(57)【要約】発光ダイオード（ＬＥＤ）と光学的に透過性のカバーとＬＥＤを支持するためのベースとを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリ。光学的に透過性のカバーはＬＥＤをカプセル入りにし、このカバーのベース部を補強する補強材を含む。ベースは、ＬＥＤに電気的に接続されていて、ベースから延びる導線を含む。カバーを作るために少なくとも一つの支持フレームが実質的に剛性の材料のストリップ上に形成される。上記少なくとも一つの支持フレームはストリップの加工部分に接続される。少なくとも一つのレンズは加工部分に接続された少なくとも一つの支持フレームの上にオーバーモールドされる。オーバーモールドされた支持フレームは、ストリップの加工部分から取り外される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、
ドーム部と、
レンズカバーに構造的完全性を与えるための前記ベース部を補強する支持フレームと、
を含むことを特徴とする発光ダイオードのためのレンズカバー。
【請求項２】
前記支持フレームは、前記ベース部と共に配置されるリングであることを特徴とする
請求項１に記載のレンズカバー。
【請求項３】
前記支持フレームは、（ｉ）前記ベース部に隣接して配置されるものと、（ｉｉ）前記ベース部にすっぽり包み込まれるものとのうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載のレンズカバー。
【請求項４】
前記ベース部は、前記支持フレームの上にオーバーモールドされることを特徴とする請求項１に記載のレンズカバー。
【請求項５】
レンズと前記レンズを構造的に支持するための硬い支持フレームとを有するＬＥＤレンズのためのリードフレーム・ストリップアセンブリであって、
リードフレーム・ストリップと、
前記リードフレーム・ストリップ内に配置される少なくとも一つの支持フレームと、
前記少なくとも一つの支持フレームの上にオーバーモールドされる少なくとも一つのレンズと、
を含むことを特徴とするリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項６】
前記レンズは、ドーム部とベース部とを含み、前記ベース部は、前記少なくとも一つの支持フレームの上にオーバーモールドされることを特徴とする請求項５に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの支持フレームは、（ｉ）前記ベース部に隣接して配置されるものと（ｉｉ）前記ベース部にすっぽり包み込まれるものとのうちの一つであることを特徴とする請求項６に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項８】
前記支持フレームは、前記ベース部と共に環状に配置されるリングであることを特徴とする請求項６に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項９】
前記レンズは、液体シリコーンゴムから形成されることを特徴とする請求項６に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項１０】
上にレンズをオーバーモールドされた二つの支持フレームであって、支持体によって前記リードフレーム・ストリップの加工部分に接続された二つの支持フレームを含むことを特徴とする請求項５に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項１１】
前記加工部分は、前記支持フレームをオーバーモールドするときにピンに位置合わせするための凹部を含むことを特徴とする請求項１０に記載のリードフレーム・ストリップアセンブリ。
【請求項１２】
ＬＥＤと、
補強材を含み、前記ＬＥＤをカプセル入りにする光学的に透過性のカバーと、
前記ＬＥＤを支持するためのベースであって、前記ＬＥＤに電気的に接続された前記ＬＥＤから延びる導線を有するベースと、
を含むことを特徴とする発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリ。
【請求項１３】
前記ＬＥＤと前記導線とを電気的に接続するボンドワイヤを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１４】
前記カバーは、ドーム部と環状ベース部とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１５】
前記補強材は環状に形成され、前記環状のベース部と共に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１６】
前記補強材は、（ｉ）前記環状ベース部に隣接して配置されるものと（ｉｉ）前記環状ベース部によってすっぽり包み込まれるものとのうちの一つであることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１７】
前記カバーの前記ドーム部は、実質的に透明な材料で形成されることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１８】
前記カバーは、シリコーン材料で形成されることを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１９】
硬い材料のストリップを用意するステップと、
前記ストリップの加工部分に接続された、前記ストリップ内の少なくとも一つの支持フレームを形成するステップと、
前記加工部分に接続された前記少なくとも一つの支持フレームの上に少なくとも一つのレンズをオーバーモールドするステップと、
前記ストリップの前記加工部分からオーバーモールドされた支持フレームを取り外すステップと、
を含むことを特徴とするＬＥＤアセンブリを製造する方法。
【請求項２０】
ＬＥＤをカプセル入りにするために、前記オーバーモールドされた支持フレームを使用するステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記オーバーモールドされた支持フレームを取り外して使用する前記ステップは、
前記ストリップの前記加工部分から前記オーバーモールドされた支持フレームを取り外すために真空ピックアンドプレース（真空つまみ上げ配置）を使用するサブステップと、
取り外されオーバーモールドされた支持フレームで前記ＬＥＤをカプセル入りにするために前記真空ピックアンドプレースを使用するサブステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）技術に関し、また特にＬＥＤのためのレンズカバーに関する。本発明は、補強されたレンズカバーと上記補強されたレンズカバーを製造する方法として特定の用途を見出しており、特にこれらを参照して説明されるであろう。しかしながら本発明が他の類似の環境と用途とに関連し得ることは認められるべきである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤアセンブリは一般に、ベースとベースによって支持されるＬＥＤとＬＥＤの上のカバーとを含む。ＬＥＤは典型的には、ＬＥＤに電流を送達するための、ＬＥＤから延びるワイヤリードを有する一片の半導体材料である。カバーは典型的には、ドーム形状を有し、ＬＥＤから放射される光のためのレンズとして機能する実質的に透明な材料である。組み立てられると、カバーとベースはＬＥＤをカプセル入りにするように働き、ＬＥＤを有害な環境的影響から保護する。光学的に透過性のカバーは、更にＬＥＤからの発光を向上させ、またＬＥＤからの外部放射パターンを制御するように働く。
【０００３】
幾つかの設計態様は、ＬＥＤのために適当なカバーを提供することに関係している。カバーは、構造的に丈夫な部材を与えるために十分な剛性を持つべきである。更にカバーは、少なくともある程度実質的に透明であるべきであり、特にカバーが経年してもＬＥＤによって放射される光のスペクトルに悪影響を与えないように光の減衰量を最小にすべきである。今まではこれらの設計態様は、しばしば互いに競合し、すなわちこれらの態様の一つの改善は、これらの態様の別のものを弱めることに対応した。
【０００４】
これらの態様をバランスさせることを試みたＬＥＤカバーは、しばしば製造が困難であった。例えば一つのタイプの従来のカバーは、二つの部分に分けて形成された。この二分割カバーは典型的には、硬い外殻と、内部にＬＥＤ基板のための空間を画定する、シリコーンで形成された柔らかい弾力性のある内殻とを含む。二分割カバーの硬い外殻は構造的に丈夫であることを可能にしているが、柔らかい内殻は、ＬＥＤ基板が損傷される可能性を減らしている。二分割カバーの一つの欠点は、硬い外殻がしばしば低い熱特性を持つことである。したがって製造が比較的容易でありながら、上述の設計態様をバランスさせるＬＥＤカバーの必要性が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述の困難さとその他を克服し、前述およびその他の有利な特徴を与える新しい改良されたレンズアセンブリを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特に、本発明の一態様によれば、発光ダイオードのためのレンズカバーが提供される。本発明のこの態様によればこのレンズカバーは、ベース部と、ドーム部と、レンズカバーに構造的完全性を与えるための上記ベース部を補強する支持フレームと、を含む。
【０００７】
本発明のもう一つの態様によれば、レンズと前記レンズを構造的に支持するためのレンズと硬い支持フレームとを有するＬＥＤレンズアセンブリのためのリードフレーム・ストリップアセンブリが提供される。特に本発明のこの態様によれば、このリードフレーム・ストリップアセンブリは、リードフレーム・ストリップと、このリードフレーム・ストリップ内に配置される少なくとも一つの支持フレームと、を含む。少なくとも一つのレンズは、少なくとも一つの支持フレームの上にオーバーモールドされる。
【０００８】
本発明の更に他の態様によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリが提供される。特に本発明のこの態様によれば、このＬＥＤアセンブリは、ＬＥＤと、光学的に透過性のカバーと、ＬＥＤを支持するためのベースと、を含む。光学的に透過性のカバーは、ＬＥＤをカプセル入りにし、またカバーのベース部を補強するための補強材を含む。ベースは、ＬＥＤに電気的に接続されていて、ベースから延びる導線を有する。
【０００９】
本発明のなお更に他の態様によれば、ＬＥＤカバーアセンブリを製造する方法が提供される。特に本発明のこの態様によれば、実質的に硬い材料のストリップが提供される。少なくとも一つの支持フレームは、ストリップの加工部分に接続されたストリップに形成される。少なくとも一つのレンズは、加工部分に接続された少なくとも一つの支持フレームの上にオーバーモールドされる。オーバーモールドされた支持フレームは、ストリップの加工部分から取り外される。
【００１０】
本発明は、種々の構成要素と構成要素の配置に、また種々のステップとステップの配置に、その形を取り得る。図面は、単に一つ以上の好適な実施形態を例示するためのものであって、本発明を限定するものと考えられるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
さて、図示が単に本発明の一つ以上の好適な実施形態を例示する目的のためであってこれらを限定する目的のためではない図面を参照すると、図１０は一つの好適な実施形態による一般に参照数字１０で示される発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリを示す。ＬＥＤアセンブリは一般に、ベース１４上で支持され、カバーまたはレンズアセンブリ１６によってカプセル入りにされるＬＥＤ１２を含む。カバー１６は、ＬＥＤによって放射される光が透過することを可能にするために光学的に透過性である、および／または少なくともある程度実質的に透明である。以下更に詳細に論じられるように、カバー１６は、カバー１６に構造的剛性を与える、ここでは支持フレームとも呼ばれる補強材（スチフナ）１８を含む。
【００１２】
ベース１４は、ＬＥＤに電流を供給するためにＬＥＤ１２に電気的に接続されている、ベースから延びる導線２０を含む。特に導線２０は、ベースの本体２２を貫通して延びており、ボンドワイヤ２４によってＬＥＤ１２に電気的に接続される。導線２０とボンドワイヤ２４を通して適当な電流が供給されると、ＬＥＤ１２はカバー１６を透過する光を放射する。カバー１６は、ＬＥＤが配置される環境からＬＥＤ１２を保護する働きをする。
【００１３】
更に図１、２を参照すると、カバー１６は、環状のベース部３０とこのベース部から延びるドーム部３２とを形成する柔軟な、および／または弾力性のある材料で形成される。ドーム部３２は、ＬＥＤ１２からの光を平行にするためのレンズとして機能する。部分３０、３２内でカバー１６は、ＬＥＤ１２を受けるためのＬＥＤ空洞３４を画定する。支持フレーム１８は、ベース部３０と共に配置されて、カバー１６に構造的完全性を与えるためにベース部３０を補強する。特に支持フレーム１８は、カバー１６に寸法的安定性を付加するという利点を有する。更に以下詳細に説明されるように、支持フレーム１８は、特にカバー１６がＬＥＤアセンブリの一部として組み立てられるときにカバー１６が更に容易に取り扱われることを可能にする。図示の実施形態では支持フレーム１８は、ベース部３０に隣接して配置されるリングである。特に以下更に詳細に説明されるように、ベース部３０は、支持フレームがドーム部３２に隣接するベース部３０の片側３６に配置されるように、支持フレーム１８の上にオーバーモールドされる。ここで説明される好適な実施形態ではカバー１６は、シリコーンまたは同様な材料で形成され、支持フレーム１８はステンレス鋼または類似の材料で形成される。
【００１４】
図３を参照すると、ベース部３０’とこのベース部から延びるドーム部３２’とを含む代替のカバー１６’が示されている。カバー１６’は任意選択的に、ＬＥＤアセンブリ１０において光学的にカバー１６の代わりに使用される。ドーム部３２と同様にドーム部３２’はＬＥＤからの光を平行にするためのレンズとして機能する。ＬＥＤを受けるためにカバー１６’内に、ＬＥＤ空洞３４’が画定される。カバー１６’は、カバー１６’に構造的完全性を与えるためにベース部を補強するための、ベース部３０’と共に配置される支持フレーム１８を含む。しかしながら支持フレーム１８は、ベース部３０’内に配置される、すなわち支持フレーム１８はベース部３０’の中に、またはベース部３０’によってすっぽり包み込まれる。カバー１６と同様にベース部３０’は、支持フレーム１８の上にオーバーモールドされる。しかしながら支持フレーム１８は、ベース部３０’内に配置されるか、あるいは埋め込まれる。他のほとんどの点でカバー１６’は、カバー１６と同じである。
【００１５】
図４を参照すると支持フレーム１８は、平らなリング、または座金様の構造体として示されている。ここで論じられる図示の実施形態では支持フレーム１８は、環状であって、概ねレンズカバー（１６または１６’）のベース部（３０または３０’）の形に整合する単一の構成要素である。しかしながらベース部が代替の形（楕円、矩形など）を持ち得ることと、フレーム１８がこのような代替の形に整合または補完するように修正できることは、当業者によって理解されるべきである。更に支持フレーム１８が１個以上の小片で形成され得ること、および／またはベース部の形とは異なる形状を持ち得ることは、当業者によって理解されるべきである。支持フレーム１８の目的は、カバーの構造的完全性を改善するベース部に剛性を与えることである。
【００１６】
図５を参照すると、複数のカバーを形成するためにレンズ材料でオーバーモールドされる複数の支持フレーム１８を形成するために、比較的硬いリードフレーム材料４０のロール３８が使用される。特に、この好適な実施形態ではステンレス鋼であるが代替として他の金属、プラスチック、あるいは他の適当な構造材料または基板でも形成できるリードフレーム材料４０のロール３８は、解き広げられて、図６に示す部分的リードフレーム・ストリップ４４にリードフレーム材料４０をせん断または切断するように機能する金属パンチ（打抜き）装置４２を通るように送られる。特にパンチ装置４２は、複数の支持フレーム１８の内径を形成するために内部の空洞または領域４６からリードフレーム材料を除去する。支持フレーム１８の各々の周囲でパンチ装置４２は、リードフレーム１８の外径と複数の支持体５０とを形成するために外側の空洞または領域４８からリードフレーム材料を除去する。支持体５０は、支持フレーム１８をリードフレーム材料４０の残り部分または加工部分５２に接続し、リードフレーム材料４０が更に加工されるときに支持フレーム１８の位置と向きとを維持する。パンチ装置４２はまた、リードフレームの更なる加工時にリードフレーム材料４０の解き広げられた部分を保持および／または位置決めするために使用できる加工部分５２に、ここでは凹部とも呼ばれる複数のピン孔またはガイド孔５４を形成する。好適な実施形態ではリードフレーム材料４０は、特定の用途によって、タイプ、厚さおよび幅が変わり得る。
【００１７】
次にパンチされた（打ち抜かれた）リードフレーム材料４０は、レンズモールド（レンズ成形）装置５６に送られる、または送達される。リードフレーム材料４０はパンチ装置４２からレンズモールド装置５６に直接送られているように図示されているが、パンチされた材料４０はまとめられて、後でレンズモールド装置５６に送り込むために解き広げられることも可能であろう。更に図７を参照すると、レンズモールド装置５６は、解き広げられたリードフレーム材料４０を閉じ込めて、各支持フレーム１８の周りにモールド空洞５８を形成する。図５に示すような好適な実施形態では、モールド空洞５８はレンズモールド装置５６において支持フレーム１８の周りに形成される。モールド空洞５８の各々は、ベース部３０を形成するためのベース空洞部とドーム部３２を形成するためのドーム空洞部とを含む。
【００１８】
空洞５８に関して材料を搬送する湯道部６０に接続された湯口（図示せず）を経由して、ここでは液体シリコーンゴム（ＬＳＲ）とも呼ばれるシリコーン材料がモールド空洞５８に送り込まれ、支持フレーム１８の上に、またはそれと共にオーバーモールドされる。図示の実施形態ではモールド空洞５８は、ベース空洞部が支持フレーム１８に隣接するように、またオーバーモールドがシリコーンベース部を支持フレーム１８に隣接して形成するように支持フレーム１８に関して位置決めされる。代替実施形態ではモールド空洞は、ベース空洞部が支持フレーム１８の周りに配置されるように、また支持フレーム１８をこれらのそれぞれのベース部３２に埋め込むためにオーバーモールドがシリコーンベース部に支持フレーム１８をすっぽり包み込ませるように、支持フレーム１８に関して位置決めされる。加工部分５２の孔５４は、モールド空洞５８に関して支持フレーム１８を位置合わせするためにレンズモールド装置５６のピン６２を受ける。
【００１９】
送出の後、シリコーン材料は、支持フレーム１８に隣接するベース部３０とベース部３０から支持フレーム１８を通って延びるドーム部３２とを形成するために硬化することが可能となる。十分な硬化時間の後に、オーバーモールドされた支持フレーム１８とそれらの対応するリードフレーム材料４０の加工部分５２は、レンズモールド装置５６から除去される。図８、９を参照すると、支持フレーム１８は、湯道部６０と湯口から除去される硬化したシリコーン材料６４、６６（図示せず）によって互いに接続されるカバー１６と共にオーバーモールドされる。オーバーモールドされた支持フレーム１８は、支持体５０によって加工部分５２にまだ接続されている。カバーまたはレンズ１６は各々、支持フレーム１８に隣接してその下に形成されたベース部３０と支持フレーム１８を貫通して突き出るドーム部３２とを含む。
【００２０】
解き広げられてオーバーモールドされたリードフレーム材料４０は任意選択的に、その梱包および／または移送のために種々の長さのストリップ（帯）４４に切断できる。ストリップ４４は、リードフレーム材料の断片が積み重ねられる、そうでなければ巧みに処理されることを可能にする。ストリップに分離した後、あるいは図５に示す加工の継続として、各オーバーモールドされた支持フレーム１８は、その加工部分５２から除去できる。一実施形態によれば、図１１を参照すると、そのカバー１６を有する各オーバーモールドされた支持フレーム１８を取り外すために、真空ピックアンドプレース（つまみ上げ配置）装置７０が使用される。図示のように装置７０は、各カバー１６とその支持フレーム１８とを支持体５０から分離する。それから装置７０は、カバー１６とフレーム１８とを保持しながら適当な位置までカバーとフレームとを回転させ、ＬＥＤ１２をカプセル入りにするためにＬＥＤ１２を有するベース１４の上にカバー１６を置く。装置７０は、各カバー１６とそのフレーム１８とが除去されるときに加工部分５２を適所に保持するために適当なグリップまたは位置決め部材７２を含むことができる。
【００２１】
もう一つの実施形態によれば、図１２を参照すると、装置７０の代わりに装置７０’が使用できる。装置７０’は、ＬＥＤ１２をカプセル入りにするために、支持フレーム１８をその支持体５０から切り離して、その切り離された支持フレーム１８を有するカバー１６をベース１４の上に置くために単一動作を使用するプレス型の装置である。装置７０’に関して支持フレーム１８を位置決めするために、凹部５４にピン７２’が使用できる。下向きのストロークによって装置７０’は、ストリップ４４から各カバー１６を取り外してベース１４の上にそれを置く。
【００２２】
本発明は、好適な実施形態（単数または複数）を参照しながら説明されてきた。前述の詳細な説明を読んで理解すれば、幾つもの修正と変更とが思い浮かぶであろうことは明らかである。このような修正と変更が付属の請求項またはそれらの同等事項の範囲内に入る限りにおいて、本発明はこれらの修正と変更のすべてを含むものと考えられることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態によるベースから延びるドームとベース上でドームの周りに環状に配置された支持フレームとを有するレンズアセンブリの斜視図である。
【図２】図１の線２−２で取られたレンズアセンブリの断面図である。
【図３】本発明のもう一つの実施形態による、ベースから延びるドームとベースにすっぽり包み込まれた支持リングとを有するレンズアセンブリの断面図である。
【図４】支持フレームの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による、リードフレームのロールと、複数のレンズアセンブリを形成するための装置（金属パンチとレンズモールド装置）の部分的模式図である。
【図６】金属パンチによって形成された支持フレームを示す、図５の線６−６に沿って取られたリードフレームのロールの部分的斜視図である。
【図７】レンズモールドにおけるリードフレーム材料を示す、図５の線７−７に沿って取られたリードフレーム材料の部分的平面図である。
【図８】支持フレームの上にオーバーモールドされたレンズを示す、図５の線８−８に沿って取られたリードフレーム材料の部分的平面図である。
【図９】図８のリードフレーム材料の支持フレームの上にオーバーモールドされたレンズの部分的斜視図である。
【図１０】図１のレンズアセンブリを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリを示す図である。
【図１１】リードフレーム材料から１個のレンズアセンブリを取り外し、ＬＥＤベースの上にこのレンズアセンブリを置くことによってレンズアセンブリでＬＥＤをカプセル入りにするための真空ピックアンドプレース（つまみ上げ配置）装置の部分的断面模式図である。
【図１２】リードフレーム材料から１個のレンズアセンブリを取り外し、レンズアセンブリでＬＥＤをカプセル入りにするための代替装置の部分的断面模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007520890.tif 000009
【図８】
2007520890.tif 000010
【図９】
2007520890.tif 000011
【図１０】
2007520890.tif 000012
【図１１】
2007520890.tif 000013
【図１２】
2007520890.tif 000014
【国際調査報告】
2007520890.tif 000015
2007520890.tif 000016
2007520890.tif 000017