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DE102015201929A1 - Lighting device and manufacturing method for a lighting device - Google Patents

Lighting device and manufacturing method for a lighting device Download PDF

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DE102015201929A1
DE102015201929A1 DE102015201929.2A DE102015201929A DE102015201929A1 DE 102015201929 A1 DE102015201929 A1 DE 102015201929A1 DE 102015201929 A DE102015201929 A DE 102015201929A DE 102015201929 A1 DE102015201929 A1 DE 102015201929A1
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light emitter
lighting device
light
orientation
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Clemens Kremmeter
Andreas Schneider
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Osram GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einem auf einem Träger (1) angeordneten Lichtemitter (2), sowie einer Optik (4) zur Abbildung des von dem mindestens einen Lichtemitter (2) emittierten Lichts, wobei die Beleuchtungseinrichtung ein am Träger (1) fixiertes Halterungsteil (3) mit Befestigungsmitteln (31, 32) für die Optik (4) besitzt, und wobei das Halterungsteil (3) derart ausgebildet ist, dass die Lage und Ausrichtung der Optik (4) gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter (2) durch die Lage und Ausrichtung der Befestigungsmittel (31, 32) des Halterungsteils (3) gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter (2) festgelegt ist.The invention relates to a lighting device having at least one light emitter (2) arranged on a carrier (1) and an optical system (4) for imaging the light emitted by the at least one light emitter (2), the illumination device being fixed to the carrier (1) Holder part (3) with fastening means (31, 32) for the optical system (4) has, and wherein the support member (3) is formed such that the position and orientation of the optical system (4) relative to the at least one light emitter (2) through the Position and orientation of the fastening means (31, 32) of the support part (3) relative to the at least one light emitter (2) is fixed.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für eine derartige Beleuchtungseinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise einsetzbar als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method for such a lighting device. The lighting device can be used for example as a light source in a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der WO 2013/127632 A1 offenbart. Die WO 2013/127632 A1 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit einem von einer Halbleiterlichtquellenanordnung gebildeten Lichtemitter und einer Optik, die auf einem gemeinsamen Träger mittels Bohrungen und Passstiften fixiert sind.Such a lighting device is for example in the WO 2013/127632 A1 disclosed. The WO 2013/127632 A1 describes a lighting device with a light emitter formed by a semiconductor light source arrangement and an optic which are fixed on a common carrier by means of bores and dowel pins.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einer verbesserten Justierungsmöglichkeit für die Optik in Bezug auf den Lichtemitter bereitzustellen und ein Herstellungsverfahren für eine derartige Beleuchtungseinrichtung anzugeben.It is an object of the invention to provide a generic lighting device with an improved adjustment possibility for the optics with respect to the light emitter and to provide a manufacturing method for such a lighting device.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen aus dem Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus dem Anspruch 5. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.This object is achieved by a lighting device with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 5. Particularly advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt mindestens einen auf einem Träger angeordneten Lichtemitter und eine Optik zur Abbildung des von dem mindestens einen Lichtemitter emittierten Lichts. Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung ein am Träger fixiertes Halterungsteil auf, das mit Befestigungsmitteln für die Optik ausgestattet und derart ausgebildet ist, dass die Lage und Ausrichtung der Optik gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter durch die Lage und Ausrichtung der Befestigungsmittel des Halterungsteils gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter festgelegt ist.The illumination device according to the invention has at least one light emitter arranged on a carrier and optics for imaging the light emitted by the at least one light emitter. According to the invention, the illumination device has a support part fixed to the support, which is equipped with fastening means for the optics and is designed such that the position and orientation of the optic relative to the at least one light emitter is determined by the position and orientation of the attachment means of the support member relative to the at least one light emitter is.

Der Lichtemitter ist vorzugsweise die lichtemittierende Oberfläche einer Halbleiterlichtquellenanordnung oder eines Lichtwellenlängenkonversionselements, das einer Halbleiterlichtquellenanordnung nachgeordnet ist.The light emitter is preferably the light emitting surface of a semiconductor light source array or a light wavelength conversion element downstream of a semiconductor light source array.

Durch die oben beschriebene, erfindungsgemäße Konstruktion wird eine Justierung der Optik um drei Achsen bezüglich des mindestens einen Lichtemitters ermöglicht. Insbesondere ist das Halterungsteil während der Justierung entlang einer Montagefläche des Trägers verschiebbar und um eine Achse drehbar, die senkrecht zur Montagefläche des Trägers angeordnet ist. Dadurch kann die Lage und Ausrichtung der Befestigungsmittel des Halterungsteils bezüglich des mindestens einen Lichtemitters durch Verschieben und Drehen des Halterungsteils auf der Montagefläche des Trägers und damit auch die Lage und Ausrichtung der Optik bezüglich des mindestens einen Lichtemitters justiert werden. Das Halterungsteil der erfindungsmäßen Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere als eigenständiges Bauteil ausgebildet, das erst nach der Justierung am Träger befestigt wird.By means of the construction according to the invention described above, an adjustment of the optics about three axes with respect to the at least one light emitter is made possible. In particular, the mounting part is displaceable during adjustment along a mounting surface of the carrier and rotatable about an axis which is perpendicular to the mounting surface of the carrier. Thereby, the position and orientation of the fastening means of the support member relative to the at least one light emitter by moving and rotating the support member on the mounting surface of the carrier and thus the position and orientation of the optics are adjusted relative to the at least one light emitter. The mounting part of the illumination device according to the invention is designed, in particular, as an independent component which is fastened to the carrier only after the adjustment.

Vorteilhafterweise umfassen die Befestigungsmittel des Halterungsteils der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Bohrungen oder Stifte, und die Optik besitzt mindestens zwei passgerecht darauf abgestimmte Stifte oder Bohrungen, um die Optik am Halterungsteil zu fixieren und die Lage und Ausrichtung der Optik bezüglich des Halterungsteil eindeutig und präzise festzulegen.Advantageously, the fastening means of the support part of the illumination device according to the invention comprise at least two holes or pins, and the optics has at least two matching matched pins or holes to fix the optics on the support member and clearly and precisely determine the position and orientation of the optics with respect to the support member.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung umfasst einen Verfahrensschritt, während dem ein mit Befestigungsmitteln für die Optik versehenes Halterungsteil justiert und nach dem Justieren am Träger fixiert wird, so dass die Lage und Orientierung der Befestigungsmittel gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter festgelegt ist. Wie bereits oben erläutert wurde, wird dadurch eine Justierung des Halterungsteil um drei Achsen am Träger und damit auch eine entsprechende Justierung der Optik ermöglicht.The method according to the invention for producing the illumination device according to the invention comprises a method step during which a mounting part provided with attachment means for the optics is adjusted and fixed on the support after adjustment, so that the position and orientation of the attachment means relative to the at least one light emitter is fixed. As has already been explained above, thereby an adjustment of the support member by three axes on the carrier and thus a corresponding adjustment of the optics is possible.

Die Optik wird während eines nachgelagerten oder eines der Justierung vorausgehenden Verfahrensschritts am Halterungsteil befestigt. Durch die Justierung der Lage und Orientierung des Halterungsteils bzw. der Befestigungsmittel des Halterungsteils für die Optik gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter sind die Lage und Orientierung der Optik bereits nach ihrer Montage am Halterungsteil gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter justiert. Für die Ausrichtung der Optik ist somit kein weiterer Justierungsprozess nötig.The optics are attached to the support member during a subsequent or pre-adjustment step. By adjusting the position and orientation of the support member or the attachment means of the support member for the optics relative to the at least one light emitter, the position and orientation of the optics are already adjusted after their mounting on the support member relative to the at least one light emitter. For the alignment of the optics thus no further adjustment process is necessary.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Show it:

1 eine Draufsicht auf eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne Optik in schematischer Darstellung, 1 a top view of a lighting device according to the preferred embodiment of the invention without optics in a schematic representation,

2 eine Seitenansicht der in 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung mit Optik in schematischer Darstellung 2 a side view of in 1 illustrated illumination device with optics in a schematic representation

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

In den 1 und 2 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt eine Träger 1, eine Halbleiterlichtquellenanordnung mit einem nachgeordneten Lichtwellenlängenkonversionselement 2, ein Halterungsteil 3 und eine Optik 4 sowie ein elektrisches Anschlusselement 5.In the 1 and 2 schematically a lighting device according to the preferred embodiment of the invention is shown. This lighting device has a carrier 1 , a semiconductor light source arrangement with a downstream light wavelength conversion element 2 , a mounting part 3 and an optic 4 and an electrical connection element 5 ,

Der Träger 1 der Beleuchtungseinrichtung besteht aus Metall, insbesondere Aluminium, und besitzt an seiner Oberfläche eine Montagefläche 10, auf der das Halterungsteil 3 mit der Optik 4 montiert ist.The carrier 1 the lighting device consists of metal, in particular aluminum, and has on its surface a mounting surface 10 on which the mounting part 3 with the optics 4 is mounted.

Die Halbleiterlichtquellenanordnung besteht aus einer oder mehreren in einer Reihe angeordneten Laserdiodenchips, die während ihres Betriebs blaues Licht emittieren, das anteilig im den Laserdiodenchips nachgeordneten Lichtwellenlängenkonversionselement 2 in gelbes Licht konvertiert wird, so dass das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 an seiner Oberfläche weißes Licht emittiert, das eine Mischung aus nicht-konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die Laserdiodenchips sind im Träger 1 integriert und daher in den 1 und 2 nicht sichtbar. Das Lichtwellenlängenkonversionselements 2 ist am Träger 1 fixiert und in einer Aussparung in der Montagefläche 10 angeordnet. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 besteht aus mit Cer dotiertem Yttriumaluminiumgranat (YAG:Ce).The semiconductor light source arrangement consists of one or more laser diode chips which are arranged in a row and emit blue light during their operation, the fractional part of the wavelength conversion element downstream of the laser diode chips 2 is converted to yellow light, so that the light wavelength conversion element 2 emits white light on its surface, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light. The laser diode chips are in the carrier 1 integrated and therefore in the 1 and 2 not visible. The light wavelength conversion element 2 is on the carrier 1 fixed and in a recess in the mounting surface 10 arranged. The light wavelength conversion element 2 consists of cerium-doped yttrium aluminum garnet (YAG: Ce).

Das Halterungsteil 3 ist als quaderförmiger Balken ausgebildet, der an seinen Enden jeweils eine Bohrung 31, 32 aufweist. Die Bohrungen 31, 32 dienen als Befestigungsmittel für die Optik 4. Die Lage und Ausrichtung der Bohrungen 31, 32 des Halterungsteils 3 wird bezüglich des Lichtwellenlängenkonversionselements 2 justiert und das Halterungsteil 3 wird nach der vorgenannten Justierung der Bohrungen 31, 32 auf der Montagefläche 10 des Trägers fixiert. Insbesondere wird während der Justierung die Lage des Halterungsteils 3 parallel zur Montagefläche 10 des Trägers in den mit X und Y in 1 gekennzeichneten Richtungen und die Ausrichtung der Längsachse des balkenförmigen Halterungsteils 3, dargestellt durch den Winkel φ (Drehwinkel um eine Achse senkrecht zur Montagefläche 10), bezüglich des Lichtwellenlängenkonversionselement 2 festgelegt. Die Fixierung des Halterungsteils 3 nach erfolgter Justierung erfolgt beispielweise mittels Klebstoff oder Verschweißen.The mounting part 3 is designed as a rectangular bar, which at its ends in each case a bore 31 . 32 having. The holes 31 . 32 serve as fasteners for the optics 4 , The location and orientation of the holes 31 . 32 of the support part 3 becomes with respect to the light wavelength conversion element 2 adjusted and the mounting part 3 will after the aforementioned adjustment of the holes 31 . 32 on the mounting surface 10 fixed by the wearer. In particular, during the adjustment, the position of the support member 3 parallel to the mounting surface 10 of the carrier in the X and Y in 1 marked directions and the orientation of the longitudinal axis of the bar-shaped support member 3 , represented by the angle φ (angle of rotation about an axis perpendicular to the mounting surface 10 ) with respect to the light wavelength conversion element 2 established. The fixation of the support part 3 after adjustment is done for example by means of adhesive or welding.

Die Optik 4 besteht aus Kunststoff oder Metall und ist als Reflektor ausgebildet, der eine dem Lichtwellenlängenkonversionselement 2 zugewandte, lichtreflektierende Reflexionsfläche 40 besitzt. Die Optik 4 besitzt außerdem zwei Passstifte 41, die jeweils passgerecht auf die Durchmesser der Bohrungen 31, 32 des Halterungsteils 3 abgestimmt sind. Nach der Montage und Fixierung des Halterungsteils 3 auf der Montagefläche 10 des Trägers 1 wird die Optik 4 auf das Halterungsteil 3 aufgesteckt, so dass jeweils ein Passstift 41 der Optik 4 in einer Bohrung 31 bzw. 32 des Halterungsteils 3 angeordnet ist. Zusätzlich kann die Optik 4 mittels Klebstoff oder Verschweißen am Halterungsteil 3 oder am Träger 1 fixiert werden. Die Lage und Ausrichtung der Reflexionsfläche 40 bezüglich des Lichtwellenlängenkonversionselements 2 ist bereits durch die Justierung der Lage und Ausrichtung der Bohrungen 31, 32 des Halterungsteils 3 bezüglich des Lichtwellenlängenkonversionselements 2 festgelegt.The optics 4 is made of plastic or metal and is designed as a reflector, which is a the light wavelength conversion element 2 facing, light-reflecting reflection surface 40 has. The optics 4 also has two dowel pins 41 , each fitting the diameter of the holes 31 . 32 of the support part 3 are coordinated. After mounting and fixing the support part 3 on the mounting surface 10 of the carrier 1 will the optics 4 on the support part 3 plugged, so that in each case a dowel pin 41 the optics 4 in a hole 31 respectively. 32 of the support part 3 is arranged. In addition, the optics 4 by means of adhesive or welding on the support part 3 or on the carrier 1 be fixed. The location and orientation of the reflection surface 40 with respect to the light wavelength conversion element 2 is already by adjusting the position and orientation of the holes 31 . 32 of the support part 3 with respect to the light wavelength conversion element 2 established.

Ein als Buchse ausgebildetes elektrisches Anschlusselement 5 dient zur Energieversorgung der Halbleiterlichtquellenanordnung 2. A trained as a socket electrical connection element 5 serves to supply power to the semiconductor light source arrangement 2 ,

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Halterungsteil 3 anstelle von Bohrungen 31, 32 Passstifte aufweisen und die Optik 4 anstelle von Passstiften 41 Bohrungen besitzen, deren Abmessungen auf die Passstifte des Halterungsteils abgestimmt sind. Außerdem können auch mehr als zwei Passstifte und entsprechende Bohrungen im Halterungsteil und der Optik vorgesehen sein.The invention is not limited to the embodiment explained in more detail above. For example, the support part 3 instead of drilling 31 . 32 Have dowel pins and the optics 4 instead of dowel pins 41 Have holes whose dimensions are matched to the dowel pins of the support member. In addition, more than two dowel pins and corresponding holes in the support member and the optics may be provided.

Ferner kann das Halterungsteil 3 auch eine andere Form als die Balkenform aufweisen.Furthermore, the support part 3 also have a different shape than the bar shape.

Die Optik 4 kann statt als Reflektor auch als optische Linse oder als Kombination von Reflektor und optische Linse oder als Kombination mehrerer optischer Linsen ausgebildet sein.The optics 4 may be formed instead of a reflector as an optical lens or as a combination of reflector and optical lens or as a combination of a plurality of optical lenses.

Die Halbleiterlichtquellenanordnung kann anstelle von Laserdioden auch Leuchtdioden, gegebenenfalls mit Leuchtstoffelement zur Wellenlängenkonversion des Laserlichts, aufweisen. Außerdem kann ggf. auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 verzichtet werden und die Justierung des Halterungsteils 3 bezüglich der Halbleiterlichtquellenanordnung durchgeführt werden.The semiconductor light source arrangement can, instead of laser diodes, also have light-emitting diodes, optionally with a phosphor element for wavelength conversion of the laser light. In addition, if necessary, the light wavelength conversion element 2 be omitted and the adjustment of the support member 3 with respect to the semiconductor light source device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2013/127632 A1 [0002, 0002] WO 2013/127632 A1 [0002, 0002]

Claims (6)

Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einem auf einem Träger (1) angeordneten Lichtemitter (2), sowie einer Optik (4) zur Abbildung des von dem mindestens einen Lichtemitter (2) emittierten Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung ein am Träger (1) fixiertes Halterungsteil (3) mit Befestigungsmitteln (31, 32) für die Optik (4) besitzt, wobei das Halterungsteil (3) derart ausgebildet ist, dass die Lage und Ausrichtung der Optik (4) gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter (2) durch die Lage und Ausrichtung der Befestigungsmittel (31, 32) des Halterungsteils (3) gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter (2) festgelegt ist.Lighting device with at least one on a support ( 1 ) arranged light emitter ( 2 ), as well as an optic ( 4 ) for imaging of the at least one light emitter ( 2 ) emitted light, characterized in that the illumination means a on the carrier ( 1 ) fixed mounting part ( 3 ) with fastening means ( 31 . 32 ) for the optics ( 4 ), wherein the mounting part ( 3 ) is formed such that the position and orientation of the optics ( 4 ) with respect to the at least one light emitter ( 2 ) by the position and orientation of the fasteners ( 31 . 32 ) of the support part ( 3 ) with respect to the at least one light emitter ( 2 ). Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsmittel mindestens zwei Bohrungen (31, 32) oder Stifte umfassen.Lighting device according to claim 1, wherein the fastening means comprise at least two holes ( 31 . 32 ) or pins. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Optik (4) mindestens zwei Stifte (41) oder Bohrungen besitzt, die passgerecht in die Bohrungen (31, 32) bzw. Stifte des Halterungsteils (3) greifen.Lighting device according to claim 2, wherein the optics ( 4 ) at least two pins ( 41 ) or has holes that pass in the holes ( 31 . 32 ) or pins of the holding part ( 3 ) to grab. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Lichtemitter (2) als lichtemittierende Oberfläche eines Lichtwellenlängenkonversionselements oder einer Halbleiterlichtquellenanordnung ausgebildet ist.Lighting device according to one of claims 1 to 3, wherein the at least one light emitter ( 2 ) is formed as a light emitting surface of a light wavelength conversion element or a semiconductor light source device. Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung, die mindestens einen auf einem Träger (1) angeordneten Lichtemitter (2) und eine Optik (4) zur Abbildung des von dem mindestens einen Lichtemitter (2) emittierten Lichts besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Verfahrensschritt aufweist, während dem ein mit Befestigungsmitteln (31, 32) für die Optik (4) versehenes Halterungsteil (3) justiert und nach dem Justieren am Träger (1) fixiert wird, so dass die Lage und Orientierung der Befestigungsmittel (31, 32) gegenüber dem mindestens einen Lichtemitter (2) festgelegt ist.Method for producing a lighting device comprising at least one on a support ( 1 ) arranged light emitter ( 2 ) and an optic ( 4 ) for imaging of the at least one light emitter ( 2 ) emitted light, characterized in that the method comprises a method step, during which a with fastening means ( 31 . 32 ) for the optics ( 4 ) provided mounting part ( 3 ) and after adjusting on the carrier ( 1 ), so that the position and orientation of the fastening means ( 31 . 32 ) with respect to the at least one light emitter ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Optik (4) während eines nachgelagerten oder vorausgehenden Verfahrensschritts an dem Halterungsteil (3) befestigt wird.Method according to claim 5, wherein the optics ( 4 ) during a subsequent or preceding process step on the support part ( 3 ) is attached.
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