用于將包括光源的模塊定位在光學裝置上的裝置的制作方法

文檔序號：12510989閱讀：415來源：國知局

本發明涉及照明系統的領域且特別涉及例如用于裝配到機動車輛的照明系統。

背景技術：

照明系統通常包括與光學裝置相互作用的光源，光學裝置可以例如包括用作在照明系統中分配從光源得到的光的一組透鏡和/或反光鏡、反射鏡的光學裝置。

在這些情況下，有用的是用精確的方式將光源相對于光學系統的光學參考物定位，使得光束被適當地朝照明系統的外側引導。

對于幾何形狀精度的這種要求已經隨著由發光二極管形成的光源的使用，并且更特別地隨著高功率激光二極管的使用而增加，激光二極管能使光發射集中到尺寸非常小的精確點處。這些二極管被安裝在模塊上，模塊用作散熱器并且還用作用于供應二極管的電連接構件的支撐件。

因此需要提供連接裝置以用于將該模塊連接到光學裝置，使得光源定位在光學裝置的幾何坐標系中的預定點處，并且由光源發出的光線在該坐標系中以精確角度定向。

舉例來說，公開文件DE 10 2010 048 594描述了一種安裝在模塊上的光源的連接裝置，模塊安裝在散熱器上，連接裝置連接到光學裝置而作用為光學裝置。散熱器包括具有參考面的殼體，模塊被諸如彈簧的彈性裝置抵靠參考面支承。該裝置可以用于實現上述目的，但是要求使用大量部件和與參考軸線的數量相等的多個彈簧，因而使裝置的生產和裝配復雜化。

技術實現要素：

因此，本發明涉及一種照明裝置，特別是用于車輛的照明和/或信號裝置，照明和/或信號裝置包括定位在組裝到光學裝置上的模塊上的光源。

此裝置的特征在于：光學裝置和模塊具有第一參考裝置，第一參考裝置包括：

～安裝在光學裝置上的至少一個導軌，所述導軌具有與內部引導面相對放置的內部參考面，和

～從模塊延伸的至少一個延伸部，所述延伸部具有與接觸面相反的參考支承面，所述接觸面具有至少一個接觸點，

接觸面被布置成使得，當延伸部已經在引入方向上被引入導軌中時，接觸面在接觸點處抵靠內部引導面支承，并且導軌和/或延伸部在接觸點處局部地彈性變形。高功率二極管被安裝在模塊上，模塊可以用作熱耗散器，并且通過使延伸部進入導軌中，組件然后直接地被組裝到光學裝置上。然后通過使模塊的參考支承面抵靠形成光學裝置的一部分的導軌的內部參考面支承，相對于光學裝置固定模塊的幾何位置。

由于其非常小的支承面，突出部便于其自己的變形和導軌的突出部支承在其上的引導表面的變形，整個操作被以較小的力執行，從而減小破壞的危險。由突出部和導軌的引導表面組成的系統的變形補償各個元件的機械公差，不論制造公差如何，都允許針對延伸部的參考面而精確調節導軌的內部參考面。

因而，由于滑動面的平滑性的不均勻或延伸部的形狀的不均勻，在某種程度上用作機械鉤爪的突出部能使這些參考面在未產生錯誤接觸的情況下進行支承。

根據本發明的照明系統還可以分別地或組合地具有如下特性：

～接觸點或多個接觸點定位在從接觸面突出的一個或多個突出部上。

～導軌的內部參考面和內部引導面在其之間圍繞軸線形成給定角度，所述軸線平行于導軌的內部參考面和內部引導面，并且大致垂直于延伸部進入導軌中的引入方向。

～由導軌的內部參考面和內部引導面形成的角度在從1°到10°的范圍中，或優選地從2°到6°的范圍中。

～接觸面包括至少第一接觸點和第二接觸點，在接觸面上沿著引入方向，第一接觸點被定位在第二接觸點之前。

～延伸部在每個接觸點處具有不同的厚度，該厚度在所述接觸點和參考支承面之間垂直于參考支承面被測量，延伸部的在第一接觸點處的厚度小于延伸部在第二接觸點處的厚度。

～接觸點位于圍繞軸線和參考支承面形成角度的對準平面中，所述軸線平行于參考支承面和對準平面，并且大致垂直于進入導軌中的延伸部的引入方向。

～對準平面和參考支承面在其之間形成與導軌的內部參考面和內部引導面形成的角度大致相等的角度。

～至少一個突出部具有大致半球形狀，使得所述突出部通過準點接觸擱放在導軌的內部引導面上。

～至少一個突出部具有圓柱形狀，使得所述突出部通過準線性接觸擱放在導軌的內部引導面上。

～模塊包括在所述模塊的兩側側向地延伸的兩個延伸部，兩個延伸部被引入定位在光學裝置上的面向彼此的兩個導軌中。

～照明裝置包括由模塊和光學裝置承載的第二參考裝置，第二參考裝置用于鎖定模塊相對于光學裝置沿著引入方向的運動，并且包括第二參考面，當模塊的延伸部被引入導軌中時，第二參考元件抵靠第二參考面支承。

～第二參考面大致垂直于引入方向(OX)。

～第二參考面由導軌的內表面形成，并且第二參考元件由延伸部的前邊緣形成。

～第二參考面由定位在光學裝置的凸出部上的面形成，并且第二參考元件由模塊的定位壁的面形成，定位壁的面大致垂直于引入方向。

～照明裝置包括由模塊和光學裝置承載的第二參考裝置，第二參考裝置用于阻止模塊相對于光學裝置沿著平行于導軌的內部參考面和內部引導面的方向并且大致垂直于延伸部進入導軌中的引入方向的運動。

～第三參考裝置由光學裝置的引導裝置和模塊的引導開口形成。

～光學裝置由注入成型的熱固或熱塑性材料制成。

～模塊通過切割和彎曲金屬片材而制成，并且突出部通過壓制而形成。

～光源是半導體發光芯片，優選地發光二極管，并且更具體地是激光二極管。

～支撐光源的模塊用作用于排出由光源生成的熱能的熱耗散器。

本發明還涉及一種照明裝置，特別是用于車輛的照明和/或信號裝置，照明和/或信號裝置包括定位在組裝到光學裝置上的模塊(3)上的光源。模塊包括用于將模塊裝配到裝置上的引導開口和用于將模塊固定到裝置的固定開口，當光學裝置用于提供第一光度功能時，固定開口和引導開口放置在模塊上的第一對相應的位置處，并且當光學裝置用于提供第二光度功能時，固定開口和引導開口被放置在模塊上的第二對相應的位置處。

根據本發明的照明系統還可以分別地或組合地具有如下特性：

～光學裝置被布置成提供從第一光度功能和第二光度功能中選擇的單個光度功能。

～第一光度功能是近光燈類型的照明功能，并且第二光度功能是遠光燈類型的照明功能。

～當光學裝置用于提供第一光度功能時，固定開口定位在模塊上的第一位置處并且引導開口定位在模塊上的第二位置處，并且當光學裝置用于提供第二光度功能時，固定開口定位在模塊上的所述第二位置處并且引導開口定位在模塊上的所述第一位置處。

～光學裝置包括引導裝置、固定開口和固定裝置，所述引導裝置用于與引導開口相互作用以將模塊組裝到裝置上，并且所述固定開口用于與模塊的固定開口相互作用，所述固定裝置用于將模塊固定到裝置。

～當光學裝置用于提供第一光度功能時，裝置的固定開口和引導裝置被放置在光學裝置上的第一對相應的位置處，并且當光學裝置用于提供第二光度功能時，裝置的固定開口和引導件被放置在光學裝置上的第二對相應的位置處。

～引導開口是長圓形孔，并且引導裝置是引導凸耳。

～引導凸耳具有圓形橫截面。

～模塊的固定開口是十字形或圓形孔，并且裝置的固定開口是圓形孔。

附圖說明

在閱讀附圖時將更容易地理解本發明，通過示例的方式提供附圖以支持如下描述并且不以任何方式限制如下描述，其中：

～圖1示出在組裝之后根據本發明的照明系統的透視圖。

～圖2示出光學裝置。

～圖3示出根據本發明的模塊在軸向坐標系的第一方向上的透視圖；

～圖4示出根據軸向坐標系的第二方向的相同的模塊；

～圖5示出根據本發明的導軌的截面圖；

～圖6示出根據本發明的延伸部的截面圖；

～圖7示出延伸部已經插入其中的導軌的截面圖；

～圖8示出根據本發明的光學裝置的后部的透視圖；

～圖9示出模塊的后部分的透視圖；

～圖10示出在組裝之后根據本發明的照明系統的后部的透視圖。

具體實施方式

圖1示出包括光學裝置2的照明系統1，支撐發光二極管的模塊3直接地安裝在光學裝置2上。模塊3借助于兩個導軌21安裝在光學裝置2上，兩個導軌21形成光學裝置2的一體的部分，并且形成模塊3的一部分的延伸部31插入導軌21中。

支撐二極管的模塊3還可以用作散熱器和熱耗散器以用于排出由二極管生成的熱。模塊優選地由金屬片材制造，金屬片材被剪裁、壓制和彎曲成需要的形狀。

通常通過注入熱固材料或塑性材料，優選地熱塑性材料，以制成光學裝置2，對所述材料執行處理以提供用作反射鏡28的表面。導軌21與光學裝置2制成為一件，并且因此用精確方式定位在光學裝置2的坐標系中。與光學裝置2的坐標系對應的標準正交坐標系OXYZ可以用于在該光學裝置的特性點的空間中精確限定位置，諸如形成大致拋物線形的反射鏡28的表面的位置或焦點的位置等。

因此，放置在模塊上的光源必須精確地定位在該坐標系中以優化照明系統的操作。光源的理想位置已經定位在坐標系的幾何中心O處。

圖2示出在安裝之前的光學裝置2，其中被設計成接收延伸部31的導軌21被分離。

圖3和4示出在安裝在光學裝置2上之前的在軸向坐標系o’x’y’z’的兩個不同位置處的模塊3的透視圖，軸向坐標系o’x’y’z’在高功率二極管4上定中心。模塊3包括定位在模塊的兩側上的兩個延伸部31。

每個延伸部31都包括參考支承面32和與參考支承面相反并且支撐接觸點P的接觸面33，接觸點P此處由突出部34表示，突出部34從延伸部的接觸面33突出。

在安裝之后，因此，坐標系OXYZ和o’x’y’z’的軸線必須非常精確地重合，使得二極管4的中心非常精確地放置在形成光學裝置2的中心的幾何點O處。軸線OX在此處表示延伸部31進入導軌21中的大致引入方向。

以下圖5、6和7提供形成第一參考裝置的延伸部31和導軌21的形狀的詳細視圖。

圖5示出根據本發明的導軌21。導軌21包括內部參考面22和與所述內部參考面相對定位的內部引導面24。這兩個面在其之間圍繞軸線OY優選地形成給定角度“a”，軸線OY是平行于兩個面32和33并且垂直于軸線OX的軸線，軸線OX表示模塊進入光學裝置2的導軌21中的大致引入方向。該角度“a”可以有用地在從1°到10°的范圍中，或優選地在從2°到6°的范圍中。利用角度3°已經獲得良好的實驗結果。除了其它益處，通常稱為錐角度的該角度值允許光學裝置2更容易脫模。

圖6示出的延伸部31的橫截面圖示了延伸部31的外殼，延伸部31的接觸面33包括至少第一接觸點和第二接觸點，在接觸面上沿著引入方向(o’x’)，第一接觸點P1被定位在第二接觸點之前。這些第一接觸點和第二接觸點由在軸線o'x’的方向上彼此偏移的兩個突出部34形成。

圖7示出在延伸部31已經引入導軌21中之后的延伸部31。延伸部31的參考支承面32與導軌的內部參考面22完全接觸。突出部34借助于接觸點P支承在內部引導面24上。

突出部可以具有半球形狀，在這種情況下，突出部和內部引導面24之間的支承成虛點接觸的形式。還可以形成大致圓柱形狀的突出部，大致圓柱形狀的母線沿著垂直于引入方向o’x’的方向o’y’，在這種情況下，突出部和導軌的內部引導面24之間的接觸沿著形成大致為線性接觸的峰線建立。如果模塊用金屬片材制成，則這些形狀具有通過壓制延伸部31而被容易地生成的優點，但是不限于此。

為實現上述楔效應，規定延伸部31在每個接觸點P處具有不同的厚度e，在所述接觸點P和參考支承面32之間，該厚度被垂直于參考支承面32測量。延伸部31在第一接觸點P₁處的厚度e₁小于延伸部在第二接觸點P₂處的厚度e₂。

還規定接觸點P被包括在圖6中的虛線所示出的對準平面L中，并且對準平面L與延伸部的參考支承面32的平面形成給定角度。該角度大致等于在導軌21的內部參考面22和內部引導面24之間形成的角度“a”。

突出部34的目的是，在沒有被內部滑動面24和延伸部的接觸面33的形式中的任何不均勻影響的情況下，迫使延伸部31的參考支承面32支承在導軌的內部參考面22上。因此，突出部的數量不是限制性的。

實際上，在兩個參考面22和32接觸時，模塊沿著軸線OZ和圍繞軸線OX和軸線OY的任何運動理論上被阻止。因此，僅具有一個突出部的延伸部可以用于該目的。如圖4所示，大致圓柱形狀的兩個突出部的存在使得可以增強模塊圍繞這兩個軸線OX和OY的角度定位。通過使用例如布置成三角形的半球形狀的三個突出部可以實現等同的結果。

如果突出部34稍微地被按壓進入導軌的內部引導面24中，則上述楔效應被增強。形成模塊3所用的材料，優選地金屬，比形成光學裝置2和導軌21的熱塑性材料更堅硬。因為突出部34和內部引導面24之間的接觸表面減少，因此突出部使引導表面在接觸點周圍局部地彈性變形，從而增加兩個參考面22和32之間的壓力。

在這種情況下，“彈性變形”表示變形是可逆的，并且當模塊3被從照明裝置拉出時，導軌的內部引導面24完全地恢復其初始形狀。

還將理解，可以用比模塊3更堅硬的材料制造導軌。在這種情況下，突出部經歷彈性變形以實現上述那些相同的作用。

因而，可以說系統的彈性變形由包括突出部和內部引導面的該對而形成。

因此，照明裝置的設計者自由選擇導軌21或模塊的突出部34的形狀和材料，使得它們經歷需要的彈性變形，并且自由選擇這兩個元件中的哪個將更小程度地變形。

最后，為以最優方式實現該效果，將注意確保接觸點的數量被減少，或換句話說，與導軌21的內部參考面22和延伸部3的參考支承面32之間的接觸表面相比，突出部與內部引導面24的接觸表面更小，并且優選地小很多。

導軌21的數量和形狀不受限制。此外，單個導軌可以為模塊的幾何定位提供上述所有功能。但是，對稱定位在平面OXZ兩側的兩個導軌的存在使得可以減少可能圍繞軸線OX發生的轉動。

導軌21的形狀也可以是變化的目標。圖中示出的導軌在軸線OXZ所形成的平面中具有側向開口。以等同方式，用樣可行的是形成在垂直于引入軸線OX的正平面中具有開口的導軌。延伸部31的定向然后被相應地改變。類似地，導軌的內部參考面22可以沿著方向OZ用等同方式定位在上位置或下位置處。

本發明還提供第二參考裝置，以用于阻止模塊3沿著大致引入方向OX相對于光學裝置2的運動。

這些第二參考裝置通過由光學裝置2承載的第二參考面(23、29)和由模塊3承載并且抵靠所述第二參考面支承的第二參考元件(35、39)形成，第二參考面(23、29)垂直于軸線OX。

第二參考面可以例如被導軌21的連接內部參考面22和內部引導面24的壁25支撐，所述壁的作用為第二參考面的內表面23用于抵靠在延伸部31的前部上定位的第二參考元件35支承，如圖3、5、6和7所示。

圖8示出另一實施例，其中第二參考面29(如圖3和4所示)由定位在光學裝置2的后部上的凸出部27承載。第二參考面29大致垂直于軸線OX。第二參考元件39由模塊3的定位壁38的前面承載，前面也垂直于引入軸線OX。當模塊已經安裝在導軌21中時，第二參考元件39抵靠光學裝置2的第二參考面29支承。

凸出部27可以有用地包括固定開口27a，固定開口27a用于與形成在模塊3的定位壁38中的固定開口37相互作用。模塊3的固定開口37可以具有圓形孔的總體形狀。固定裝置5例如，但是不受限于，螺釘、止動墊片或由彈簧板制成的系統，穿過固定開口37并且進入固定開口27a中，固定裝置5然后可以用于將模塊3固定至光學裝置2，并且阻止模塊3沿著引入軸線OX相對于光學裝置2的運動。

為便于模塊3被引導進入光學裝置2中，可以提供引導裝置26，引導裝置26裝配在光學裝置2上并且用于與模塊中的引導開口36相互作用。引導開口36在軸線OZ的方向上具有大致長圓形形狀，以不妨礙在該方向上調節導軌的內部參考面22與延伸部31的參考支承面32。

引導裝置26可以具有圓形截面(未示出)的釘的形狀，釘的縱向方向沿著軸線OX，并且釘在軸線OX方向上是足夠長的，以在裝配操作過程中進入引導開口36中。

例如如果模塊3將被組裝到具有右側/左側燈和/或近光燈/遠光燈類型的不同光度功能的光學裝置2上，則引導裝置(26、36)和固定裝置(27a、37、5)還可以用作位置元件。

當光學裝置2用于提供諸如遠光燈照明功能的第一光度功能時，固定開口37和引導開口36則被放置在模塊3上的第一對相應的位置處，并且當光學裝置2用于提供諸如近光燈照明功能的第二光度功能時，固定開口37和引導開口36被放置在模塊3上的第二對相應的位置處。

就其本身而言，光學裝置2被布置成提供從第一光度功能和第二光度功能中選擇的單個光度功能。

然后可以在具有不同光度功能的光學裝置2上使用大致相同的模塊3，模塊3僅在引導開口36和固定開口37的相應位置方面不同，在所述裝置上，引導裝置26和固定開口27a的位置相應地被改變。

通過示例的方式，還可以使固定開口37和定中心開口36的各個位置顛倒。

因而，當光學裝置2用于提供第一光度功能時，在第一對位置處，固定開口37定位在模塊3上的第一位置處并且引導開口36定位在模塊3上的第二位置處。另外地，當光學裝置2用于提供第二光度功能時，固定開口37定位在模塊3上的所述第二位置處，并且引導開口36定位在模塊3上的所述第一位置處。

以互補方式，并且目標是使得模塊與適當的光學裝置2配對并且將引導裝置26和引導開口36放置在對應的位置處，以及光學裝置2的固定開口27a和模塊的固定開口37，當光學裝置2用于提供第一光度功能時，光學裝置2的固定開口27a和引導裝置26被放置在第一對相應的位置處，并且當光學裝置2用于提供第二光度功能時，光學裝置2的固定開口27a和引導裝置26被放置在第二對相應的位置處。

上述位置元件的實施例是不受限制的，并且可以是進行多種變型，其中引導裝置和固定裝置被放置在明確限定的位置處以允許將標準元件裝配到提供不同功能的構件上，在這種情況下標準元件是用于支撐二極管的模塊，其根據其目標用途而稍微地改變，在這種情況下構件是提供不同光度功能的光學裝置。

最后，根據本發明的照明系統可以包括第三參考裝置，以用于阻止模塊相對于光學裝置沿著軸線OY的運動。

這些第三參考裝置可以有用地定位在由光學裝置2承載的引導裝置26上。引導裝置包括，如圖8和9所示，在方向o’y’上抵靠引導開口36的側向邊緣36a和36b支承的側向翅片26a和26b。

在變化例中，為了更精確定位光源，第三參考裝置可以由第三導軌形成。在這種情況下，光學裝置包括三個導軌21，每個導軌沿著軸線OX定向，所述兩個導軌是共面的并且第三導軌定位在大致垂直于前兩個導軌的平面中。模塊然后包括用于與第三導軌21相互作用的第三延伸部31。在該最后提到的構造中，需要在方向OY上稍微地增大固定開口37和引導開口36，以留下間隙以用于在方向OY上調節模塊3的位置。

通過在方向OX上將引導裝置26引入引導開口36中，以導致延伸部31進入導軌21，從而以非常簡單方式的執行將模塊3裝配到光學裝置2上。當第二參考元件35或39分別地支承第二參考面23或29時，該引入運動被中斷。螺釘5可以用于在軸線OX的兩個方向上鎖定組件。

支撐光源4的模塊3可以被容易地安裝和移除，因而在維護車輛的過程中促進對于照明系統可能需要完成的任何工作。

光源4然后完全地定位在光學裝置2的中心O處，并且模塊3沿著或圍繞軸線OX、OY和OZ的任何運動被防止。

本發明的上述實施例是不受限制的，并且本領域的技術人員將能夠從上述說明得到教導以使用等同形式和裝置實現需要的目標。

圖例

1 照明裝置

2 光學裝置

21 導軌

22 導軌的內部參考面

23 導軌21的第二參考面

24 導軌21的內部引導面

25 導軌的承載第二參考面29的壁