用于将包括光源的模块定位在光学装置上的装置的制作方法

本发明涉及照明系统的领域且特别涉及例如用于装配到机动车辆的照明系统。

背景技术：

照明系统通常包括与光学装置相互作用的光源，光学装置可以例如包括用作在照明系统中分配从光源得到的光的一组透镜和/或反光镜、反射镜的光学装置。

在这些情况下，有用的是用精确的方式将光源相对于光学系统的光学参考物定位，使得光束被适当地朝照明系统的外侧引导。

对于几何形状精度的这种要求已经随着由发光二极管形成的光源的使用，并且更特别地随着高功率激光二极管的使用而增加，激光二极管能使光发射集中到尺寸非常小的精确点处。这些二极管被安装在模块上，模块用作散热器并且还用作用于供应二极管的电连接构件的支撑件。

因此需要提供连接装置以用于将该模块连接到光学装置，使得光源定位在光学装置的几何坐标系中的预定点处，并且由光源发出的光线在该坐标系中以精确角度定向。

举例来说，公开文件DE 10 2010 048 594描述了一种安装在模块上的光源的连接装置，模块安装在散热器上，连接装置连接到光学装置而作用为光学装置。散热器包括具有参考面的壳体，模块被诸如弹簧的弹性装置抵靠参考面支承。该装置可以用于实现上述目的，但是要求使用大量部件和与参考轴线的数量相等的多个弹簧，因而使装置的生产和装配复杂化。

技术实现要素：

因此，本发明涉及一种照明装置，特别是用于车辆的照明和/或信号装置，照明和/或信号装置包括定位在组装到光学装置上的模块上的光源。

此装置的特征在于：光学装置和模块具有第一参考装置，第一参考装置包括：

～安装在光学装置上的至少一个导轨，所述导轨具有与内部引导面相对放置的内部参考面，和

～从模块延伸的至少一个延伸部，所述延伸部具有与接触面相反的参考支承面，所述接触面具有至少一个接触点，

接触面被布置成使得，当延伸部已经在引入方向上被引入导轨中时，接触面在接触点处抵靠内部引导面支承，并且导轨和/或延伸部在接触点处局部地弹性变形。高功率二极管被安装在模块上，模块可以用作热耗散器，并且通过使延伸部进入导轨中，组件然后直接地被组装到光学装置上。然后通过使模块的参考支承面抵靠形成光学装置的一部分的导轨的内部参考面支承，相对于光学装置固定模块的几何位置。

由于其非常小的支承面，突出部便于其自己的变形和导轨的突出部支承在其上的引导表面的变形，整个操作被以较小的力执行，从而减小破坏的危险。由突出部和导轨的引导表面组成的系统的变形补偿各个元件的机械公差，不论制造公差如何，都允许针对延伸部的参考面而精确调节导轨的内部参考面。

因而，由于滑动面的平滑性的不均匀或延伸部的形状的不均匀，在某种程度上用作机械钩爪的突出部能使这些参考面在未产生错误接触的情况下进行支承。

根据本发明的照明系统还可以分别地或组合地具有如下特性：

～接触点或多个接触点定位在从接触面突出的一个或多个突出部上。

～导轨的内部参考面和内部引导面在其之间围绕轴线形成给定角度，所述轴线平行于导轨的内部参考面和内部引导面，并且大致垂直于延伸部进入导轨中的引入方向。

～由导轨的内部参考面和内部引导面形成的角度在从1°到10°的范围中，或优选地从2°到6°的范围中。

～接触面包括至少第一接触点和第二接触点，在接触面上沿着引入方向，第一接触点被定位在第二接触点之前。

～延伸部在每个接触点处具有不同的厚度，该厚度在所述接触点和参考支承面之间垂直于参考支承面被测量，延伸部的在第一接触点处的厚度小于延伸部在第二接触点处的厚度。

～接触点位于围绕轴线和参考支承面形成角度的对准平面中，所述轴线平行于参考支承面和对准平面，并且大致垂直于进入导轨中的延伸部的引入方向。

～对准平面和参考支承面在其之间形成与导轨的内部参考面和内部引导面形成的角度大致相等的角度。

～至少一个突出部具有大致半球形状，使得所述突出部通过准点接触搁放在导轨的内部引导面上。

～至少一个突出部具有圆柱形状，使得所述突出部通过准线性接触搁放在导轨的内部引导面上。

～模块包括在所述模块的两侧侧向地延伸的两个延伸部，两个延伸部被引入定位在光学装置上的面向彼此的两个导轨中。

～照明装置包括由模块和光学装置承载的第二参考装置，第二参考装置用于锁定模块相对于光学装置沿着引入方向的运动，并且包括第二参考面，当模块的延伸部被引入导轨中时，第二参考元件抵靠第二参考面支承。

～第二参考面大致垂直于引入方向(OX)。

～第二参考面由导轨的内表面形成，并且第二参考元件由延伸部的前边缘形成。

～第二参考面由定位在光学装置的凸出部上的面形成，并且第二参考元件由模块的定位壁的面形成，定位壁的面大致垂直于引入方向。

～照明装置包括由模块和光学装置承载的第二参考装置，第二参考装置用于阻止模块相对于光学装置沿着平行于导轨的内部参考面和内部引导面的方向并且大致垂直于延伸部进入导轨中的引入方向的运动。

～第三参考装置由光学装置的引导装置和模块的引导开口形成。

～光学装置由注入成型的热固或热塑性材料制成。

～模块通过切割和弯曲金属片材而制成，并且突出部通过压制而形成。

～光源是半导体发光芯片，优选地发光二极管，并且更具体地是激光二极管。

～支撑光源的模块用作用于排出由光源生成的热能的热耗散器。

本发明还涉及一种照明装置，特别是用于车辆的照明和/或信号装置，照明和/或信号装置包括定位在组装到光学装置上的模块(3)上的光源。模块包括用于将模块装配到装置上的引导开口和用于将模块固定到装置的固定开口，当光学装置用于提供第一光度功能时，固定开口和引导开口放置在模块上的第一对相应的位置处，并且当光学装置用于提供第二光度功能时，固定开口和引导开口被放置在模块上的第二对相应的位置处。

根据本发明的照明系统还可以分别地或组合地具有如下特性：

～光学装置被布置成提供从第一光度功能和第二光度功能中选择的单个光度功能。

～第一光度功能是近光灯类型的照明功能，并且第二光度功能是远光灯类型的照明功能。

～当光学装置用于提供第一光度功能时，固定开口定位在模块上的第一位置处并且引导开口定位在模块上的第二位置处，并且当光学装置用于提供第二光度功能时，固定开口定位在模块上的所述第二位置处并且引导开口定位在模块上的所述第一位置处。

～光学装置包括引导装置、固定开口和固定装置，所述引导装置用于与引导开口相互作用以将模块组装到装置上，并且所述固定开口用于与模块的固定开口相互作用，所述固定装置用于将模块固定到装置。

～当光学装置用于提供第一光度功能时，装置的固定开口和引导装置被放置在光学装置上的第一对相应的位置处，并且当光学装置用于提供第二光度功能时，装置的固定开口和引导件被放置在光学装置上的第二对相应的位置处。

～引导开口是长圆形孔，并且引导装置是引导凸耳。

～引导凸耳具有圆形横截面。

～模块的固定开口是十字形或圆形孔，并且装置的固定开口是圆形孔。

附图说明

在阅读附图时将更容易地理解本发明，通过示例的方式提供附图以支持如下描述并且不以任何方式限制如下描述，其中：

～图1示出在组装之后根据本发明的照明系统的透视图。

～图2示出光学装置。

～图3示出根据本发明的模块在轴向坐标系的第一方向上的透视图；

～图4示出根据轴向坐标系的第二方向的相同的模块；

～图5示出根据本发明的导轨的截面图；

～图6示出根据本发明的延伸部的截面图；

～图7示出延伸部已经插入其中的导轨的截面图；

～图8示出根据本发明的光学装置的后部的透视图；

～图9示出模块的后部分的透视图；

～图10示出在组装之后根据本发明的照明系统的后部的透视图。

具体实施方式

图1示出包括光学装置2的照明系统1，支撑发光二极管的模块3直接地安装在光学装置2上。模块3借助于两个导轨21安装在光学装置2上，两个导轨21形成光学装置2的一体的部分，并且形成模块3的一部分的延伸部31插入导轨21中。

支撑二极管的模块3还可以用作散热器和热耗散器以用于排出由二极管生成的热。模块优选地由金属片材制造，金属片材被剪裁、压制和弯曲成需要的形状。

通常通过注入热固材料或塑性材料，优选地热塑性材料，以制成光学装置2，对所述材料执行处理以提供用作反射镜28的表面。导轨21与光学装置2制成为一件，并且因此用精确方式定位在光学装置2的坐标系中。与光学装置2的坐标系对应的标准正交坐标系OXYZ可以用于在该光学装置的特性点的空间中精确限定位置，诸如形成大致抛物线形的反射镜28的表面的位置或焦点的位置等。

因此，放置在模块上的光源必须精确地定位在该坐标系中以优化照明系统的操作。光源的理想位置已经定位在坐标系的几何中心O处。

图2示出在安装之前的光学装置2，其中被设计成接收延伸部31的导轨21被分离。

图3和4示出在安装在光学装置2上之前的在轴向坐标系o’x’y’z’的两个不同位置处的模块3的透视图，轴向坐标系o’x’y’z’在高功率二极管4上定中心。模块3包括定位在模块的两侧上的两个延伸部31。

每个延伸部31都包括参考支承面32和与参考支承面相反并且支撑接触点P的接触面33，接触点P此处由突出部34表示，突出部34从延伸部的接触面33突出。

在安装之后，因此，坐标系OXYZ和o’x’y’z’的轴线必须非常精确地重合，使得二极管4的中心非常精确地放置在形成光学装置2的中心的几何点O处。轴线OX在此处表示延伸部31进入导轨21中的大致引入方向。

以下图5、6和7提供形成第一参考装置的延伸部31和导轨21的形状的详细视图。

图5示出根据本发明的导轨21。导轨21包括内部参考面22和与所述内部参考面相对定位的内部引导面24。这两个面在其之间围绕轴线OY优选地形成给定角度“a”，轴线OY是平行于两个面32和33并且垂直于轴线OX的轴线，轴线OX表示模块进入光学装置2的导轨21中的大致引入方向。该角度“a”可以有用地在从1°到10°的范围中，或优选地在从2°到6°的范围中。利用角度3°已经获得良好的实验结果。除了其它益处，通常称为锥角度的该角度值允许光学装置2更容易脱模。

图6示出的延伸部31的横截面图示了延伸部31的外壳，延伸部31的接触面33包括至少第一接触点和第二接触点，在接触面上沿着引入方向(o’x’)，第一接触点P1被定位在第二接触点之前。这些第一接触点和第二接触点由在轴线o'x’的方向上彼此偏移的两个突出部34形成。

图7示出在延伸部31已经引入导轨21中之后的延伸部31。延伸部31的参考支承面32与导轨的内部参考面22完全接触。突出部34借助于接触点P支承在内部引导面24上。

突出部可以具有半球形状，在这种情况下，突出部和内部引导面24之间的支承成虚点接触的形式。还可以形成大致圆柱形状的突出部，大致圆柱形状的母线沿着垂直于引入方向o’x’的方向o’y’，在这种情况下，突出部和导轨的内部引导面24之间的接触沿着形成大致为线性接触的峰线建立。如果模块用金属片材制成，则这些形状具有通过压制延伸部31而被容易地生成的优点，但是不限于此。

为实现上述楔效应，规定延伸部31在每个接触点P处具有不同的厚度e，在所述接触点P和参考支承面32之间，该厚度被垂直于参考支承面32测量。延伸部31在第一接触点P₁处的厚度e₁小于延伸部在第二接触点P₂处的厚度e₂。

还规定接触点P被包括在图6中的虚线所示出的对准平面L中，并且对准平面L与延伸部的参考支承面32的平面形成给定角度。该角度大致等于在导轨21的内部参考面22和内部引导面24之间形成的角度“a”。

突出部34的目的是，在没有被内部滑动面24和延伸部的接触面33的形式中的任何不均匀影响的情况下，迫使延伸部31的参考支承面32支承在导轨的内部参考面22上。因此，突出部的数量不是限制性的。

实际上，在两个参考面22和32接触时，模块沿着轴线OZ和围绕轴线OX和轴线OY的任何运动理论上被阻止。因此，仅具有一个突出部的延伸部可以用于该目的。如图4所示，大致圆柱形状的两个突出部的存在使得可以增强模块围绕这两个轴线OX和OY的角度定位。通过使用例如布置成三角形的半球形状的三个突出部可以实现等同的结果。

如果突出部34稍微地被按压进入导轨的内部引导面24中，则上述楔效应被增强。形成模块3所用的材料，优选地金属，比形成光学装置2和导轨21的热塑性材料更坚硬。因为突出部34和内部引导面24之间的接触表面减少，因此突出部使引导表面在接触点周围局部地弹性变形，从而增加两个参考面22和32之间的压力。

在这种情况下，“弹性变形”表示变形是可逆的，并且当模块3被从照明装置拉出时，导轨的内部引导面24完全地恢复其初始形状。

还将理解，可以用比模块3更坚硬的材料制造导轨。在这种情况下，突出部经历弹性变形以实现上述那些相同的作用。

因而，可以说系统的弹性变形由包括突出部和内部引导面的该对而形成。

因此，照明装置的设计者自由选择导轨21或模块的突出部34的形状和材料，使得它们经历需要的弹性变形，并且自由选择这两个元件中的哪个将更小程度地变形。

最后，为以最优方式实现该效果，将注意确保接触点的数量被减少，或换句话说，与导轨21的内部参考面22和延伸部3的参考支承面32之间的接触表面相比，突出部与内部引导面24的接触表面更小，并且优选地小很多。

导轨21的数量和形状不受限制。此外，单个导轨可以为模块的几何定位提供上述所有功能。但是，对称定位在平面OXZ两侧的两个导轨的存在使得可以减少可能围绕轴线OX发生的转动。

导轨21的形状也可以是变化的目标。图中示出的导轨在轴线OXZ所形成的平面中具有侧向开口。以等同方式，用样可行的是形成在垂直于引入轴线OX的正平面中具有开口的导轨。延伸部31的定向然后被相应地改变。类似地，导轨的内部参考面22可以沿着方向OZ用等同方式定位在上位置或下位置处。

本发明还提供第二参考装置，以用于阻止模块3沿着大致引入方向OX相对于光学装置2的运动。

这些第二参考装置通过由光学装置2承载的第二参考面(23、29)和由模块3承载并且抵靠所述第二参考面支承的第二参考元件(35、39)形成，第二参考面(23、29)垂直于轴线OX。

第二参考面可以例如被导轨21的连接内部参考面22和内部引导面24的壁25支撑，所述壁的作用为第二参考面的内表面23用于抵靠在延伸部31的前部上定位的第二参考元件35支承，如图3、5、6和7所示。

图8示出另一实施例，其中第二参考面29(如图3和4所示)由定位在光学装置2的后部上的凸出部27承载。第二参考面29大致垂直于轴线OX。第二参考元件39由模块3的定位壁38的前面承载，前面也垂直于引入轴线OX。当模块已经安装在导轨21中时，第二参考元件39抵靠光学装置2的第二参考面29支承。

凸出部27可以有用地包括固定开口27a，固定开口27a用于与形成在模块3的定位壁38中的固定开口37相互作用。模块3的固定开口37可以具有圆形孔的总体形状。固定装置5例如，但是不受限于，螺钉、止动垫片或由弹簧板制成的系统，穿过固定开口37并且进入固定开口27a中，固定装置5然后可以用于将模块3固定至光学装置2，并且阻止模块3沿着引入轴线OX相对于光学装置2的运动。

为便于模块3被引导进入光学装置2中，可以提供引导装置26，引导装置26装配在光学装置2上并且用于与模块中的引导开口36相互作用。引导开口36在轴线OZ的方向上具有大致长圆形形状，以不妨碍在该方向上调节导轨的内部参考面22与延伸部31的参考支承面32。

引导装置26可以具有圆形截面(未示出)的钉的形状，钉的纵向方向沿着轴线OX，并且钉在轴线OX方向上是足够长的，以在装配操作过程中进入引导开口36中。

例如如果模块3将被组装到具有右侧/左侧灯和/或近光灯/远光灯类型的不同光度功能的光学装置2上，则引导装置(26、36)和固定装置(27a、37、5)还可以用作位置元件。

当光学装置2用于提供诸如远光灯照明功能的第一光度功能时，固定开口37和引导开口36则被放置在模块3上的第一对相应的位置处，并且当光学装置2用于提供诸如近光灯照明功能的第二光度功能时，固定开口37和引导开口36被放置在模块3上的第二对相应的位置处。

就其本身而言，光学装置2被布置成提供从第一光度功能和第二光度功能中选择的单个光度功能。

然后可以在具有不同光度功能的光学装置2上使用大致相同的模块3，模块3仅在引导开口36和固定开口37的相应位置方面不同，在所述装置上，引导装置26和固定开口27a的位置相应地被改变。

通过示例的方式，还可以使固定开口37和定中心开口36的各个位置颠倒。

因而，当光学装置2用于提供第一光度功能时，在第一对位置处，固定开口37定位在模块3上的第一位置处并且引导开口36定位在模块3上的第二位置处。另外地，当光学装置2用于提供第二光度功能时，固定开口37定位在模块3上的所述第二位置处，并且引导开口36定位在模块3上的所述第一位置处。

以互补方式，并且目标是使得模块与适当的光学装置2配对并且将引导装置26和引导开口36放置在对应的位置处，以及光学装置2的固定开口27a和模块的固定开口37，当光学装置2用于提供第一光度功能时，光学装置2的固定开口27a和引导装置26被放置在第一对相应的位置处，并且当光学装置2用于提供第二光度功能时，光学装置2的固定开口27a和引导装置26被放置在第二对相应的位置处。

上述位置元件的实施例是不受限制的，并且可以是进行多种变型，其中引导装置和固定装置被放置在明确限定的位置处以允许将标准元件装配到提供不同功能的构件上，在这种情况下标准元件是用于支撑二极管的模块，其根据其目标用途而稍微地改变，在这种情况下构件是提供不同光度功能的光学装置。

最后，根据本发明的照明系统可以包括第三参考装置，以用于阻止模块相对于光学装置沿着轴线OY的运动。

这些第三参考装置可以有用地定位在由光学装置2承载的引导装置26上。引导装置包括，如图8和9所示，在方向o’y’上抵靠引导开口36的侧向边缘36a和36b支承的侧向翅片26a和26b。

在变化例中，为了更精确定位光源，第三参考装置可以由第三导轨形成。在这种情况下，光学装置包括三个导轨21，每个导轨沿着轴线OX定向，所述两个导轨是共面的并且第三导轨定位在大致垂直于前两个导轨的平面中。模块然后包括用于与第三导轨21相互作用的第三延伸部31。在该最后提到的构造中，需要在方向OY上稍微地增大固定开口37和引导开口36，以留下间隙以用于在方向OY上调节模块3的位置。

通过在方向OX上将引导装置26引入引导开口36中，以导致延伸部31进入导轨21，从而以非常简单方式的执行将模块3装配到光学装置2上。当第二参考元件35或39分别地支承第二参考面23或29时，该引入运动被中断。螺钉5可以用于在轴线OX的两个方向上锁定组件。

支撑光源4的模块3可以被容易地安装和移除，因而在维护车辆的过程中促进对于照明系统可能需要完成的任何工作。

光源4然后完全地定位在光学装置2的中心O处，并且模块3沿着或围绕轴线OX、OY和OZ的任何运动被防止。

本发明的上述实施例是不受限制的，并且本领域的技术人员将能够从上述说明得到教导以使用等同形式和装置实现需要的目标。

图例

1 照明装置

2 光学装置

21 导轨

22 导轨的内部参考面

23 导轨21的第二参考面

24 导轨21的内部引导面

25 导轨的承载第二参考面29的壁

26 被光学装置2承载的引导装置

26a,26b 引导装置26的侧向翅片

27 凸出部

27a 光学装置2的固定开口

28 反射镜表面

29 被光学装置2承载的第二参考面

3 模块

31 延伸部

32 参考支承面

33 接触面

34 突出部

35 被延伸部3承载的第二参考面

36 引导开口

36a,36b 引导开口36的侧向边缘

37 模块的固定开口

38 定位壁

39 被定位壁38承载的第二参考元件

4 光源

5 固定装置