[发明专利]照明装置及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明装置和一种装配该照明装置的方法。 

背景技术

当今在照明领域，在LED功效方面获得了持续性的进步。由此可以将LED照明装置应用在越来越多的领域，例如室内照明、户外照明等等，并且也可以用在LCD背光源领域。由于不同的应用场合需要不同的光分布图案，LED组件通常带有特殊形状的透镜，用于获得所期望的光分布图案并且与应用场合相匹配。 

在现有技术中，透镜中用于容纳LED的腔体通常具有比LED略大的体积，以便均衡装配时产生的公差并且避免损坏LED，由此在透镜和LED之间形成有一定的气隙。众所周知的是，空气的折射率为1，而通常用于封装LED的材料的折射率以及透镜材料的折射率较大，例如典型地位于1.4-1.6的范围中，因此得出在LED包封材料和空气之间、以及空气和透镜材料之间的折射率差值较大。在此情况下，由于折射率差值较大而在LED/空气介面和空气/透镜介面处产生了光的耦合损耗，这种耦合损耗可以通过菲涅耳方程计算得出。大部分光线并未通过透镜聚集并且直接朝向预定方向射出，而是被反射到介面中。这样反射的光线的出射方向难于控制，因此导致最终无法获得均匀的光分布图案。 

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种照明装置，这种该照明装置安装简单结构紧凑，并且可以减小透镜和发光模块的包封层之间的耦合损耗并具有较高的光效率和光输出量，有利于抑制反射以实现理想的光分布图案。 

根据本发明提出的照明装置包括透镜、具有包封层的发光模块和电路板，发光模块安装在电路板上并且透镜固定在电路板上以限定出用于容纳具有包封层的发光模块的容纳腔，其中在容纳腔中灌注有透明的填充物，填充物的折射率大于等于透镜的折射率并小于等于包封层的折射率或填充物的折射率大于等于包封层的折射率并小于等于透镜的折射率。 

本发明的构思在于，使高透视性的填充物充满透镜的用于容纳具有包封层的发光模块的容纳腔中，以便消除包封层和透镜之间的气隙。这种填充物的折射率处于包封层折射率和透镜折射率之间；或者在包封层折射率和透镜折射率相等时，这种填充物也具有和两者相等的折射率。由此可以使包封层和透镜的介面处的折射损耗最小化。 

在根据本发明的一个优选的设计中，透镜的折射率和包封层的折射率为1.35至1.65，填充物的折射率在1.35至1.65的范围中。由此可以根据常用的透镜以及包封层的折射率范围来选择具有适合的折射率的填充物。透镜例如可以由PC或类似物制成，包封层可以由环氧树脂或有机硅胶制成。 

在根据本发明的一个优选的设计中，填充物密封地完全充满容纳腔。由此可以消除容纳腔中的气隙，避免由此产生的反射。 

在根据本发明的一个优选的设计中，填充物为以硅树脂为基础的合成液体。优选地，填充物是液态的环氧树脂。这种高透视性的填充物可以良好地降低透镜和包封层之间的耦合损耗。 

在一种优选的情况下，当填充物为液体时，这种液体可以具有热固化的特性，即经过高温可以转换为凝胶、弹性体、橡胶体或者是比较硬的固体。 

在根据本发明的一个优选的设计中，在发光模块和透镜之间安装有密封件。由此可以在透镜和发光模块、特别是包封层的接触区域进行密封，防止液态的填充物从容纳腔中流出。 

在根据本发明的一个优选的设计中，填充物为凝胶。凝胶形式的填充物具有便于填充并且无需密封件的优点。 

在根据本发明的一个优选的设计中，透镜通过机械连接件固定在电路板上。由此可以将透镜例如利用固定螺栓或类似物安装在电路板上，从而和电路板以及固定在其上的发光模块共同形成紧凑牢固的照明装置。 

此外本发明还提出一种装配上述照明装置的方法，包括以下步骤： 

(a)提供具有包封层的发光模块和电路板，其中发光模块安装在电路板上； 

(b)提供形成有相对于电路板限定出用于发光模块的容纳腔的透镜； 

(c)利用透明的填充物填充容纳腔，填充物的折射率大于等于透镜的折射率并小于等于包封层的折射率或填充物的折射率大于等于包封层的折射率并小于等于透镜的折射率； 

(d)将透镜安装在电路板上。 

在根据本发明的另一个优选的设计中，填充物为凝胶。 

在根据本发明的另一个优选的设计中，填充物为液体，其中在步骤(c)中还包括提供在容纳腔和发光模块之间布置的密封件。通过附加地布置密封件可以防止填充在容纳腔中的液体填充物流出。