СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ
LED MODULE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится области световых модулей, использующим светоизлучающие диоды (светодиоды), и, в частности, - к светодиодным модулям, содержащим светодиоды, установленные на печатной плате (PCB).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Покрытые линзовой пластиной светильники обычно включают в себя светодиодные модули, установленные в корпусе или на опорном механизме без дополнительного экранирования или защиты светоизлучающей поверхности светодиодного модуля. Как таковой, покрытый линзовой пластиной светильник может иметь меньшее количество частей, чем другие световые приборы, что приводит к меньшей стоимости светильника с повышенным световым выходом и с улучшенным профилем светового пучка.
Используемые в покрытых линзовой пластиной светильниках известные светодиодные модули содержат светодиодный источник света и оптический светопропускающий покрывающий элемент (далее называемый оптической покрывающей пластиной). Светодиодный источник света обычно содержит печатную плату с установленным на ней множеством светодиодов, причем, упомянутые светодиоды выполнены с возможностью вывода света из светоизлучающей поверхности печатной платы. Как вариант, такие светодиодные модули, как известно, дополнительно содержат элементы теплового управления, например, теплоотвод.
Использование оптической покрывающей пластины для того, чтобы покрывать установленные на печатной плате светодиоды, обычно вносит оптические потери величиной порядка 5-10%. Из-за ограничений на светильники по размеру и по весу такие потери не могут быть компенсированы установкой большего количества светодиодов или их возбуждением более высоким током.
Далее, использование одной оптической покрывающей пластины для того, чтобы покрывать относительно большую печатную плату, не приемлемо, поскольку большие оптические пластины невозможно изготавливать посредством формования под давлением. Кроме того, большие покрывающие пластины могут привносить проблемы, связанные с их выставкой между оптическими элементами оптической покрывающей пластины и светодиодами, обусловленные допусками, различиями в тепловом расширении и (или) в возникающих напряжениях из-за разницы в тепловом расширении.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение определено пунктами формулы изобретения.
В соответствии с первым объектом настоящего изобретения обеспечен светодиодный модуль, содержащий печатную плату со множеством установленных на ней светодиодов, и первую и вторую оптические покрывающие пластины, при этом каждая содержит оптически светопропускающий участок и связана с печатной платой таким образом, чтобы покрывать соответствующий поднабор множества светодиодов, в котором первая и вторая оптические покрывающие пластины имеют дополняющие геометрические очертания, так что они являются самоустанавливающимися по двум осям, при этом каждая из первой и второй оптических покрывающих пластин дополнительно содержит соответствующий уплотнительный паз, окружающий соответствующий поднабор множества светодиодов, и в котором взаимно дополняющие геометрические очертания перекрывают соответствующие уплотнительные пазы первой и второй оптических покрывающих пластин с формированием одного интегрального уплотнительного паза.
Предложенное представляет собой концепцию для покрытия множества (обеспеченных на печатной плате) светоизлучающих диодов посредством многочисленных оптических покрывающих пластин. Варианты осуществления могут обеспечить возможность покрытия больших печатных плат оптическими покрывающими пластинами там, где практически нецелесообразно или невыполнимо покрывать печатные платы, например, только одной оптической покрывающей пластиной. Правильная и должная выставка оптических покрывающих пластин может быть обеспечена посредством идеи выполнения этих оптических покрывающих пластин таким образом, чтобы они мели взаимно дополняющие формы, так чтобы они могли самоустанавливаться по отношению к друг другу в двух ортогональных осях (например, по оси Х и по оси Y). Другими словами, варианты осуществления могут содержать оптические покрывающие пластины, которые, когда находятся в должным образом взаимно приложенном положении, выполнены с возможностью покрытия обеспеченных на печатной плате светоизлучающих диодов. Печатная плата обычно содержит порядка от нескольких десятков до нескольких тысяч установленных на ней светодиодов. В зависимости от количества светодиодов и их взаимного удаления покрытие светодиодов достигается некоторым количеством оптических покрывающих пластин, при этом упомянутое некоторое количество покрывающих пластин исчисляется от двух до около сотни. Другими словами, количество светодиодов, содержащихся в подмножестве, покрытом одной покрывающей пластиной, составляет по меньшей мере двенадцать, предпочтительно, - по меньшей мере 24, например 40, но может доходить до около 300 светодиодов.
Таким образом, предложена концепция, которая находится между нежелательными крайностями (i) покрытия каждого отдельного светодиода своей собственной соответствующей оптической покрывающей пластиной, и (ii) покрытия всех светодиодов на большой печатной плате одной оптической покрывающей пластиной, что влечет за собой проблемы, упомянутые при описании уровня техники. Посредством конфигурации множества оптических покрывающих пластин таким образом, чтобы они имели взаимно дополняющие геометрические очертания (такие, как с совпадающими формами кромок, выполненных, например, с возможностью взаимно подходить одна к другой), эти оптические покрывающие пластины могут быть приставлены одна к другой в виде черепицы, таким образом, что кромки оптических покрывающих пластин при этом могут быть взаимно связанными и (или) легко выставленными между собой.
В общем, взаимно сцепляемые геометрические элементы содержат выступ, образованный с возможностью продолжения от боковой стороны первой оптической покрывающей пластины (с одной стороны) и выполненный с возможностью сцепления с уплотнительным пазом или к каналом с отверстием, образованным в боковой стороне уплотнительного паза второй оптической покрывающей пластины. Такие выступы иначе следует понимать как выступ, фланец или нарост, который продолжается под углом от кромки оптической покрывающей пластины. Поэтому каждый выступ можно рассматривать как охватываемую соединительную часть, которая выполнена с возможностью сцепления с охватывающей соединительной частью смежной оптической покрывающей пластины. В частности, уплотнительный паз в поперечном сечении, перпендикулярном направлению длины паза, имеет U-образную форму. Эта U-образная форма может рассматриваться как две стойки буквы U, взаимно соединенные между собой посредством основания упомянутой буквы U. Каждая пара взаимно сцепляемых геометрических элементов содержит выступ и углубление. Каждый выступ представляет собой мостиковый канал, который соединяет уплотнительные пазы двух смежных взаимно соединенных оптических покрывающих пластин и образует с ними непрерывный окаймленный стенкой канал. С другой стороны, углубление представляет собой прорезь в виде впадины в одной стенке U-образного уплотнительного паза. Основание уплотнительного паза выполнено почти вровень с основанием соединительного канала. Следовательно, когда две оптические покрывающие пластины соединены посредством своих взаимно сцепляемых геометрических элементов, соответствующие уплотнительные каналы каждой покрывающей пластины взаимно соединены друг с другом через соединительный канал и образуют один общий уплотнительный паз для взаимно соединенных оптических покрывающих пластин. Вместо расположения уплотнительного элемента и взаимно сцепляемых геометрических элементов рядом друг с другом, что требует относительно большого пространства, их функции объединены в одной части, то есть, в соединительном канале, что требует относительно малого места. Таким образом, появилась возможность поддерживать герметичность каждой оптической пластины с относительно плотной упаковкой светодиодов, но без проблем, связанных с тепловым расширением одной оптической пластины, и без проблем трудоемкого изготовления, связанного с покрытием каждого отдельного светодиода своей собственной соответствующей оптической пластиной.
Таким образом, несколько оптических покрывающих пластин могут быть благоприятно расположены в плоскости горизонтальных осей, например, таким образом, чтобы они были выставлены относительно обеспеченного на печатной плате множества светодиодов. Например, множество оптических покрывающих пластин могут быть приставлены одна к другой и расположены таким образом, что, если смотреть прямо сверху (т.е. чтобы получился вид в плане), то эти оптические покрывающие пластины представляли бы собой мозаику. Расположением оптических покрывающих пластин в виде мозаики может быть достигнута экономия пространства (например, площадь занимаемой поверхности).
Далее, оптические покрывающие пластины могут быть расположены таким образом, чтобы между смежными кромками оптических покрывающих пластин был по существу нулевой зазор. Однако на практике может быть трудно идеально выставить смежные кромки, чтобы иметь нулевое боковое разделение или нулевое перекрытие. Поэтому в вариантах исполнения изобретения оптические покрывающие пластины могут слегка перекрываться или в некоторых местах могут быть разделены в боковом направлении на незначительную или небольшую величину. Например, между смежным кромками первой и второй оптических покрывающих пластин может быть боковое разделение или перекрытие, и это боковое разделение или перекрытие может быть меньше, чем 10% от боковой ширины одной оптической покрывающей пластины. В вариантах осуществления может быть предпочтительным уменьшить такое разделение или перекрытие до минимальной величины (например, до менее чем 5% от боковой ширины одной оптической покрывающей пластины, и еще более предпочтительно - до менее чем 1% от боковой ширины одной оптической покрывающей пластины).
Светодиодные источники света по настоящему описанию могут быть светодиодами любого типа, такими как типа "перевернутого чипа кристалла" - Flip Chip (тонкопленочный Flip Chip), светодиодами на структурированной сапфировой подложке, с верхним соединением/верхним испусканием, с соединением верх-низ. Кроме того, источник света может использоваться как в виде чистого кристалла, так и в виде светодиодной сборки.
В одном варианте осуществления каждый из уплотнительных пазов, окружающих соответствующий поднабор множества светодиодов, обеспечен уплотнителем, выполненным с возможностью герметичного присоединения оптической покрывающей пластины к печатной плате. Этот обеспеченный в уплотнительном пазу уплотнитель может способствовать предотвращению проникновения через уплотнительный паз внешних или посторонних загрязнений. Таким образом, некоторые вариант осуществления могут быть выполнены с возможностью предотвращения проникновения загрязняющих веществ через уплотнительный паз. Примеры внешних загрязнений могут включать в себя частицы пыли; влагу или воздух. Варианты осуществления, таким образом, могут быть самоуплотняющимися, чтобы предотвращать проникновение посторонних загрязнителей, таких как пыль или вода, в соответствии со степенью защиты IP66 и IP67.
Таким образом, каждая оптическая покрывающая пластина может быть герметично соединена с печатной платой таким образом, чтобы предотвращать проникновение пыли, воды или других загрязнений в закрытое пространство, которое она определяет с печатной платой.
В некоторых вариантах осуществления, уплотнитель может быть адгезивным материалом, чтобы способствовать сцеплению оптической покрывающей пластины с печатной платой.
Некоторые варианты осуществление для присоединения оптической покрывающей пластины к печатной плате могут использовать механическое крепление. Например, может быть предусмотрен разъем для механической фиксации оптической покрывающей пластины к печатной плате и для установки светодиодного модуля во внешней опоре.
Далее, для установки одного варианта осуществления может быть обеспечена внешняя опора или корпус, который может действовать также в качестве теплоотвода. Примерный разъем для механического крепления светодиодного модуля может содержать зажим, который фиксируется на печатной плате для прикрепления светодиодного модуля к разъему. В таких вариантах осуществления, зажим может производиться только в одном направлении (например, вдоль длины печатной платы), так, чтобы при этом учитывались изменения размеров светодиодного модуля (например, те, которые вызваны изменением температуры). Используя такой способ зашиты от вибраций, можно в некоторой степени уменьшить риски от случайных напряжений, которые могут нанести повреждение светодиодному модулю.
Первые и вторые оптические покрывающие пластины могут содержать взаимно сцепляемые геометрические элементы, выполненные с возможностью удержания первой и второй оптических покрывающих пластин в предопределенном положении относительно друг друга. Взаимно сцепляемый геометрический элемент может содержать выступ, образованный таким образом, чтобы он продолжался из первой оптической покрывающей пластины, и выполненный с возможностью сцепления с каналом или с отверстием, образованным во второй оптической покрывающей пластине. Такой выступ иначе следует понимать как выступ, фланец или нарост, который продолжается под углом от кромки оптической покрывающей пластины. Поэтому выступ можно рассматривать как охватываемую соединительную часть, которая выполнена с возможностью сцепления с охватывающей соединительной частью другой оптической покрывающей пластины.
В другом варианте осуществления между смежными кромками может быть преднамеренно обеспечено боковое разделение оптических покрывающих пластин, не принимая во внимание выступы. Это боковое разделение может составлять, например, не более чем 5%, предпочтительно, - не более чем 1% от боковой ширины одной оптической покрывающей пластины. Такое боковое разделение может допускать небольшие смещения или изменения по ширине оптических пластин, обусловленные, например, тепловыми расширениями.
В одном варианте осуществления оптически светопропускающий участок по меньшей мере одной из первой и второй оптических покрывающих пластин может содержать оптический усилительный материал. Этот оптический усилительный материал может быть "наполнителем цветового преобразования", таким как керамический материал или фосфоресцентный материал. Это может дополнительно способствовать поддержанию оптического фактора боковой излучающей области.
Далее, если вариант осуществление включает в себя множество образованных в оптической покрывающей пластине полостей, то полость может содержать различные материалы (например, может быть заполненной ими). В качестве примера, - некоторые полости могут быть заполнены люминофором первого типа (например, преобразующим синий цвет в белый), а другие полости могут быть заполнены люминофором другого типа (например, преобразующим синий цвет в красный).
Варианты осуществления изобретения могут быть использованы в области автомобильных осветительных устройств и в других областях/приложениях, где может быть желательным использование светодиодов. Таким образом, в соответствии с одним объектом настоящего изобретения, может быть обеспечен автомобильный фонарь, содержащий светодиодный модуль в соответствии с одним из вариантов осуществления.
Один вариант осуществления может обеспечить оптическую покрывающую пластину, выполненную с возможностью быть подсоединенной к печатной плате, имеющей установленное на ней множество светодиодов, тем самым образующее светодиодный модуль, при этом оптическая покрывающая пластина содержит оптически светопропускающий участок, и при этом по меньшей мере одной кромке оптической покрывающей пластины придана такая форма, чтобы она имела дополняющие геометрические очертания со смежно расположенной другой оптической покрывающей пластиной, так чтобы имела место самоустановка по двум осям. Таким образом, варианты осуществления изобретения могут обеспечивать оптическую покрывающую пластину, которая может поставляться отдельно от светодиодного модуля.
Оптическая покрывающая пластина дополнительно может содержать уплотнительный паз, выполненный с возможностью окружения множества светодиодов и приема адгезивного материала для уплотненного присоединения оптической покрывающей пластины к печатной плате таким образом, чтобы предотвратить проникновение загрязнений через уплотнительный паз.
В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения обеспечен способ покрытия печатной платы, имеющей множество установленных на ней светодиодов, каковой способ включает в себя подсоединение первой и второй оптических покрывающих пластин к печатной плате, так чтобы покрыть соответствующий поднабор множества светодиодов, при этом каждая покрывающая пластина содержит оптически светопропускающий участок, а первая и вторая оптические покрывающие пластины имеют взаимно дополняющие геометрические очертания, так что они являются самоустанавливающимися по двум осям; обеспечение каждой из первой и второй оптических покрывающих пластин соответствующим уплотнительным пазом, выполненным с возможностью окружения соответствующего покрытого поднабора покрытых светодиодов; и формирование соответствующих уплотнительных пазов смежных первой и второй оптических покрывающих пластин посредством взаимно дополняющих геометрических очертаний в один интегральный уплотнительный паз.
Способ может дополнительно включать в себя обеспечение адгезивного уплотнителя между покрывающей пластиной и печатной платой, выполненного с возможностью уплотненного сцепления оптической покрывающей пластины с печатной платой.
Как вариант, может быть адаптирован способ, в котором первая и вторая оптические покрывающие пластины содержат взаимно сцепляемые геометрические элементы, выполненные с возможностью удержания первой и второй оптических покрывающих пластин в предопределенном положении относительно друг друга.
В другом варианте осуществления этого способа взаимно сцепляемый геометрический элемент может содержать выступ, сформированный с возможностью продолжения из первой оптической покрывающей пластины и выполненный с возможностью сцепления с каналом или с отверстием, образованном во второй оптической покрывающей пластине.
Может быть также способ, в котором оптически светопропускающий участок по меньшей мере одной из первой и второй оптических покрывающих пластин содержит оптический усилительный материал.
Вариант осуществления изобретения может обеспечить способ изготовления светодиодного модуля, включающий в себя обеспечение печатной платы со множеством установленных на нем светодиодов и подсоединение первой и второй оптических покрывающих пластин, каждая из которых содержит оптически светопропускающий участок, к печатной плате, так чтобы покрыть соответствующий поднабор множества светодиодов, при этом первые и вторые оптических покрывающие пластины имеют взаимно дополняющие геометрические очертания, так что они являются самоустанавливающимися по двум осям.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и разъяснены со ссылкой на нижеописанные варианты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь будут подробно описаны примеры в соответствии с объектами изобретения, - со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает схематичный общий вид компонентов светодиодного модуля в соответствии с одним вариантом осуществления;
фиг. 2 показывает взаимно сцепляемые геометрические элементы варианта осуществления по фиг. 1;
фиг. 3 показывает вид в поперечном сечении части варианта осуществления по фиг. 1, в котором оптические покрывающие пластины размещены в контакте с верхней поверхностью печатной платы;
фиг. 4 показывает вид в плане компонентов для светодиодного модуля в соответствии с вариантом осуществления;
фиг. 5 представляет собой изометрический вид варианта осуществления по фиг. 4;
фиг. 6 представляет собой упрощенную схему первой и второй оптических покрывающих пластин в соответствии с вариантом осуществления;
фиг. 7 представляет собой вид в плане приложенных одна к другой двух пар первой и второй оптических покрывающих пластин по фиг. 6; и
фиг. 8 представляет собой блок-схему способа покрытия печатной платы в соответствии с вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Предложенное представляет собой концепцию для обеспечения покрытия множества светодиодов, расположенных на одной печатной плате. Эти варианты осуществления могут обеспечить возможность покрытия печатных плат несколькими оптическими покрывающими пластинами там, где практически нецелесообразно или невыполнимо покрывать печатные платы, например, только одной оптической покрывающей пластиной. Такие оптические покрывающие пластины покрывают светодиоды, для того чтобы обеспечить защиту от ветра, дождя, пыли, инородных частиц и т.п. Кроме того, оптические покрывающие пластины могут быть герметично соединены с печатной платой, с тем чтобы обеспечить уплотнение, которое ограничивает или предотвращает попадание загрязнителей в закрытую площадь печатной платы.
Взаимной выставке оптических покрывающих пластин может способствовать то, что оптические покрывающие пластины имеют дополняющие друг друга формы, так что они подходят друг к другу таким образом, что при этом обеспечивается их выставка друг с другом по двум взаимно-ортогональным осям (например, в горизонтальной плоскости). Другими словами, оптическим покрывающим пластинам могут быть приданы такие формы, при которых они имеют совпадающие боковые стороны, выполненные взаимно подходящими одна к другой. Поэтому оптические покрывающие пластины могут быть приложены одна к другой таким образом, что кромки оптических покрывающих пластин при этом могут быть взаимно связаны и (или) легко выставлены между собой.
Когда оптические покрывающие пластины приложены одна к другой, позиционное соотношение между ними может обеспечивать достижение предопределенной выставки между ними, способствуя таким образом тому, что эти оптические покрывающие пластины могут быть выставлены относительно печатной платы и (или) относительно расположенных на печатной плате светодиодов.
Обратимся теперь к рассмотрению фигуры 1, - на ней изображен схематический вид компонентов для светодиодного модуля 5 в соответствии с вариантом осуществления.
Одна (относительно) большая печатная плата 10 оснащена множеством установленных на ней светодиодов 12. Кроме того, печатная плата 10 оснащена разъемным устройством 14, к которому подсоединено множество проводов 16 для подачи на печатную плату 10 электроэнергии и, возможно, сигналов.
Для укладки на верхнюю поверхность печатной платы 10 обеспечены первая 20 и вторая 30 оптические покрывающие пластины, таким образом, чтобы они закрывали светодиоды 12. Каждая из первой 20 и второй 30 оптических покрывающих пластин содержит совокупность оптически светопропускающих участков 35, при этом каждый оптически светопропускающий участок 35 выполнен с возможностью выставки относительно соответствующего светодиода 12. В этом варианте осуществления оптически светопропускающий участок 35 может содержать оптический усилительный материал, такой как световой керамический материал или фосфоресцентный материал. Поэтому световой выход из светодиода сконфигурирован с возможностью преобразования его соответствующим светопропускающим участком 35. Таким образом, первая 20 и вторая 30 оптические покрывающие пластины могут быть выполнены с возможностью испускания различающихся между собой или просто разных цветов.
Для механического крепления оптических покрывающих пластин 20 и 30 к печатной плате 10 предусмотрены фиксирующие вставки 40. Эти фиксирующие вставки 40 выполнены с возможностью их ввода в образованные в печатной плате 10 соответствующие отверстия 45. Будучи вставленными в отверстия 45, фиксирующие вставки 40 стягивают между собой печатную плату 10 и связанную с ней оптическую покрывающую пластину 20 и 30. В этом случае фиксирующие вставки 40 выполнены таким образом, что они не продолжаются за нижнюю поверхность печатной платы 10. Для крепления вставки к внешней опоре, (такой как, например, теплоотвод) внутрь вставки может быть введен крепежный элемент, такой как винт.
Первая 20 и вторая 30 оптические покрывающие пластины имеют взаимно дополняющие геометрические очертания, так что они являются самоустанавливающимися в горизонтальной плоскости. Таким образом, первая 20 и вторая 30 оптические покрывающие пластины могут быть помещены рядом друг с другом (в горизонтальной плоскости), так, чтобы их смежные боковые кромки взаимно дополняли одна другую и ограничивали перемещение движения как по оси Х, так и по оси Y.
Более конкретно, - в этом варианте осуществления первая 20 и вторая 30 оптические покрывающие пластины имеют взаимно сцепляемые геометрические элементы для удержания первой 20 и второй 30 оптических покрывающих пластин в предопределенном расположении относительно друг друга.
Фигура 2 показывает эти взаимно сцепляемые геометрические элементы более подробно.
В этом случае взаимно сцепляемые геометрические элементы содержат выступ 50А, образованный таким образом, что продолжается от боковой стороны первой оптической покрывающей пластины 20 (с одной стороны), и выполненный с возможностью сцепления с уплотнительным пазом, каналом или отверстием 55, образованным в боковой стороне второй оптической покрывающей пластины 30. Далее, на другом конце этой стороны образован выступ 50В, - таким образом, что продолжается от боковой стороны второй оптической покрывающей пластины 30, и выполненный с возможностью сцепления с уплотнительным пазом, каналом или отверстием 55, образованным в первой оптической покрывающей пластине 20. Такие выступы иначе следует понимать как выступ, фланец или нарост 50, который продолжается под углом от края оптической покрывающей пластины. Поэтому каждый выступ может рассматриваться как охватываемую соединительную часть, которая выполнена с возможностью сцепления с охватывающей соединительной частью смежной оптической покрывающей пластины. Кроме того, обращаясь к фигуре 3, - уплотнительный паз, в частности, в поперечном сечении, перпендикулярном направлению длины, имеет U-образную форму. Эта U-образная форма может рассматриваться как две стоящие стенки 60X от буквы U, взаимно соединенных между собой посредством основания 60Y упомянутой буквы U. Каждая пара взаимно сцепляемых геометрических элементов содержит выступ и углубление. Каждый выступ представляет собой мостиковый канал, который соединяет уплотнительные пазы двух смежных взаимно соединенных оптических покрывающих пластин и образует с ними непрерывный окаймленный стенкой канал. С другой стороны, углубление представляет собой прорезь в виде впадины в одной стенке U-образного уплотнительного паза. Основание уплотнительного паза выполнено почти вровень с основанием 60Z соединительного канала. Следовательно, когда две оптических покрывающие пластины соединены посредством своих взаимно сцепляемых геометрических элементов, соответствующие уплотнительные каналы каждой покрывающей пластины взаимно соединены друг с другом через соединительный канал и образуют один общий уплотнительный паз для взаимно соединенных оптических покрывающих пластин.
Взаимное соединение охватываемой и охватывающей частей взаимно сцепляемых геометрических элементов выравнивает между собой первую 20 и вторую 30 оптические покрывающие пластины в горизонтальной плоскости. В частности, взаимодействие каждого выступа с его соответствующим каналом или с отверстием ограничивает движение одной оптической покрывающей пластины относительно другой в направлении оси Y. Например, как показано на фигуре 2, ограничено движение второй оптической покрывающей пластины 30 (по отношению к первой оптической покрывающей пластине 20) в направлении вверх или вниз (показанном стрелкой, обозначенной "U"). Кроме того, взаимодействие каждого выступа с его соответствующим каналом или с отверстием ограничивает движение одной оптической покрывающей пластины относительно другой в направлении оси Х. Например, как показано на фигуре 2, ограничено перемещение второй оптической покрывающей пластины 30 (по отношению к первой оптической покрывающей пластине 20) в направлении влево (показанном стрелкой, обозначенной "V").
Поэтому будет понятно, что взаимное соединение охватываемой и охватывающей частей взаимно сцепляемых геометрических элементов выравнивает между собой первую 20 и вторую 30 оптические покрывающие пластины по обеим осям Х и Y. Кроме того, таким образом оптической покрывающей пластины могут быть выставлены между собой таким образом, что между смежным кромками первой 20 и второй 30 оптических покрывающих пластин будет нулевой зазор.
Обратимся к фигуре 3, - на ней изображен вид поперечного сечения части варианта осуществления по фигуре 1, на котором оптические покрывающие пластины 20 и 30 размещены таким образом, что находятся в контакте с верхней поверхностью печатной платы 10. В данном случае показана только вторая оптическая покрывающая пластина 30.
Эта вторая оптическая покрывающая пластина 30 по своему периферийному краю содержит уплотнительный паз 60. Таким образом, этот уплотнительный паз окружает множество светодиодов 12, покрытых второй оптической покрывающей пластиной 30.
В уплотнительный паз 60 введен адгезивный уплотнитель 65, для того чтобы герметично присоединить вторую оптическую покрывающую пластину 30 к печатной плате 10. Уплотнитель 65, кроме того, помогает создать уплотнение между второй оптической покрывающей пластиной 30 и печатной платой 10 для предотвращения проникновения загрязняющих веществ (таких как, например, вода и пыль) в пространство 70, определенное между верхней поверхностью печатной платы 10 и обращенной вниз поверхностью второй оптической покрывающей пластины 30. Уплотнитель также покрывает и защищает боковую поверхность 10A печатной платы 10 от попадания воды.
Таким образом, вторая оптическая покрывающая пластина 30 выполнена с возможностью плотного соединения с печатной платой 10, так чтобы предотвращать попадание пыли, воды или других загрязнителей в закрытое пространство, которое она образует с печатной платой 10. Уплотнитель, предпочтительно, может быть адгезивным материалом, с тем, чтобы способствовать сцеплению оптической покрывающей пластины 30 с печатной платой 10.
Обратимся теперь к фигурам 4 и 5, - на них здесь изображен другой вариант осуществления. Фигура 4 показывает вид в плане компонентов для светодиодного модуля в соответствии с вариантом осуществления. Фигура 5 представляет собой изометрический вид варианта осуществления по фигуре 4.
Одна куполообразная печатная плата 100 оснащена множеством установленных на ней светодиодов 102. Более конкретно, - печатная плата 100 является по форме полусферический (то есть представляет собой половину сферы), и, таким образом, содержит трехмерную криволинейную поверхность, которая продолжается не только по оси X и по оси Y, но и по оси Z.
Для установки на верхней поверхности печатной платы 100, так чтобы покрывать светодиоды 102, предназначены первая 120; вторая 130; третья 140; и четвертая 150 оптические покрывающие пластины. Каждый из первой 120 по четвертую 150 оптических покрывающих пластин образована из оптически светопропускающего материала и выполнена с возможностью покрытия одной четверти (1/4) поверхности печатной платы 100 (и обеспеченных на ней светодиодов 102). Таким образом, каждая оптическая покрывающая пластина содержит один единственный большой светопропускающий участок, который выполнен с возможностью передачи света от множества светодиодов, которые она покрывает.
Оптические покрывающие пластины, - с первой 120 по четвертую 150, имеют взаимно дополняющие геометрические очертания, так что они являются самоустанавливающимися друг с другом. Таким образом, оптические покрывающие пластины с первой 120 по четвертую 150 могут быть мозаично приставлены одна к другой так, что смежные боковые края этих оптических покрывающих пластин дополняют друг друга и ограничивают перемещение как по оси X, так и в по оси Y.
В этом варианте осуществления оптические покрывающие пластины с первой 120 по четвертую 150 содержат взаимно сцепляемые геометрические элементы для удержания оптических покрывающих пластин с первой 120 по четвертую 150 в предопределенном расположении относительно друг друга. Более конкретно, - эти взаимно сцепляемых геометрических элементов содержат язычковую и пазовую конфигурации, при этом край одной оптической покрывающей пластины обеспечен язычком, который выполнен с возможностью взаимодействия (например, вставки) с пазом, обеспеченным в боковой стороне смежной оптической покрывающей пластины.
Обратимся к фигуре 6, - на ней изображены первая 120 и вторая 220 оптические покрывающие пластины в соответствии с вариантом осуществления.
В этом случае первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины являются одинаковыми. Каждая из первой 200 и второй 220 оптических покрывающих пластин содержит соответствующий соединительное устройство 210, 230 для проводов (кабелей), выполненных с возможностью прохода для подсоединения к печатной плате ((не показана). Стороне оптической покрывающей пластины, которая противоположна соединительному устройству 210, 230, придана такая форма, что она продолжается по обоим осям X и Y, а также является асимметричной относительно центральной продольной оси "С-С" оптической покрывающей пластины (проходящей в направлении оси X). В этом примере этим кромкам придана S-образная форма, и поэтому они имеют дополняющие друг друга формы, так что они могут быть соединены вместе так, как показано стрелкой, обозначенной "Е".
Таким образом, первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины адаптированы одна к другой и сконфигурированы таким образом, что вторая оптическая покрывающая пластина 220, если ее повернуть на 180 градусов, является такой же, как и первая оптическая покрывающая пластина 200 (как это показано стрелкой, обозначенной "D").
Первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины являются самоустанавливающимися в том смысле, что когда они приставлены одна к другой, боковое смещение одной оптической покрывающей пластины относительно другой по Y-оси ограниченно. Кроме того, боковое смещение одной оптической пластины крышки относительно другой ограничено также и по оси X, в том смысле, что эти оптические покрывающие пластины могут перемещаться по оси X только в направлении одна к другой, до тех пор пока их S-образные кромки не коснутся друг друга.
Поэтому следует понимать, что, когда первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины приставлены одна к другой, как показано стрелками, обозначенными "Е", эти оптические покрывающие пластины естественным образом устанавливаются между собой до достижения предопределенной выставки по осям X и Y. При этом, поскольку S-образные кромки являются асимметричными относительно центральной продольной оси "С-С" оптической покрывающей пластины, то первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины, будучи приставленными одна к другой, выставлены между собой по оси Y. Кроме того, когда S-образные кромки приставлены одна к другой, они контактируют друг с другом таким образом, что разделяют между собой по существу одно и то же положение по оси X.
Обратимся теперь к фигуре 7, - понятно, что первая 200 и вторая 220 оптические покрывающие пластины по фигуре 6 могут быть далее состыкованы в виде мозаики с дополнительными аналогичным же образом сконфигурированными оптическими покрывающими пластинами. В показанном на фигуре 7 примере две пары первых 200 и вторых 220 оптических покрывающих пластин по фигуре 6 приставлены одна к другой и расположена таким образом, что, если смотреть прямо сверху (т.е., чтобы получился вид в плане, как показано на фигуре 7), то эти оптические покрывающие пластины представляют собой составленную мозаику.
Соответственно, как показано на фигуре 7, - посредством четырех оптических покрывающих пластин, которые выполнены таким образом, что имеют взаимно дополняющие формы, такие, что эти пластины, будучи приставлены одна к другой, являются самоустанавливающимися, может быть покрыта относительно большая печатная плата (с установленными на ней светодиодами).
Специалисту будут очевидны различные модификации.
Например, оптических покрывающих пластин может быть выполнена из оптически светопропускающего материала таким образом, чтобы оптически светопропускающей была вся оптическая покрывающая пластина. Далее, если вариант осуществление содержит множество образованных в оптической покрывающей пластине полостей, эти полости могут содержать различные материалы (например, могут быть заполнены ими). В качестве примера, - некоторые полости могут быть заполнены люминофором первого типа (например, преобразующим синий цвет в белый), а другие полости могут быть заполнены люминофором другого типа (например, преобразующим синий цвет в красный).
Светодиодные источники света по настоящему изобретению могут представлять собой любой тип светодиодов, такие как типа "перевернутого чипа кристалла" - Flip Chip (тонкопленочный Flip Chip), на структурированной сапфировой подложке, с верхним соединением/верхним испусканием, с соединением верх-низ. Кроме того, источник света может использоваться как в виде чистого кристалла, так и в виде светодиодной сборки.
Обратимся к фигуре 8, на которой изображена блок-схема способа 800 покрытия печатной платы, имеющей множество установленных на ней светодиодов.
Способ начинается на этапе 810, когда обеспечивают первую и вторую оптические покрывающие пластины. Каждая оптическая покрывающая пластина содержит оптически светопропускающий участок и уплотнительный паз. Первая и вторая оптические покрывающие пластины имеют взаимно дополняющие формы, так что, будучи приставлены одна к другой, являются самоустанавливающимися по ортогональным осям.
Затем, на этапе 820 в уплотнительный паз каждой оптической пластины подают адгезивный уплотнитель.
Наконец, на этапе 830 оптические покрывающие пластины приставляют одна к другой, так чтобы их формы дополняюще входили одна в другую, а затем подсоединяют к печатной плате, так чтобы каждая оптическая покрывающая пластина покрывала соответствующий поднабор установленных на печатной плате светодиодов. При этом оптические покрывающие пластины соединены с печатной платой посредством находящегося в пазах адгезивного уплотнителя. Оптические покрывающие пластины приведены в контакт с печатной платой таким образом, что адгезивный уплотнитель образует уплотнение между оптическими покрывающими пластинами и печатной платой. Это уплотнение, кроме того, препятствует также проникновению через уплотнительные пазы загрязнений.