可釋放的光學元件的製作方法

2023-05-18 17:09:06 2

可釋放的光學元件的製作方法
【專利摘要】一種用於可釋放地連接至照明模塊(103)的光學元件(100)，該光學元件包括：具有圓柱形部的外部構件(102)，該圓柱形部具有朝著所述圓柱形部的中心軸線延伸的肩部(104)；具有至少部分地布置在外部構件(102)的圓柱形部內的圓柱形部內部構件(110)；其中光學元件還包括至少一個布置在外部構件的圓柱形部內並與肩部相鄰的可變形構件(108)；並且內部構件和外部構件中的至少一者包括用於調節從照明模塊發射的光的光學構件(120)；並且其中內部構件可在軸向方向上相對於外部構件移動，以在內部構件的圓柱形部的底面與外部構件的圓柱形部的肩部之間壓縮可變形構件。
【專利說明】可釋放的光學元件

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光學元件，並且涉及一種包括這樣的光學元件的照明裝置。

【背景技術】
[0002] 在許多照明應用中，為了達到各種照明效果，理想的是能夠調整和更換照明設備 的不同部件。例如，不同效果可以通過改變諸如反射器或漫射透鏡之類的光學元件來實現。
[0003] 這樣的光學元件通常被擰緊或夾緊在燈座上。安裝和移除光學元件可通過將手指 放置在光學元件周圍來手動完成，或者它可能需要使用工具。
[0004] 此外，為了提供照明設備本身的低的可見輪廓，理想的是將照明設備設置在天花 板或牆壁的凹部內。在照明設備埋頭到周圍的材料中或包圍照明設備的空間以其他方式受 限制的應用中，由於可能需要待被更換的模塊和周圍之間的某一最小距離，一旦照明設備 被安裝，就難以或者甚至不可能使用常規技術來手動更換照明設備的部件。


【發明內容】

[0005] 鑑於現有技術的上面提及的和其他缺點，本發明的一般目的是提供一種改進的光 學元件，從而簡化光學元件在照明模塊上的安裝和拆卸。
[0006] 根據本發明的第一方面，這些和其他目的是通過用於可釋放地連接到照明模塊的 光學元件實現的，該光學元件包括外部構件和內部構件，該外部構件具有圓柱形部，該圓柱 形部具有朝著其中心軸線延伸的肩部，該內部構件具有至少部分地布置在外部構件的圓柱 形部內的圓柱形部。光學元件還包括至少一個可變形構件，該可變形構件布置在外部構件 的圓柱形部內並與肩部相鄰；內部構件和外部構件中的至少一者包括用於調節從照明模塊 發射的光的光學構件。內部構件能在軸向方向上相對於外部構件移動以在內部構件的圓柱 形部的底面與外部構件的圓柱形部的肩部之間壓縮可變形構件。
[0007] 在本上下文中，軸向方向應被理解為沿著圓柱形或圓形物體的圓柱形軸線的方 向。
[0008] 肩部可以在外部構件的圓柱形部的圓周周圍延伸，或者它可以被分段以便覆蓋圓 柱形部的對應於至少一個可變形構件的部分。
[0009] 可變形構件有利地可以是彈性可變形構件，使得當它不再被壓縮時它能恢復到其 原始形狀。
[0010] 本發明基於以下認識，即可變形構件有利地可以用來提供安裝機構，從而允許在 狹窄空間或在希望緊湊照明設備的情況下，容易地將光學元件安裝到照明模塊上。在根據 本發明的實施例的光學元件中，外部構件相對於內部構件在軸向方向上平移，或反之亦然， 使得可變形構件在內部構件和外部構件的肩部之間被壓縮，並且由此在垂直於軸向方向的 方向上被展開以便與照明模塊接觸，使得光學元件通過可變形構件和照明模塊之間的摩擦 可釋放地連接到照明模塊上。此外，可變形構件被固定地連接到內部構件上。
[0011] 本發明的一個優點在於光學元件可以容易地被安裝到照明模塊上，而在安裝期間 沒有使用工具並且無需手動接近照明模塊。此外，在一些實施例中，由於照明模塊上無需特 定的接收部分，因此光學元件可以被安裝到具有不同構造的照明模塊上。另外，由於可變形 構件的變形量決定了光學元件的內徑，因此光學元件可以適於被安裝在具有稍微不同的直 徑的照明模塊上。此外，可變形構件是可以更換的，以允許光學元件的進一步定製，從而通 過提供具有變化內徑的可變形構件在供安裝光學構件的照明模塊的範圍內提供甚至更大 的靈活性。
[0012] 在本發明的一個實施例中，通過內部構件相對於外部構件的旋轉，內部構件可以 優選地能在軸向方向上相對於外部構件移動。
[0013] 根據本發明的一個實施例，內部構件的面對照明模塊的圓柱形部可以包括至少一 個結構，該結構被配置成與照明模塊的至少一個對應結構相互作用，使得在將光學元件安 裝在照明模塊上期間，當外部構件被旋轉時，抑制內部構件旋轉。例如，內部構件和照明模 塊的相互作用結構可以是與照明模塊的相應凹部相互作用的內部構件的突起，使得在光學 元件被安裝在照明模塊上時，內部構件不會相對於照明模塊旋轉。如對本領域技術人員而 言顯而易見的，相反布置同樣可能，其中照明模塊的突起與內部構件的凹部相互作用。本領 域技術人員已知的其他互鎖構造也是可能的。
[0014] 此外，內部構件有利地可以包括螺紋，該螺紋被配置成與外部構件中的相應螺紋 相互作用。相互作用的螺紋被配置成通過相對於外部構件旋轉內部構件提供內部構件在軸 向方向上相對於外部構件的平移，由此提供用於在照明模塊上安裝光學元件的簡明方式。
[0015] 根據一個實施例，內部構件可通過卡口式聯結器與外部構件連接。
[0016] 在本發明的一個實施例中，內部構件的外表面或外部構件的內表面中的至少一者 可以有利地包括柔性槽，該柔性槽被配置成當內部構件被布置在外部構件內時，與相對表 面相互作用，通過作用在柔性槽與相對表面之間的摩擦力使得內部構件相對於外部構件保 持就位。有利的是，能夠通過簡單地朝著照明模塊推動光學元件來安裝該光學元件。例如， 這樣的解決方案可以通過在相對表面中的至少一個相對表面上提供柔性槽、脊部或其他突 起來實現，然後這些柔性槽、脊部或其他突起與相對表面相互作用，使得當光學元件被安裝 在照明模塊上時，摩擦力保持內部構件和外部構件的相對位置。相對表面也可以包括類似 的柔性槽，或者相對表面可以包括剛性結構或突起。然而，相對表面同樣也可以是平坦表 面。
[0017] 在本發明的一個實施例中，光學元件可以包括槓桿，該槓桿可樞轉地連接至外部 構件並且連接至連接構件，該連接構件繼而可樞轉地連接至內部構件，槓桿被布置成使得 槓桿的朝著外部構件的圓柱形部的中心軸線的運動相對於外部構件在軸向方向上平移內 部構件，以在內部構件的圓柱形部的底面與外部構件的圓柱形部的肩部之間壓縮可變形構 件。槓桿機構有利地可用於將光學元件連接至照明模塊。在槓桿閉合期間，槓桿和連接構 件之間的鉸鏈可以優選地通過平衡點，使得在已通過平衡點之後，槓桿被迫朝著閉合位置， 從而消除對單獨的鎖定特徵部的需要。一個或多個槓桿可以被布置成使得它們能夠從光學 元件外部被接近，以便避免在安裝期間形成與光學元件內部的敏感部件，諸如反射器的任 何接觸。
[0018] 在本發明的一個實施例中，可變形構件可以有利地是沿著外部構件的圓柱形部的 圓周布置的可變形環。此外，可變形環可以是可更換的，使得通過提供具有合適內徑的可變 形環，相同的光學元件可以與具有不同直徑的照明模塊一起被使用。此外，柔性構件可以有 利地是彈性環。
[0019] 在本發明的一個實施例中，光學構件可以有利地包括反射器。反射器可以例如是 外部構件的一部分，或者它可以被附接至外部構件。通過允許簡單地更換反射器，反射器可 以被用來改變從照明模塊發射的光的形狀。包括上述光學元件的照明設備可以很容易地根 據希望的光分布被修改。
[0020] 在本發明的一個實施例中，光學構件可以包括漫射元件、磷光元件和/或透鏡。以 類似於反射器的方式，不同的漫射元件、磷光元件和透鏡可以有利地被用來可控地從照明 設備獲得希望的顏色和光分布特性。因此，由於不必為了改變照明特性而改變整個照明設 備，照明設備的容易修改提高了靈活性。
[0021] 根據本發明的另一方面，提供了一種照明裝置，該照明裝置包括照明模塊和根據 前述實施例中的任一實施例所述的光學元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 現在，將參考示出發明的實施例的附圖更詳細地描述本發明的這個和其他方面， 其中：
[0023] 圖1示意性地示出了根據本發明的實施例的光學元件的分解視圖；以及
[0024] 圖2a和圖2b示意性示出了根據本發明的實施例的光學元件；
[0025] 圖3a和圖3b是根據本發明的光學元件的替代實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 在當前的詳細描述中，將主要參照用於可釋放地安裝在照明模塊上的光學元件來 描述光學元件的各種實施例。
[0027] 在圖1中的分解視圖中，示意性地示出了根據本發明的實施例的光學元件100。光 學元件100包括外部構件102、內部構件110、可變形環108和光學構件120。
[0028] 外部構件102繼而包括圓柱形部和肩部104,該圓柱形部在其內表面上設有螺紋 106,該肩部104朝著圓柱形部的中心軸線延伸。內部構件在其外表面上設有用於嚙合外部 構件102的螺紋106的相應螺紋112。此外，可變形環被布置在內部構件110的圓柱形部的 底部和外部構件102的肩部104之間。
[0029] 圖1還示出了可以供安裝光學元件的照明模塊103。例如，照明模塊103可以如在 此所示的被布置在燈座101內。通常，一個或多個諸如LED之類的光源114被布置在照明 模塊上。
[0030] 光學元件100的安裝包括：相對於內部構件110旋轉外部構件102,照明模塊103 具有突出結構116,該突出結構116被配置成與內部構件110上的凹部118相互作用，使得 當光學元件100被安裝到照明模塊103上時，抑制內部構件110相對於外部構件102的旋 轉。
[0031] 光學構件120的目的是調節從照明模塊103發射的光，並且光學構件120例如可 以是濾色鏡、漫射元件、透鏡、反射器或任何其他本領域技術人員已知的光調製結構。在本 實施例中，光學構件120被預附接至外部構件102。然而，光學構件120可以通過本領域技術 人員已知的、適合在手邊的具體應用的任何裝置被固定至或可釋放地連接至外部構件102。
[0032] 圖2a示意性地示出了布置在結構200,諸如天花板或牆壁中的光學元件100和照 明模塊103。在某些應用中，可能希望將照明模塊103布置在結構200的凹部中，以便減少 圖2a所示的由照明模塊103和光學元件100形成的照明設備的可見輪廓。
[0033] 圖2b示出了光學元件100如何被安裝到照明模塊103上。由於光學元件100被 放置成與照明模塊103接觸，因此照明模塊103的突起116與內部構件110中的凹部118 接合，使得抑制內部構件110相對於照明模塊103的旋轉。接下來，外部構件102相對於內 部構件110以及相對於照明模塊103旋轉。螺紋106和112被配置成使得旋轉導致外部構 件102相對於內部構件110的平移。該平移提供可變形構件108在內部構件110和外部構 件102的肩部104之間的壓縮，使得可變形構件108在朝著圓柱形軸線的方向上展開並且 接觸到照明模塊103。因此，光學元件100通過作用在可變形構件108和照明模塊103之間 的摩擦力在照明模塊103上被保持就位。可變形構件108例如可以是橡膠環。
[0034] 圖3a和3b是示出本發明的實施例的剖面圖的示意圖，其中，光學元件100包括槓 杆302,該槓桿可樞轉地連接至外部構件304和連接構件308,該連接構件308繼而被可樞 轉地連接至內部構件306。槓桿302被布置成使得槓桿302的朝著圓柱形軸線的運動在軸 向方向上相對於外部構件304平移內部構件306,以便在內部構件306的圓柱形部的底面和 外部構件304的圓柱形部的肩部104之間壓縮可變形構件108。因此，外部構件304包括開 口 310,該開口允許槓桿302和連接構件308的樞轉運動。
[0035] 在光學元件沒有被安裝到照明模塊上的情況下，槓桿302處於打開位置，如圖3a 所示。當槓桿302在朝著外部構件304的方向上被移動時，內部構件306經由連接構件308 被平移，使得可變形構件108在內部構件306和外部構件304的肩部104之間被壓縮，並且 可變形構件108在朝著圓柱形軸線的方向上被展開，從而與照明模塊103接觸。此外，在槓 杆302閉合期間，槓桿302和連接件308之間的鉸鏈可優選地通過平衡點，使得在已通過平 衡點之後，槓桿302被迫朝著閉合位置，從而消除了對單獨的鎖定特徵部的需要。圖3b示出 了光學元件100被安裝在照明模塊103上的情況。圖3a和3b中示出的除槓桿機構以外的 光學元件的所有部件都將被理解為對應於與圖1所示光學元件類似的光學元件的圓柱形。
[0036] 本領域技術人員認識到，本發明決不局限於上述的優選實施例。相反，許多修改和 變化在所附權利要求的範圍內是可能的。例如，內部構件和外部構件可以通過卡口式聯結 器連接。另選地，安裝可通過"推進"機構來執行，其中內部構件和外部構件通過柔性脊部 相互作用從而在內部構件相對於外部構件被壓下以便壓縮可變形構件時保持在安裝位置。
【權利要求】
1. 一種用於可釋放地連接至照明模塊（103)的光學元件（100)，所述光學元件包括： 外部構件（102)，所述外部構件具有圓柱形部，所述圓柱形部具有朝著所述圓柱形部的 中心軸線延伸的肩部（104); 內部構件（110)，所述內部構件具有至少部分地布置在所述外部構件（102)的所述圓 柱部內的圓柱形部； 其中，所述光學元件還包括至少一個可變形構件（108)，所述可變形構件布置在所述外 部構件的所述圓柱形部內並與所述肩部相鄰；並且 所述內部構件和所述外部構件中的至少一者包括用於調節從所述照明模塊發射的光 的光學構件（120);並且 其中，所述內部構件能在軸向方向上相對於所述外部構件移動，以在所述內部構件的 所述圓柱形部的底面與所述外部構件的所述所述圓柱形部的所述肩部之間壓縮所述可變 形構件。
2. 根據權利要求1所述的光學元件（100)，其中通過所述內部構件（110)相對於所 述外部構件（102)的旋轉，所述內部構件（110)能在所述軸向方向上相對於所述外部構件 (102) 移動。
3. 根據權利要求2所述的光學元件（100)，其中所述內部構件（110)的面向所述照明 模塊（103)的所述圓柱形部包括至少一個結構（118)，所述結構被配置成與所述照明模塊 (103) 的至少一個對應結構（116)相互作用，使得在所述照明模塊（103)上安裝所述光學元 件（100)期間，當所述外部構件（102)被旋轉時，抑制所述內部構件（110)的旋轉。
4. 根據權利要求2或3所述的光學元件（100)，其中所述內部構件（110)包括螺紋 (112)，所述螺紋被配置成與所述外部構件（102)中的相應螺紋（106)相互作用。
5. 根據權利要求2或3所述的光學元件（100)，其中所述內部構件（110)通過卡口式 聯結件被連接至所述外部構件（102)。
6. 根據權利要求1所述的光學元件（100)，其中所述內部構件的所述外表面和所述外 部構件的所述內表面中的至少一者包括柔性槽，所述柔性槽被配置成當所述內部構件被布 置在所述外部構件內時與相對表面相互作用，使得通過作用在所述柔性槽和所述相對表面 之間的摩擦力，所述內部構件相對於所述外部構件保持就位。
7. 根據權利要求1所述的光學元件（100)，還包括槓桿（302)，所述槓桿可樞轉地連接 至所述外部構件（304)和連接構件（308)，所述連接構件（308)繼而可樞轉地連接至所述內 部構件（306)，所述槓桿（302)被布置成使得：所述槓桿（302)的朝著所述外部構件（304) 的所述圓柱形部的所述中心軸線的運動在所述軸向方向上相對於所述外部構件（308)平 移所述內部構件（306)，以在所述內部構件（306)的所述圓柱形部的底面與所述外部構件 (304)的所述圓柱形部的所述肩部（104)之間壓縮所述可變形構件（108)。
8. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述可變形構件為沿著 所述外部構件的所述圓柱形部的圓周布置的可變形環（108)。
9. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述柔性構件為彈性 環。
10. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述外部構件包括反 射器。
11. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述外部構件包括漫 射元件。
12. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述外部構件包括磷 光元件。
13. 根據前述權利要求中的任一項所述的光學元件（100)，其中所述外部構件包括透 鏡。
14. 一種照明裝置，所述照明裝置包括照明模塊（103)和根據前述權利要求中的任一 項所述的光學元件（100)。
【文檔編號】F21V17/00GK104114933SQ201380008868
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年1月25日 優先權日:2012年2月9日
【發明者】M·P·科裡尤森, W·P·卡恩多普 申請人:皇家飛利浦有限公司