纖維的界面材料層的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的圖表。在本實(shí)施例中，玻璃纖維或云母纖維的直徑在10 μ m-13 μ m之間，長(zhǎng)度在0.6mm-0.8mm之間。在這種情況下，從圖表中可見(jiàn)，隨著摻入的纖維的量的不斷增大，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也在不斷的增強(qiáng)，在摻入量達(dá)到40%時(shí)，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值。
[0033]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0034]參考標(biāo)號(hào)
[0035]I光學(xué)器件
[0036]2固定件
[0037]21主體、螺母
[0038]22界面材料層
[0039]23防腐蝕層
[0040]24 齒部
[0041]100光學(xué)組件
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)組件(100)，包括光學(xué)器件(I)和至少部分嵌入所述光學(xué)器件(I)中的固定件(2)，所述光學(xué)器件(I)由第一材料制成，其特征在于，所述固定件(2)包括主體(21)和界面材料層(22)，所述主體(21)由第二材料制成，所述界面材料層(22)至少部分地圍繞所述主體(21)設(shè)置并且至少部分設(shè)置用于與所述光學(xué)器件(I)接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述界面材料層(22)是應(yīng)力緩解層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述界面材料層(22)由第三材料制成，所述第三材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)等于第一材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)或者位于所述第一材料和所述第二材料之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述界面材料層(22)中還包括用于加強(qiáng)所述界面材料層(22)的強(qiáng)度的第四材料，其中所述第四材料摻雜到所述第三材料中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述界面材料層(22)與所述主體(21) —體制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述界面材料層(22)通過(guò)注塑成型工藝包封所述主體(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述第四材料是玻璃纖維或者云母纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述玻璃纖維由二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈉或者氧化硼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述玻璃纖維或所述云母纖維的直徑在10 μ m-13 μ m之間，長(zhǎng)度在0.6mm_0.8mm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述主體(21)的至少部分外表面鍍有防腐蝕層(23 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述防腐蝕層(23)為鎳層。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述第一材料是PC、PMMA和AS中任一種并且所述第三材料是PC或者ABS中任一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述主體(21)是螺母(21)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述螺母(21)具有圓柱形的輪廓，其中在所述圓柱形的周面上形成有齒部(24)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述螺母(21)是銅合金螺母、不銹鋼螺母或者高強(qiáng)度塑料合金螺母中任一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)組件(100)，其特征在于，所述固定件(2)嵌鑲注塑在所述光學(xué)器件(I)中。
【文檔編號(hào)】G02B1/00GK103939841SQ201310020029
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】孫孝情, 程雄杰, 林愛(ài)民, 汪祖志 申請(qǐng)人:歐司朗有限公司