專利名稱：改進的led透鏡的制作方法
改進的LED透鏡本發明涉及照明領域，特別是一種改進的LED透鏡，可用于與各種形式的照明裝置和體結合的照明系統。由同一申請人申請的意大利專利申請CR2009A000023公開了 LED透鏡組，其由塑性材料構成，如甲基丙烯酸酯，設計成與單個LED組結合用于產生特殊的光學和燈光效果。所述透鏡組基本包括內部光學體、側壁和頂部閉合壁。所述光學體具有基本截頭圓錐形或拋物面形狀，并配備一與所述頂部閉合壁結合的較大的基部和一具有一 LED可插入的特殊凹槽的較小的基部。 所述LED與其他LED組一起，連接到電路板上，電路板聯接到支撐基部上。所述頂部閉合壁具有一表面，該表面光滑或加工有規則的幾何凹凸圖案，用于引導各種規格LED發射的光。所述側壁設計成環繞光學體，用于防止灰塵、水蒸氣和氣體污染同一光學體并減少透鏡的功效，在同一透鏡中劃分明確的空間。尤其是，透鏡在適當的位置時，上述空間體積包括頂部閉合壁、光學體側表面、側壁內表面和聯接到支撐基部的電路板表面之間。上述側壁與光學體和頂部閉合壁集成為一體，形成一個單一的塊元件，其包括多個支撐腿，用于插入支撐基部上提供的對應的孔中。這些LED透鏡具有一些限制和缺點。當安裝在LED上時，每個透鏡環繞填充空氣的空間體積，當LED容納在其中時，開關時或周圍環境溫度突然改變時，空氣由于溫度差可以膨脹或壓縮。隨后產生在透鏡中的壓力或真空可以引起空氣、氣體、水蒸氣和灰塵進入并可以影響連接的LED的操作。在極端情況下，還能導致由薄的甲基丙烯酸酯表面制成的透鏡的側壁破裂。因此，這種透鏡無法完全隔絕LED在那的氣體、灰塵或液體，也不能在保持裝配無改變期間結合在透鏡下方的空氣體積。透鏡裝配到LED上期間，可能插入壁的底邊和結合到支撐基部上的電路板的表面之間的密封材料，然而，安裝表面大大減少，表現為側壁的厚度，從而密封不能保證。總之，這些透鏡應用在照明裝置中影響其在環境中的使用，具有爆炸的危險，但隨著密封罩的使用，由于密封罩昂貴且影響發光效率，大大限制了其應用，如在工業領域中。本發明的目的在于消除這些缺點，相對常規透鏡提高功能特性。特別是，本發明旨在-最小化容納在透鏡中的空氣體積，以預防過度的正和/或負氣壓變化；-使透鏡完全密封氣體、灰塵和液體，提供更寬的密封表面；-加強連接壁，增加其上的機械阻力。這些目的通過改進的LED透鏡來獲得，其包括-一個基本截頭圓錐形或環形拋物面形的光學體，其具有面朝外部的較大基部和一個在特殊凹槽中容納連接到電路板上的LED的較小的基部，電路板聯接到支撐基部上；-一頂部閉合壁連接到光學體的較大的基部上；
-側壁，與光學體和頂部閉合壁集成在一起，用于界定空間體積，所述空間體積包括光學體的側表面、所述壁的內表面、頂部閉合壁和連接到支撐基部的電路板的表面之間；其特征在于，包括一固體狀塊，用于填充空間體積并與側壁結合，隨后通過插入合作。根據本發明的一個優選方面，面對于電路板的塊的表面安裝在與側壁的底邊相同高度。根據本發明的另一個優選方面，所述塊包括多個支撐腿，用于插入電路板和/或 支撐基部上提供的對應孔中。有利地，塊由高阻抗材料制成，優選聚合物，更優選聚碳酸酯。上面提到的結構方面產生的優勢在于獲得更好的透鏡功能特性。特別是，聚碳酸酯塊-基本將由透鏡環繞的空氣體積減少到零，并防止危險的、由于空氣體積的膨脹和壓縮的突然壓力變化的開始。-提供較大的安裝表面，其上，密封材料用于形成LED的完全密封，并使透鏡隔絕氣體、灰塵和液體；-加強側壁，將更大的機械阻力分給所有透鏡。此外，支撐腿直接位于塊上，而不是側壁上，使透鏡定位在LED上更容易，分成兩個步驟第一步，將塊應用并密封到LED上，第二步，通過插入聯接到單個塊透鏡元件的塊上，單個塊透鏡元件由光學體、側壁和頂部閉合壁組成。如果密封材料用于隔絕LED，直接應用到塊上更容易，劑量更易控制，由于單個塊元件僅在遲些時間定位，保護免受由于材料過量可能泄露形成的污染。參考附圖，通過示意性和非限定性的例子組成的優選實施例的描述，更清楚顯示了本發明的這些或另外的優點，其中圖I顯示了根據本發明的LED透鏡沿垂直平面的局部分解剖視圖；圖2顯示了裝配使用中的改進的LED透鏡沿垂直平面的剖視圖；圖3顯示圖I的透鏡的局部軸側剖視圖；圖4和5分別顯示了根據本發明的改進LED透鏡組件的俯視圖和仰視圖。參考
圖1-3，改進的LED透鏡基本包括光學體2、側壁7和頂部閉合壁13，相互集成形成一個單一的塊兀件。光學體2為基本截頭圓錐形或環形拋物面形，并具有一面朝外的較大的基部3和一用于在特殊凹槽5中容納使用中的LED的較小的基部4。所述LED L連接到電路板6，電路板聯接到合適的支撐基部11。連接到較大的基部3的頂部閉合壁13也具有光學功能，光滑并適合加工有規則的幾何凹凸塊，以合適的引導由LED發射的光。側壁7用于將光學體2與外部環境分隔，界定空間體積V，空間體積包括頂部閉合壁13、光學體2的側表面2'、側壁7的內表面T和LED L連接到的電路板6的表面之間的空間。透鏡I進一步包括固體狀塊8，用于填充單個塊元件的空間體積V，單個塊元件包括光學體2、連接壁7和頂部閉合壁13，通過插入與壁7結合。特別是，面對電路板6的塊8的表面8'安裝在側壁7的底邊7"相同高度，并具有與邊7 "的表面相比大很多的表面，從而在板6或支撐基部11上提供相當大的支撐面積。因此，表面8,允許將塊8連接到密封氣體、水蒸氣和灰塵的板6或基部11上，歸功于彈性密封層12，如醋酸基硅樹脂的介入。塊8進一步包括多個支撐腿9，用于插入在支撐基部11和可選地在電路板6上提供的對應的孔10內。特別參考圖4和5，塊8由特殊抗力的塑性聚合物，如聚碳酸酯組成，具有主表面8',表面8'適于面對電路板6,基本為方形,具有一中心孔,適于容納光學體2的較小的基 部4，且支撐腿9安裝在該表面的四個角上。LED L用的改進透鏡大體為一具有四邊的正多邊形，根據結構需要或不同燈光效果的不同可能的應用，透鏡可以方便地選擇六邊形、八邊形或環形。因此，面對電路板的塊表面根據塊安裝的LED透鏡的大體形狀選擇不同的多邊形。頂部閉合壁13的表面可以是光滑的或無差別加工，當然本發明可以有幾個形狀、尺寸和加工版本，調整適應不同的LED照明裝置的插入。一種應用本發明的方法如下。第一步，將電路板6聯接到支撐基部11，特別小心在兩個部件上的配合孔10，其中，LED L已連接到電路板6上。隨后，塊8連接到電路板6，對應于LED L，將支撐腿9插入孔10。為了確保LED L與周圍環境完全隔絕，塊8的主表面V放置到電路板6的外表面上時，必需插入密封材料層12。密封材料具有彈性，用于補償和吸收支撐基部和電路板的熱膨脹，并防止透鏡的分離或微觀裂紋的形成。優選，彈性密封材料是醋酸基硅樹脂。隨后，由光學體2、側壁7和頂部閉合壁13組成的透鏡I的單個塊元件通過插入被插入成形塊8上，將透鏡I的壁7的底邊7"靠在電路板6或支撐基部11的外表面上。塊8完全占有了側壁、頂部閉合壁、光學體和電路板之間的空間體積V，阻止透鏡中的空氣，除了很少的且不重要的數量。已安裝的透鏡和其上有LED的電路板之間的接觸和密封表面很寬，從而確保良好的空氣和機械密封。單個LED完全與周圍環境隔離，確保整個透鏡最大限度地密封以隔絕氣體、灰塵和液體，并且確保隨著時間推移發光效率良好，在短路或LED失效的情況下也不會有破裂或爆炸的風險。本領域技術人員很清楚，除了具有一單個光傳播元件，本發明還與多個LED合作，來制作吊燈、燈具和真實的發光體，最為豐富的形狀和尺寸，都能獲得上面描述的優點。
權利要求
1.用于LED(L)的改進的透鏡(1)，包括 -一個基本截頭圓錐形或環形拋物面形的光學體(2)，其具有面朝外部的較大的基部(3)和一個在特殊凹槽(5)中容納連接到電路板(6)上的LED (L)的較小的基部(4)，電路板(6)聯接到支撐基部(11)上； -一頂部閉合壁(13 )，連接到光學體(2 )的較大的基部(3 )上； -側壁(7)，與光學體(2)和頂部閉合壁(13)集成在一起，用于界定空間體積(V)，所述空間體積(V)包括光學體(2)的側表面(2')、所述壁(7)的內表面(7')、頂部閉合壁(13)和連接到支撐基部(11)的電路板(6)的表面之間的空間； 其特征在于，包括一固體狀塊(8)，用于填充空間體積(V)并與側壁(7)結合，通過插入合作。
2.根據權利要求I所述用于LED(L)的改進的透鏡(1)，其特征在于，面對于電路板(6)的塊(8)的表面(8')安裝在與側壁(7)的底邊(7')相同高度。
3.根據權利要求I所述用于LED(L)的改進的透鏡(1)，其特征在于，所述塊(8)包括多個支撐腿(9 )，用于插入電路板(6 )和/或支撐基部(11)上提供的對應孔(10 )中。
4.根據權利要求I所述用于LED(L)的改進的透鏡(1)，其特征在于，所述塊(8)由高阻抗材料制成。
5.根據權利要求4所述用于LED(L)的改進的透鏡(1)，其特征在于，所述塊(8)由聚合材料材料制成。
6.根據權利要求5所述用于LED(L)的改進的透鏡(I)，其特征在于，所述聚合材料材料是聚碳酸酯。
7.LED照明燈具，其特征在于，包括根據前述權利要求其中之一的用于LED (L)的改進的透鏡(I)。
全文摘要
本發明涉及照明領域，著眼在用于LED(L)的改進的透鏡(1)，包括一個基本截頭圓錐形或環形拋物面形的光學體(2)，其具有面朝外部的較大的基部(3)和一個在特殊凹槽(5)中容納連接到電路板(6)上的LED(L)的較小的基部(4)，電路板(6)聯接到支撐基部(11)上；一頂部閉合壁(13)，連接到光學體(2)的較大的基部(3)上；側壁(7)，與光學體(2)和頂部閉合壁(13)集成在一起，用于界定空間體積(V)，所述空間體積(V)包括光學體(2)的側表面(2′)、所述壁(7)的內表面(7′)、頂部閉合壁(13)和連接到支撐基部(11)的電路板(6)的表面之間的空間；其中透鏡(1)包括一固體狀塊(8)，用于填充空間體積(V)并與側壁(7)結合，通過插入合作。
文檔編號F21V5/04GK102971585SQ201180019294
公開日2013年3月13日 申請日期2011年4月13日 優先權日2010年4月16日
發明者盧西娜·范德瑞尼, 塔蒂阿娜·范德瑞尼, 維多利亞·范德瑞尼 申請人:盧西娜·范德瑞尼, 塔蒂阿娜·范德瑞尼, 維多利亞·范德瑞尼