光发射的光机械系统,该系统的光学耦合器及带该系统的照明装置的制造方法_3

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为何,不是很 大的表面不能平行于抽取方向,而是与抽取方向成一个小角度,称为"起模斜度"。
[0085] 光学禪合器(和/或对准机构)设计的尺寸优选地符合注射模制步骤的相关约束条 件。其主要目的是有利于热塑料注射(其中hm〉0.8 mm)和脱模(入射角队2°且出射角0' > 20° )。此外,还应注意,通过注射模制技术不能生产中空的光学形状。
[0086] 因此,最小起模斜度应该优选地大于0°且优选地至少1°,且甚至至少3°。
[0087] 光学禪合器的折射率典型地在550 nm的情况下为1.5。
[0088] 根据本发明,"毫米级"的此类表达的意思是小于10 mm并且至少1 mm的值。
[0089] 根据本发明,"亚毫米级"的此类表达的意思是小于1 mm的值。
[0090] 根据本发明,"亚厘米级"的此类表达的意思是小于1 cm的值。
[0091] 光学收集器和对准机构牢固地紧固在一起。优选地避免使用如现有技术中的庞大 的且复杂的周围框架形式的附加的紧固轨道。
[0092] 光学收集器优选地直接组装(优选地W机械方式)(装配)到对准机构中,对准机构 的位置靠近周围出口面和/或止挡表面。光学收集器通过它的护套固持在对准机构中,并且 能够容易地进行拆装。
[0093] 对准机构优选地直接组装到禪合器(优选地W机械方式),使得形成禪合器(一体 式零件)的一部分,且最后经由印刷电路板(PCB)类型支撑件添加和紧固禪合器,该PCB类型 支撑件支承例如二极管(LED)的近似点状的光源。
[0094] 对准机构例如通过保持装置(机械装置,例如压板、螺钉、夹紧、棘轮、压配,甚至磁 性或粘接装置)牢固地紧固到光学禪合器,所述装置集成到属于禪合器的止挡表面上,或者 集成到偏离止挡表面并且可选地更靠近禪合器入口的禪合器表面上。
[00M]可替代地,光学禪合器优选地直接组装到对准机构(其集成有止挡表面)上,且最 后对准机构经由PCB类型支撑件添加和紧固(并且对准),该PCB支撑件支承例如二极管 (LED)的近似点状的光源。
[0096] 例如,禪合器集成有机械的保持装置,例如在禪合器的指定部分("凸角"、侧部)中 的凹口、棘轮、紧固肋、压配装置,甚至磁性或粘接装置,其优选地位于周围侧向表面的上方 且在属于对准机构的止挡表面下方(因此连接更靠近禪合器入口)和/或在周围出口面下方 (或在它的侧向延伸部中)。
[0097] 对准机构能够优选地具有下面特征中的至少一个: -由塑料制成的(模制等),尤其是透明的或不透明的聚碳酸醋(PC),并且尤其与禪合器 的材料相同,或者至少材料的热膨胀系数与禪合器相同;W及 -特别地,与禪合器整体成型, 并且为了与光学收集器组装在一起,它优选地具有下面特征中的至少一个: -可变的侧向尺寸(通常为直径),其朝Z增加(与禪合器相隔一距离); -包括用于装配光学禪合器的紧固肋或装置,例如卡销或压配;W及 -在第一区域中环绕护套(尤其是护套的折边镶接区域),并将其紧围在第二区域(称为 紧固区)中(W可拆卸方式装配),第二区域具有充足的长度W确保收集器的机械保持和对 准。
[0098] 例如,光学收集器的剖面是圆形的或六角形的,并且对准机构是圆筒形的。在变型 中,如果收集器是方形的,则对准机构是方形剖面的矩形平行六面体。
[0099] 收集器的收集表面优选地是平坦且光滑的。
[0100] 而且,为了紧凑性并且为了使装配和光学对准更容易,在优选实施例中: -对准机构,其优选地旋转对称并且轴线与轴线化重合,其容纳光学收集器(包括护 套),光学收集器本身优选地旋转对称,并且优选地是一股光纤;W及 -本体和/或对准机构集成有止挡表面; -并且优选地本体集成有对准机构。
[0101] 更优选的是,如果可能,将本体(光学禪合器)集成到对准机构设计中,原因在于W 下几点: -对准机构尺寸非常小(尤其禪合器),因此很难将固定件(例如夹持固定件)集成到系 统中; -固定(例如通过夹持)要求存在机械连接,运些连接的强度不如整体的结构,尤其如果 其经受较大的作用力,例如在安装和拆卸操作过程中可能会产生较大的作用力; -必须生产两个零件,则其必须有两个模具,从而使得加工成本更高且交付时限更长。
[0102] -种可替代方案至少允许保持光学性能(即使其不那么优选),其包括仍然使用两 个独立的零件,即光学禪合器和对准机构,其优选地通过与光源支撑件(PCB)和至少(并且 优选地只有)光学禪合器之间的相互作用来定屯、且彼此对准,并且通过固定到光源支撑件 (PCB)上来沿着化保持固定。
[0103] 发射系统能够包括(近似点状的)光源,特别地,发光二极管(LED): -厚度较小,小于2 mm,可选地包括封装和初级光学器件; -其发光区的中屯、在轴线化上,并且在轴线化上放置成距禪合器的入口中屯、O下方小于 0.4 mm的距离ei; -具有例如FR-4的塑料或陶瓷制成的亚厘米级甚至亚毫米级的底座(或封装),底座本 身安置在光源支撑件(大体平坦的、柔性的或刚性的)上并且电连接至其,该光源支撑件优 选地是称作印刷电路板(PCB)的电路板支撑件,例如其由FR-4或例如侣类的金属制成。
[0104] 优选地,集成有对准机构的光学禪合器能够由此经由禪合器的一个或更多个支承 表面安置在印刷电路板(PCB)支撑件上,该支承表面优选地相对于腔体突出,优选该支承表 面与周围反射表面隔开(在禪合器的入口 0与光源支撑件(PCBK W及甚至光源)之间留出间 隙)。
[0105] 否则,光学禪合器能够组装在对准机构中,该对准机构经由一个或更多个支承区 域安置在光源支撑件上,该支承区域优选地相对于腔体突出,优选该支承区域与周围反射 表面隔开(在禪合器的入口 0与支撑件(W及光源)之间留出间隙)。
[0106] 优选地,集成有对准机构的光学禪合器能够牢固地紧固到光源支撑件(PCB);优选 地,光源支撑件(PCB)和禪合器的一个或更多个区(侧向的,尤其在周围反射表面侧面)(特 别地,相对于腔体突出),包括互补的(阳/阴,压配)组装装置,由此形成近似点状的光源与 光学禪合器的自定屯、系统(侧向制动并且大概沿着化),W及可选地通过额外的锁定装置 (沿着化制动)。
[0107] 否则,光学禪合器能够(牢固地紧固)组装在对准机构中,该对准机构安置在光源 支撑件上(PCB)并且牢固地紧固到光源支撑件(PCB)。优选地,对准机构和光源支撑件(PCB) 的一个或更多个区域包括互补的(阳/阴,具有压配)组装装置,由此形成近似点状的光源 (二极管)与光学禪合器的自定屯、系统(侧向制动并且大概沿着化),W及可选地通过额外的 锁定装置(沿着化制动)。
[0108] 例如,互补的组装装置包括至少两个阳构件,例如禪合器或对准机构的支承禪合 器(两个翼片的背面优选地在透镜的两侧上对准)的两个支承表面上的禅,该禅装配(与其 协作)到光源支撑件(PCB)上,光源支撑件(PCB)为此目的被穿孔(至少形成两个阴构件的盲 孔或穿孔)。例如,更确切地,禪合器或对准机构的支承禪合器(两个翼片的背面优选地在透 镜的两侧上对准)的两个支承表面上的至少两个禅通过它们的锥形的机械加工W压配方式 安装到为此目的被穿孔(盲孔或通孔)的光源支撑件(PCB)上。为了保持在制造公差W内(例 如±100 Ml),光源支撑件中的孔口的直径W此方式进行调整,使得它对应于禅的下部直 径。因为禅的上部直径略微更大,所W运样很好地允许禪合器或对准机构W压配方式安装 在光源支撑件中。
[0109] 因此,能确保S个元件在对准机构中的精确的自定屯、:例如Lm)的光源、光学禪合 器和光学收集器。此外,在装配时,互补的组装装置防止入口侧向表面的侧向移动对光源 (二极管)造成破坏。
[0110] 优选地,使用一次注射模制操作来制造整个系统:光学禪合器-收集器的对准机 构-在支撑件上的支承区和/或固定区和/或相对于光源的定屯、区。
[0111] 期望由对准机构和收集器、禪合器和电路板(PCB支撑件)构成的系统的每一部分 之间的连接/断开连接是容易的。
[0112] PCB支撑件本身能够位于例如金属板的散热器上,特别地,由侣制成。带有散热器 的光学禪合器能够容纳在优选金属的壳体中,该壳体包括开口用于使光学收集器的一部分 (股)从其出来。
[0113] 期望对准机构在收集器上的保持是足够稳固的,使得其无法意外地断开,例如当 向光源支撑件(PCB)施加机械应力时。通过选择凹槽的厚度和/或通过选择护套的外部直径 能够调整保持力。
[0114] 当然,本发明的目的还在于保护可W集成到本发明的上述发射系统中的关键部 分。
[0115] 本发明的一个目标还设及包括如上所述的光机械系统的光学禪合器和对准机构 的组件,所述光学禪合器和对准机构牢固地紧固或能够牢固地紧固(在装配之前)或可选地 形成单件式的,本体或对准机构集成有止挡表面,上述的光学收集器支承在该止挡表面上。
[0116] 当然,光学禪合器,比如对准机构,包括用于定屯、和固定到光源支撑件并且用于光 学收集器在对准机构中的安装和拆卸的上述优选元件。
[0117] 本发明的另外的目标设及如上所述的光机械系统的光学禪合器(单独地),本体优 选地集成有止挡表面,该止挡表面能够支承上述光学收集器。
[0118] 虽然不那么优选,但是光学禪合器能够用在可替代的光机械发射系统中,区别在 于端部表面不是止挡的(但是收集表面保持在6F处,因此接近中屯、出口面)。因此,系统(禪 合器)不包括止挡表面。
[0119] 当然,光学禪合器能够包括用于在光源支撑件上定屯、和固定的上述优选元件。
[0120] 根据本发明的光学收集器能够优选地具有下面特征中的至少一个: -包括(圆形的、六角形的等)一股光纤,光纤的直径优选地小于1 mm,甚至小于750皿; -具有护套,护套设有首先折边镶接(优选地在至少4 mm并且最多8 mm的距离上)然后 未折边镶接(优选地在3 mm并且最多6 mm的距离上)的金属环,从而聚集和保持成股的光纤 (圆形的、六角形的)的端部,光纤布置成至少一个发射带,尤其然后通向光提取介质(优选 薄的)上。
[0121] 收集器能够包括光纤(在优选折边镶接的护套中),其能够独立地或一起优选地具 有下面特征中的至少一个: -具有亚毫米级的直径,尤其750皿并且更优地小于750 wn,优选200到550皿,并且甚 至更优选地约500曲1(通常在470 WIi与530 WIi之间),或甚至250 WIi; -对于直径约500皿(通常在470皿与530 Jim之间)的光纤,每根光纤的平均功率优选 地包括在光源化抓)发射的通量的0.35%与0.46%之间,或者每根光纤的平均功率在直径为 250y m与75化m之间的光源(LED)发射的通量的0.075%与1.35%之间; -具有圆形的、甚至大致圆形的、甚至六角形的或甚至部分圆形W及部分六角形的剖 面,尤其在护套的折边镶接区处;W及 -选择成相同的。
[0122] 光纤能够由构成光纤的忍的矿物质材料或有机材料形成。用于忍的矿物质材料例 如选自包括玻璃、石英和娃石的组。用于忍的有机材料例如选自包括聚甲基丙締酸甲醋 (PMMA)、聚碳酸醋(PC)、环締控聚合物(COP)和含氣聚合物的组。光纤NG具有忍(光导),忍 由折射率低于忍并且能够具有不同性质的包层所覆盖。W尤其合适的忍-包层纤维示例的 方式,能够提到包括聚甲基丙締酸甲醋(PMMA)的忍和例如聚四氣乙締(PTFE)的含氣聚合物 的包层制成的纤维。当使用的纤维是忍-包层纤维时,包层的厚度能够包括在2 WIi和15皿 之间,并且优选地在5皿和10皿之间。
[0123] 护套(优选地尤其是环状的或截锥形的表面)能够完全地包围收集器的收集表面 (收集部分),甚至W分段形式(每一段是环状的或截锥形的等,W弧段的形式)。
[0124] 优选地,金属护套(例如由侣制成)将光纤聚集到Rint约2.5 mm的(大致)圆形的表 面上,W及直径为500 WIi的光纤(例如合成光纤)具有0.5的数字开口(接收角为30°)。此外, 每一收集器(股)包括至少70根光纤,甚至75根光纤。
[0125] 如果减少光纤数量,则能够降低Rint,并且能够优选地添加"牺牲"环,W便维持约 2.5 mm的径向尺寸的折边镶接。
[0126] 根据本发明的发射系统可W包括(薄的)光导,优选地直接地在护套出口处,且然 后照明装置能够包括发射系统和(薄的)光提取介质。优
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