透镜模块和包括该透镜模块的发光装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103791441 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103791441 A (21)申请号 201210425069.X (22)申请日 2012.10.30 F21V 5/04(2006.01) F21V 17/12(2006.01) F21S 2/00(2006.01) (71)申请人 欧司朗股份有限公司 地址 德国慕尼黑 (72)发明人 程雄杰 冯耀军 何源源 罗亚斌 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 李慧 (54) 发明名称 透镜模块和包括该透镜模块的发光装置 (57) 摘要 本发明涉及一种。

2、用于发光装置 （200）的透 镜模块 （10） ， 其特征在于， 包括 ： 框架 （1） 和主体 （2） ， 其中所述主体 （2） 包括光学区域 （3） ， 所述框 架 （1） 由第一材料制成， 所述主体 （2） 由第二材料 制成， 所述第一材料的刚性大于所述第二材料的 刚性。此外本发明还涉及一种包括上述透镜模块 的发光装置。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103791441 A CN 103791441 A 1/1 页 2 1。

3、. 一种用于发光装置 （20） 的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 包括 ： 框架 （1） 和主体 （2） ， 所述框架 （1） 和所述主体 （2） 形成整体， 其中所述主体 （2） 包括光学区域 （3） ， 所述框架 （1） 由第一材料制成， 所述主体 （2） 由第二材料制成， 所述第一材料的刚性大于所述第二材料的 刚性。 2. 根据权利要求 1 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述第一材料是刚性材料， 所述 第二材料是非刚性材料。 3. 根据权利要求 1 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述光学区域 （3） 为透镜阵列。 4. 根据权利要求 1 所述的透镜模块 。

4、（10） ， 其特征在于， 所述框架 （1） 和所述主体 （2） 形 成为一体。 5.根据权利要求2所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 在所述框架 （1） 上开设有至少一 个定位孔 （4） 。 6.根据权利要求5所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 在所述框架 （1） 上开设有多个均 匀排布的定位孔 （4） 。 7.根据权利要求2所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述框架 （1） 环绕所述光学区域 （3） 。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述框架 （1） 具有在 中央部分带有开口 （5） 的环形结构， 所述主体 （2） 封闭。

5、所述开口 （5） 。 9.根据权利要求8所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述框架 （1） 的限定出所述开口 （5） 的内周壁 （6） 和所述主体 （2） 的外周壁 （7） 之间具有锁定结构。 10. 根据权利要求 9 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述内周壁 （6） 设计为凹槽 / 凸起部， 所述外周壁 （7） 设计为相应的凸起部 / 凹槽， 所述内周壁 （6） 和所述外周壁 （7） 形 状配合地彼此锁合。 11. 根据权利要求 10 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述框架 （1） 和所述主体 （2） 利用注塑成型工艺一体成型。 12. 根据权利要求 8。

6、 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述主体 （2） 还包括从所述光 学区域 （3） 延伸出的边缘区域 （8） ， 所述框架 （1） 包封在所述边缘区域 （8） 中。 13. 根据权利要求 12 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述主体 （2） 和所述框架 （1） 利用嵌镶注塑工艺一体成型。 14. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述第一材料是金 属， 所述第二材料是聚合物。 15. 根据权利要求 14 所述的透镜模块 （10） ， 其特征在于， 所述第一材料是铝合金。 16. 一种发光装置 （20） ， 包括至少一个光源 （2。

7、1） 、 承载所述至少一个光源 （21） 的电路 板 （22） 和承载所述电路板 （22） 的底座 （23） ， 其特征在于， 还包括根据权利要求 1-15 中任 一项所述的透镜模块 （10） 。 17. 根据权利要求 16 所述的发光装置 （20） ， 其特征在于， 所述透镜模块 （10） 和所述底 座 （23） 限定出容纳所述至少一个光源 （21） 和所述电路板 （22） 的空间 （R） ， 其中所述至少一 个光源 （21） 发出的光经过所述透镜模块 （10） 的光学区域 （3） 出射。 18. 根据权利要求 17 所述的发光装置 （20） ， 其特征在于， 所述底座 （23）配有螺栓 （。

8、24） ， 所述螺栓 （24） 分别和所述透镜模块 （10） 中的定位孔 （4） 形成螺纹连接。 权 利 要 求 书 CN 103791441 A 2 1/4 页 3 透镜模块和包括该透镜模块的发光装置 技术领域 0001 本发明涉及一种透镜模块和包括该透镜模块的发光装置。 背景技术 0002 当今， 照明装置通常包括用于提高光效果或调整光分布的透镜或透镜阵列。为了 减少照明装置的器件数量或简化制造过程， 可以将照明装置的部分壳体和透镜阵列一体制 成， 例如作为顶盖直接覆盖在安装有光源的电路板上。 0003 但是实践证明， 在将具有透镜阵列的顶盖和电路板或承载电路板的热沉安装在一 起时， 存在。

9、一定的密封问题。 由于这种顶盖通常是由聚合物或其他透光的非刚性材料制成， 因此在装配过程中容易受压变形。 例如当利用螺钉将顶盖的边缘区域和承载电路板的热沉 固定在一起时， 顶盖的中央区域会相对于电路板拱起， 由此会导致透镜阵列和与其对应的 光源相对偏移。在此情况下， 照明装置会出现色差、 光分布不均匀等问题。 发明内容 0004 为解决上述技术问题， 本发明提出了一种新型的透镜模块。这种透镜模块具有结 构简单、 不易变形的优点。 0005 根据本发明提出的用于发光装置的透镜模块包括 ： 框架和主体， 其中所述主体包 括光学区域， 所述框架由第一材料制成， 所述主体由第二材料制成， 所述第一材料。

10、的刚性大 于所述第二材料的刚性。由此可以将透镜模块分成两个功能部分， 即 ： 用于进行装配的框 架， 其可以利用自身的刚性较高的特性来无变形地承受应力 ； 用于出光的主体， 其可以通过 自身的光学区域为光源提供改变光效果的可能性。 这种不同材料组合而成的透镜模块在装 配过程中可以承受较大的应力， 透镜模块和发光装置的其他部件组装在一起构成用于容纳 光源的密封壳体， 与此同时， 用于光源的光学区域并不会因为受压而变形。 0006 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述第一材料是刚性材料， 所述第二材 料是非刚性材料。优选地， 所述第一材料是金属， 所述第二材料是聚合物。所述第一材料例 如是铝。

11、合金。由此可以确保框架在受力时基本不变形， 而具有光学区域的主体仍然可以保 持良好的光学特性。 0007 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述框架和所述主体形成为一体。 0008 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 在所述框架上开设有至少一个定位孔。 优选地， 在所述框架上开设有多个均匀排布的定位孔。借助于定位孔可以将透镜模块地固 定在待装配面上， 并且固定件施加的应力仅仅作用在高刚性的框架上。 0009 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述框架环绕所述光学区域。刚性较高 的框架设置在光学区域的周围， 以形成透镜模块的装配区域， 由此可以避免被框架环绕的 光学区域在装配过程中受到。

12、力作用而变形。 0010 根据本发明的另一个优选的设计方案提出， 所述框架具有在中央部分带有开口的 环形结构， 所述主体封闭所述开口。由此形成框架包围主体的透镜模块。 说 明 书 CN 103791441 A 3 2/4 页 4 0011 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述框架的限定出所述开口的内周壁和 所述主体的外周壁之间具有锁定结构。 借助于侧向上大范围的锁定结构可以将主体完全固 定在框架中， 并且防止主体和框架在垂直于开口的方向上相对偏移。 0012 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述内周壁设计为凹槽 / 凸起部， 所述 外周壁设计为相应的凸起部 / 凹槽， 所述内周壁和。

13、所述外周壁形状配合地彼此锁合。由此 可以确保主体和框架在侧向方向上形成牢固的连接结构。 0013 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述框架和所述主体利用注塑成型工艺 一体成型。 0014 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述主体还包括从所述光学区域延伸出 的边缘区域， 所述框架包封在所述边缘区域中。 由此形成主体包含框架的结构的透镜模块。 框架例如可以是嵌入主体中的环形金属片， 由此可以在确保透镜模块、 特别是其用于进行 装配的边缘区域具有一定刚性的前提下， 减轻透镜模块的自重。 0015 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述主体和所述框架利用嵌镶注塑工艺 一体成型。 001。

14、6 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述光学区域为透镜阵列。配属于多个 光源的多个透镜以阵列形式排布构成光学区域。 0017 本发明还涉及一种发光装置， 其包括至少一个光源、 承载所述至少一个光源的电 路板和承载所述电路板的底座， 其特征在于， 还包括上述透镜模块。 该透镜模块作为顶盖和 底座构成保护电路板和光源的密封壳体。 0018 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述透镜模块和所述底座限定出容纳所 述至少一个光源和所述电路板的空间， 其中所述至少一个光源发出的光经过所述透镜模块 的光学区域出射。由于透镜模块的光学区域在装配过程中不会变形， 因此来自光源的光束 可以准确地经过光学。

15、区域射出。 0019 根据本发明的一个优选的设计方案提出， 所述底座配有螺栓， 所述螺栓分别和所 述透镜模块中的定位孔形成螺纹连接。由此可以确保底座和透镜模块固定连接成整体， 并 且将电路板和光源保持在整体内部的空间中。 0020 应该理解的是， 如果没有其它特别注明， 这里描述的不同的示例性实施例的特征 可以彼此结合。 附图说明 0021 附图构成本说明书的一部分， 用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发 明的实施例， 并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号 表示。图中示出 ： 0022 图 1 是根据本发明的透镜模块的第一实施例的立体分解图 ； 0023 。

16、图 2 是根据本发明的透镜模块的第二实施例的立体分解图 ； 0024 图 3 是根据本发明的发光装置的第一实施例的侧视图， 其中发光装置包括图 1 中 示出的透镜模块 ； 0025 图 4 是根据本发明的发光装置的第二实施例的侧视图， 其中发光装置包括图 2 中 示出的透镜模块。 说 明 书 CN 103791441 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 0026 在下面详细描述中， 参考形成本说明书的一部分的附图， 其中， 以例证的方式示出 了可以实施本发明的具体实施例。关于图， 诸如 “顶” 、“底” 、“前” 、“后” 、“上” 、“下” 等方向 性术语参考所描述的附图的方向使用。 由于。

17、本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放 置， 所以方向术语仅用于说明， 而没有任何限制的意思。 0027 应该理解的是， 可以使用其它实施例， 并且在不背离本发明的范围的前提下可以 进行结构或逻辑改变。 所以， 下面详细描述不应被理解为限制性的意思， 并且本发明由所附 的权利要求限定。 0028 图 1 是根据本发明的透镜模块的第一实施例的立体分解图。透镜模块 10 包括由 第一材料制成的框架1和由第二材料制成的主体2， 其中主体2包括例如设计为透镜阵列的 光学区域3。 根据本发明， 特别地将透镜模块10设计为局部、 特别是装配区域可以在不变形 地条件下承受应力。因此需要借助于固定件和发光装。

18、置中的其他部件连接在一起的框架 1 由刚性较大的第一材料制成。无需承受应力的主体由刚性较小的第二材料制成。因此例如 可以选择金属、 特别优选的是铝合金来制造框架 1， 并且选择聚合物、 特别是具有高透光性 的 PMMA、 PC 来制造主体 2。 0029 在该实施例中， 框架1是透镜模块10的边缘区域， 主体2是透镜模块10中央区域， 因此可以说透镜模块 10 的一部分是框架 1， 另一部分是主体 2。 0030 框架 1 具有用于进行装配的侧向装配区域 11 和从该区域朝向内部延伸的接合区 域 12。接合区域 12 限定出开口 5， 主体 2 封闭该开口 5 并嵌入框架 1 中。接合区域 1。

19、2 的 内周壁 6 设计为凸起部， 主体 2 的侧向的外周壁 7 设计为凹槽， 由此可以在框架 1 和主体 2 之间形成锁定结构。框架 1 和主体 2 借助于该锁定结构可以形状配合地彼此锁合， 以避免 主体 2 和框架 1 在垂直方向上相对移动。在一个未示出的实施例中， 内周壁可以设计为凹 槽， 侧向的外周壁相应地设计为凸起部。 0031 在装配区域 11 中开设有多个定位孔 4， 图中仅示出对称布置的两个定位孔 4。这 些定位孔 4 排布均匀， 由此可以使框架 1 在装配时承受的应力可以均匀地分散在装配区域 11 中。 0032 利用注塑成型工艺可以使框架1和主体2构成完整的透镜模块10。 。

20、当然也可以考 虑其他适合的工艺、 例如粘合或热熔来将框架 1 和主体 2 固定连接成整体。 0033 图 2 是根据本发明的透镜模块的第二实施例的立体分解图。和图 1 中示出的第一 实施例类似， 透镜模块10也包括由第一材料制成的框架1和由第二材料制成的主体2， 其中 主体2包括例如设计为透镜阵列的光学区域3。 框架1由刚性较大的第一材料制成， 主体由 刚性较小的第二材料制成。 0034 和第一实施例的区别之处在于， 主体 2 还包括从光学区域 3 在侧向方向上延伸出 的边缘区域 8， 框架 1 完全包封在边缘区域 8 中。在该实施例中， 框架 1 设计为带有多个定 位孔 4 的环形金属片， 。

21、其体积相对于主体 2 较小， 因此可以说透镜模块 10 基本上是由主体 2 构成， 框架 1 仅仅作为透镜模块 10 的防变形结构设置在主体 2 内部。 0035 在框架 1 上开设有多个均匀分布的定位孔 4， 由此可以使框架 1 在装配时受力均 匀。相应地， 在边缘区域 8 中也开设有多个盲孔 4， 这些盲孔 4和定位孔 4 共同构成透 说 明 书 CN 103791441 A 5 4/4 页 6 镜模块的装配孔。但是由于框架 1 具有足够大的刚性， 因此框架 1 可以在无变形的情况下 承受装配过程中所产生的应力， 因此不会导致边缘区域 8 甚至是主体 2 变形。 0036 利用注塑成型工艺。

22、可以使框架 1 和主体 2 构成完整的透镜模块 10。 0037 图 3 和图 4 分别是根据本发明的发光装置的第一实施例和第二实施例的侧视图， 其中图 3 中示出的发光装置 20 包括图 1 中示出的透镜模块 10， 图 4 中示出的发光装置 20 包括图 2 中示出的透镜模块 10。由于发光装置 20 的结构类似， 因此以下对图 3 和图 4 进行 概括并且通用的描述。 0038 发光装置 20 除了包括透镜模块 10 之外， 还包括承载多个光源 21 的电路板 22 和 从底面支撑电路板 22 的底座 23。透镜模块 10 作为发光装置 20 的顶盖和底座 23 构成封闭 的壳体， 以将。

23、电路板 22 限定在发光装置 20 内部的空间 R 中， 其中光源 21 发出的光经过透 镜模块 10 中央的光学区域 3 出射。 0039 透镜模块 10 和底座 23 之间的连接通过多个螺栓 24 来实现。这些螺栓 24 分别和 透镜模块 10 中的定位孔 4 形成螺纹连接。由于透镜模块 10 的光学区域 3 在装配过程中不 会变形， 因此来自光源 21 的光束可以准确地经过光学区域 3 射出。 0040 尽管在此示出并描述了具体实施例， 但是本领域普通技术人员应该理解的是， 在 不背离本发明的范围的前提下， 各种可选和 / 或等同的实施方式可以代替所描述和示出的 具体实施例。本申请旨在覆。

24、盖本文中所讨论的具体实施例的任何修改或变形。所以， 本发 明旨在仅由权利要求及其等同物限定。 0041 参考标号 0042 1 框架 0043 11 装配区域 0044 12 接合区域 0045 2 主体 0046 3 光学区域 0047 4 定位孔 0048 4 盲孔 0049 5 开口 0050 6 内周壁 0051 7 外周壁 0052 8 边缘区域 0053 10 透镜模块 0054 20 发光装置 0055 21 光源 0056 23 底座 0057 24 螺栓 说 明 书 CN 103791441 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103791441 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103791441 A 8 。