用于照明裝置的透鏡和具有該透鏡的照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于照明裝置的透鏡（100）以及具有上述類型的透鏡的照明裝置，其中透鏡（100）包括底板（1）和形成在底板（1）上的至少一個(gè)光學(xué)部分（2），其中，透鏡（100）還包括位置固定地形成在底板（1）上的至少兩個(gè)裝配部件（3），裝配部件（3）設(shè)計(jì)為與照明裝置的電路板（4）上的裝配位置（41）彼此對(duì)準(zhǔn)并且設(shè)計(jì)為允許焊接至所述電路板（4）。
【專利說(shuō)明】用于照明裝置的透鏡和具有該透鏡的照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于照明裝置的透鏡。此外，本發(fā)明還涉及一種具有上述類型的透鏡的照明裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，LED產(chǎn)品大量地應(yīng)用在日常生活中。由于LED (發(fā)光二級(jí)管)具有性能穩(wěn)定、制造簡(jiǎn)單低廉并且具有低耗電量的優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的鹵素?zé)?。然而，LED光源因其自身的特點(diǎn)，必須對(duì)其發(fā)射的光線進(jìn)行二次光學(xué)處理，否則將無(wú)法滿足在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合中的應(yīng)用要求。為此需要為L(zhǎng)ED光源配備透鏡，通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的透鏡能夠使LED光源出射的光線達(dá)到預(yù)期的效果。
[0003]在實(shí)際的應(yīng)用中，例如在采用LED芯片作為光源的街燈中通常使用多個(gè)LED芯片以陣列的形式排列，并為每個(gè)LED芯片配備一個(gè)專門(mén)的透鏡，或者為多個(gè)LED芯片配備一個(gè)公共的透鏡。但是，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即LED芯片與透鏡之間的裝配精度決定了街燈的實(shí)際照明效果的優(yōu)劣。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提供了多種解決方案，其中一種解決方案是在透鏡上形成安裝柱，在安裝柱中形成有螺紋孔，通過(guò)螺栓旋入螺紋孔中將透鏡固定在電路板上，然而這種螺栓連接方式并不能非常好地保證透鏡與LED芯片的裝配精度。另外一種解決方案是，在電路板上開(kāi)設(shè)有裝配孔，而在透鏡上則形成有定位銷，該定位銷插入到裝配孔中，并在電路板的另一側(cè)將定位銷的露出電路板的部分熔化，并在冷卻之后形成固定保持部。這種解決方案的缺點(diǎn)在于，在定位銷和裝配板之間存在間隙，該間隙又可能會(huì)導(dǎo)致透鏡相對(duì)于LED芯片發(fā)生相對(duì)位移，從而影響了照明裝置的照明性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于照明裝置的透鏡。該透鏡能夠確保透鏡與LED芯片之間的精確地對(duì)準(zhǔn)，并且在裝配完畢之后能夠確保透鏡與LED芯片之間的不再出現(xiàn)位置移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的光分布性能。此外，本發(fā)明還涉及一種具有上述類型的透鏡的照明裝置。
[0005]本發(fā)明的第一個(gè)目的通過(guò)一種用于照明裝置的透鏡由此實(shí)現(xiàn)，即該透鏡包括底板和形成在底板上的至少一個(gè)光學(xué)部分，其中，透鏡還包括位置固定地形成在底板上的至少兩個(gè)裝配部件，裝配部件設(shè)計(jì)為與照明裝置的電路板上的裝配位置彼此對(duì)準(zhǔn)并且設(shè)計(jì)為允許焊接至電路板。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，在進(jìn)行裝配時(shí)，透鏡首先需要與電路板上的裝配位置精確對(duì)準(zhǔn)，然后將透鏡焊接在電路板的裝配位置上。這一方面確保了在安裝時(shí)透鏡與照明裝置的光源的精確的對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，并且在裝配完畢之后，通過(guò)焊接的方式防止了透鏡相對(duì)于光源的移動(dòng)，并且以這種方式保證了照明裝置的照明性能。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提出，裝配部件與底板形成為一體。通常在裝配時(shí)需要將透鏡放置在電路板的裝配位置上，而與底板一體形成為一體的裝配部件在安裝時(shí)與透鏡一同被放置在裝配位置上，從而避免了裝配人員單獨(dú)將裝配部件布置在透鏡和電路板之間的工序，從而提高了裝配效率。另外，在制造透鏡之初就確定了裝配部件的位置，從而在裝配時(shí)僅需使得裝配部件與電路板的裝配位置對(duì)準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)透鏡與光源的精確對(duì)準(zhǔn)。
[0007]優(yōu)選的是，裝配部件設(shè)計(jì)為允許透鏡以表面安裝技術(shù)安裝到電路板上。通過(guò)表面安裝技術(shù)進(jìn)一步簡(jiǎn)化了根據(jù)本發(fā)明的透鏡在電路板上的裝配難度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出，裝配部件通過(guò)嵌件注塑工藝形成在底板中。通過(guò)嵌件注塑工藝能夠簡(jiǎn)單地將裝配部件固定在底板中。
[0009]優(yōu)選的是，裝配部件部分地包封在底板中。這也就是說(shuō)，裝配部件的一部分是暴露在底板之外的，而該部分能夠?qū)ν哥R起到支撐的作用，同時(shí)該暴露在外的部分也至少部分地作為與裝配位置進(jìn)行焊接的焊接位置使用。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的是，裝配部件的被底板包封的部段上設(shè)置有隔熱層。在對(duì)裝配部件進(jìn)行焊接時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果該熱量傳遞給通常由透明塑料制成的透鏡的光學(xué)部分，則會(huì)導(dǎo)致光學(xué)部分變形。而隔熱層則能夠避免該熱量傳遞給透鏡的底板甚至光學(xué)部分。
[0011]優(yōu)選的是，所述隔熱層的導(dǎo)熱率為小于0.5W/(m*K)。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)，可保證良好的熱隔離效果。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案提出，裝配部件設(shè)計(jì)成具有U型的截面輪廓，其中U型的裝配部件包括第一支腿、第二支腿和連接在第一支腿和第二支腿之間的連接部段，其中第一支腿被設(shè)計(jì)成被底板包封的部段。實(shí)際上U型的裝配部件的第一支腿被插入到底板的材料中，從而牢固地固定在底板的預(yù)定位置處。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的是，U型的裝配部件被設(shè)計(jì)為，在固定到底板中之后，除了第一支腿之外的所有部段都與底板間隔開(kāi)。由此在第二支腿和連接部段與底板之間形成了間隙。在對(duì)裝配部件進(jìn)行焊接時(shí)，裝配部件本身因高溫而發(fā)生的變形不會(huì)直接影響底板，從而避免了透鏡的損壞。
[0014]有利的是，裝配部件如此地固定在底板中，使得第二支腿平行于所述電路板延伸，其中第二支腿的一個(gè)表面形成焊接面。第二支腿具有一定的表面積，將其作為焊接面能夠確保透鏡牢固地固定在電路板的裝配位置處。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提出，裝配部件分別具有第一基準(zhǔn)位置，并且電路板的裝配位置具有用于與第一基準(zhǔn)位置對(duì)準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)位置。有利的是，第二支腿的自由末端形成第一基準(zhǔn)位置。為了使透鏡能夠精確地布置在電路板上，必須在裝配部件上預(yù)設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)位置。而第二基準(zhǔn)位置可以是電路板上的作為裝配位置的焊盤(pán)的邊緣。在實(shí)際的裝配過(guò)程中，裝配人員可以將該第一基準(zhǔn)位置與焊盤(pán)的邊緣對(duì)齊，即可確保透鏡能夠精確地布置在電路板上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提出，裝配部件由金屬片彎折而成。金屬片更加有利于進(jìn)行焊接。有利的是，金屬片由銅制成。金屬銅更加適于進(jìn)行焊接。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的通過(guò)一種照明裝置實(shí)現(xiàn)，該照明裝置包括電路板；設(shè)置在電路板上的至少一個(gè)LED芯片，其中，該照明裝置還包括上述類型的透鏡，該透鏡焊接在電路板上。
[0018]有利的是，電路板上設(shè)置有至少兩個(gè)裝配位置，透鏡的裝配部件焊接在裝配位置上。
[0019]進(jìn)一步有利的是，裝配位置由金屬板構(gòu)成，其中金屬板的至少一個(gè)邊緣位置設(shè)計(jì)成第二基準(zhǔn)位置。
[0020]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。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]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:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡的截面圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的透鏡的裝配部件的區(qū)域的放大截面圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的電路板的俯視圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]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“左”、“右”、“上”、“下”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。
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的透鏡100的截面圖。從圖中可見(jiàn)，該透鏡100包括底板I和形成在底板I上的至少一個(gè)光學(xué)部分2，其中，該透鏡100還包括位置固定地形成在所述底板I上的至少兩個(gè)裝配部件3。在圖1示出的實(shí)施例中，該透鏡100具有分別在透鏡100的底板I的兩個(gè)相對(duì)端相對(duì)布置的裝配部件3。然而，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，透鏡100可以包括其他數(shù)量的裝配部件3，例如3個(gè)或者4個(gè)等等，而不論使用何種數(shù)量的裝配部件3，這些裝配部件3都優(yōu)選地以相同的間距布置在底板I上。
[0028]此外，在圖1中，在透鏡100的下方還示出了照明裝置200的電路板4和布置在電路板4上的光源。在本實(shí)施例中，該光源被設(shè)計(jì)成LED芯片5。
[0029]在實(shí)際的裝配過(guò)程中，首先利用貼片機(jī)將LED芯片5焊接在電路板的相應(yīng)位置上。然后通過(guò)貼片機(jī)將裝配部件3焊接至照明裝置200的電路板4上的裝配位置41 (參見(jiàn)圖3)，從而將透鏡100固定在電路板上。當(dāng)然，在裝配部件3的焊接的過(guò)程中可以依靠貼片機(jī)本身進(jìn)行坐標(biāo)定位，或者簡(jiǎn)單地通過(guò)在裝配部件3和裝配位置41上的相應(yīng)的基準(zhǔn)位置來(lái)定位，從而確保透鏡100與LED芯片5的精確的位置關(guān)系。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的透鏡100的裝配部件3的區(qū)域的放大截面圖。從圖中可見(jiàn)，裝配部件3與底板I形成為一體，也就是說(shuō)，裝配部件3已經(jīng)通過(guò)嵌件注塑工藝形成在底板I中。然而，從圖中進(jìn)一步可見(jiàn)，裝配部件3僅僅是部分地包封在底板I中。另外,裝配部件3的被底板I包封的部段上設(shè)置有隔熱層31。優(yōu)選的是，隔熱層31的導(dǎo)熱率為小于
0.5W/(m*K)。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案中，需要對(duì)裝配部件進(jìn)行焊接，這不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果該熱量傳遞給通常由透明塑料制成的透鏡100的光學(xué)部分2，則會(huì)導(dǎo)致光學(xué)部分2變形。而隔熱層31則能夠避免該熱量傳遞給透鏡100的底板I甚至光學(xué)部分2。
[0031]另外，從圖中進(jìn)一步可見(jiàn)，裝配部件3設(shè)計(jì)成具有U型的截面輪廓，其中U型的裝配部件3包括第一支腿32、第二支腿33和連接在第一支腿32和第二支腿33之間的連接部段34，其中第一支腿32被設(shè)計(jì)成被底板I包封的部段。實(shí)際上，第一支腿32被插入到了底板I的材料中。然而，U型的裝配部件3被設(shè)計(jì)為，在固定到底板I中之后，除了第一支腿32之外的所有部段，包括第二支腿33和連接部段34都與所述底板I間隔開(kāi)。由此在第二支腿33和連接部段34與底板I之間形成了間隙6。在對(duì)裝配部件3進(jìn)行焊接時(shí)，裝配部件3本身因高溫而發(fā)生的變形不會(huì)直接影響底板1，從而避免了透鏡100的損壞。
[0032]另外，由于U型的裝配部件3以這種固定方式固定在底板I中，使得第二支腿33平行于所述電路板4延伸，其中第二支腿33的一個(gè)表面形成焊接面。具體從圖2中可見(jiàn)，U型的裝配部件3的開(kāi)口端朝向了所示附圖的右側(cè)，而連接部段34則與透鏡100的底板I的外側(cè)邊緣對(duì)齊。
[0033]另外，為了確保裝配部件3能夠與電路板4上的裝配位置41準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，裝配部件3分別具有第一基準(zhǔn)位置35，并且所述電路板4的裝配位置41具有用于與第一基準(zhǔn)位置35對(duì)準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)位置411 (參見(jiàn)圖3)。在圖2示出的實(shí)施例中，第二支腿33的自由末端形成第一基準(zhǔn)位置35。然而，在一個(gè)可選的實(shí)施例中，如果連接部段34能夠垂直于電路板4指向，那么可以將連接部段34的遠(yuǎn)離U型開(kāi)口的一個(gè)表面設(shè)計(jì)成作為第一基準(zhǔn)位置35的基準(zhǔn)面，從而在將基準(zhǔn)面與第二基準(zhǔn)位置411對(duì)齊后，再焊接裝配部件3。
[0034]在本實(shí)施例中，裝配部件3由金屬片彎折而成。優(yōu)選的是，該金屬片由銅制成，當(dāng)然也可以由其他適于焊接的金屬制成。
[0035]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置200的電路板4的俯視圖。該電路板4設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形，并且優(yōu)選地用于作為街燈的照明裝置200中。在該電路板4上以陣列的方式布置有多個(gè)作為光源的LED芯片5。從圖3中可以清晰地看到，在每個(gè)LED芯片5的左右兩側(cè)分別布置有一個(gè)裝配位置41。然而，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，裝配位置41的數(shù)量并不僅僅局限于兩個(gè)，當(dāng)然也可以是多個(gè)，例如三個(gè)或者四個(gè)。另外，裝配位置41在電路板的位置也并不一定在LED芯片5的左右兩側(cè)，當(dāng)然也可以在LED芯片5的上方和下方。在此需要強(qiáng)調(diào)的是，裝配位置41的數(shù)量和位置完全相應(yīng)于透鏡100上的裝配部件3的數(shù)量和位置。此外，從圖中進(jìn)一步可見(jiàn)，該裝配位置41由設(shè)計(jì)成方形的金屬板構(gòu)成，其中該金屬板的一個(gè)邊緣位置設(shè)計(jì)成第二基準(zhǔn)位置411。在實(shí)施例中，該電路板為FR - 4型印刷電路板，當(dāng)然也可以是其他類型的電路板，例如金屬芯電路板(MCPCB)或者陶瓷電路板等等。
[0036]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置200在裝配上透鏡100后的俯視圖。從圖中可見(jiàn)在電路板100上固定了多個(gè)透鏡100，其中每個(gè)透鏡100都對(duì)應(yīng)于一個(gè)LED芯片5。然而，在此需要強(qiáng)調(diào)的是，透鏡100上不一定僅僅具有一個(gè)光學(xué)部分2，其可以設(shè)計(jì)具有多個(gè)光學(xué)部分2，而每個(gè)光學(xué)部分2都可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)LED芯片5，換句話說(shuō)，每個(gè)透鏡100都可以同時(shí)為多個(gè)處于該透鏡100中的LED芯片5服務(wù)。
[0037]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)。
[0038]參考標(biāo)號(hào)
[0039]I底板
[0040]2光學(xué)部分
[0041]3裝配部件
[0042]31隔熱層
[0043]32第一支腿
[0044]33第二支腿
[0045]34連接部段
[0046]35第一基準(zhǔn)位置
[0047]4電路板
[0048]41裝配位置
[0049]411第二基準(zhǔn)位置
[0050]5LED 芯片
[0051]6間隙
[0052]100透鏡
[0053]200照明裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于照明裝置的透鏡(100)，所述透鏡(100)包括底板(I)和形成在所述底板(I)上的至少一個(gè)光學(xué)部分(2)，其特征在于，所述透鏡(100)還包括位置固定地形成在所述底板(I)上的至少兩個(gè)裝配部件(3)，所述裝配部件(3)設(shè)計(jì)為與所述照明裝置的電路板(4)上的裝配位置(41)彼此對(duì)準(zhǔn)并且設(shè)計(jì)為允許焊接至所述電路板(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)與所述底板(I)形成為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)設(shè)計(jì)為允許所述透鏡(100)以表面安裝技術(shù)安裝到所述電路板(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)通過(guò)嵌件注塑工藝形成在所述底板(I)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)部分地包封在所述底板(I)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)的被所述底板(I)包封的部段上設(shè)置有隔熱層(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透鏡(100)，其特征在于，所述隔熱層(31)的導(dǎo)熱率為小于0.5ff/ (m*K)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)設(shè)計(jì)成具有U型的截面輪廓，其中U型的所述裝配部件(3)包括第一支腿(32)、第二支腿(33)和連接在所述第一支腿(32)和所述第二支腿(33)之間的連接部段(34)，其中所述第一支腿(32)被設(shè)計(jì)成被所述底板(I)包封的部段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡(100)，其特征在于，U型的所述裝配部件(3)被設(shè)計(jì)為，在固定到所述底板(I)中之后，除了所述第一支腿(32)之外的所有部段都與所述底板(I)間隔開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)如此地固定在所述底板(I)中，使得所述第二支腿(33 )平行于所述電路板(4 )延伸，其中所述第二支腿(33 )的一個(gè)表面形成焊接面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)分別具有第一基準(zhǔn)位置(35 )，并且所述電路板(4 )的裝配位置(41)具有用于與所述第一基準(zhǔn)位置(35 )對(duì)準(zhǔn)的第二基準(zhǔn)位置(411)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透鏡(100)，其特征在于，所述第二支腿(33)的自由末端形成所述第一基準(zhǔn)位置(35)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透鏡(100)，其特征在于，所述裝配部件(3)由金屬片彎折而成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的透鏡(100)，其特征在于，所述金屬片由銅制成。
15.—種照明裝置(200),包括:電路板(4);設(shè)置在所述電路板(4)上的至少一個(gè)LED芯片(5)，其特征在于，所述照明裝置(200)還包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的透鏡(100 )，所述透鏡(100 )焊接在所述電路板(4 )上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述電路板(4)上設(shè)置有至少兩個(gè)裝配位置(41)，所述透鏡(100 )的裝配部件(3 )焊接在所述裝配位置(41)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的照明裝置(200)，其特征在于，所述裝配位置(41)由金屬板構(gòu)成，其中所述金屬板的至少一個(gè)邊緣位置設(shè)計(jì)成第二基準(zhǔn)位置(411)。
【文檔編號(hào)】F21V17/10GK104235754SQ201310247264
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】程雄杰, 汪祖志, 林愛(ài)民, 劉廷明 申請(qǐng)人:歐司朗有限公司