具有led、电路板和光学元件的用于光输出的安排的制作方法
【专利说明】具有LED、电路板和光学元件的用于光输出的安排
[0001]本发明涉及一种用于光输出的安排，该安排具有一个LED (LED:发光二极管)、一个电路板和一个光学元件。
[0002]由现有技术已知对应的安排，在这些安排中该LED和该光学元件安排在该电路板上并且在此由该LED产生的光以某种希望的方式受该光学元件的影响，例如以便实现该安排的光输出的一种特殊的角度照射区域。在此，这些对应的光学元件通常一方面呈反射镜的形式并且另一方面呈透镜光学器件的形式。相对于反射镜，后者原则上有明显的照明优势。然而，透镜光学器件典型地以注塑成型技术制成，使得在其制造方面相对于反射镜原则上需要明显更多的费用。针对这类光学元件的对应的生产工具尤其是高耗费的。
[0003]已知多种不同类型或构造型式的LED。图4中示例性地示出了第一种类型LEDl的一个LED，该LED安排在一个电路板P上，图5中对应地示出了第二种类型LED2的一个LED。该第一种类型LEDl的LED具有结构高度hl，该结构高度比该第二种类型LED2的LED的结构高度h2更大。当该LED如设置的一样安排在该电路板上或该LED的光输出表面的最大高度是关于该电路板P的表面时，“结构高度”在此表示所涉及的LED在该电路板的表面上的延伸。这两个LED(LED1、LED2)在光输出表面的形式上也不同。在该第一种类型LEDl的LED中，该光输出表面fl是半球形的；在该第二种类型LED2的LED中，该光输出表面f2是平的。
[0004]在图4示出的LEDl中，在该半球形的覆盖层中存在磷颗粒，这些磷颗粒用于波长转换，使得该覆盖层的表面形成该LED的光输出表面H。图6中示出了第三种类型LED3的一个LED的实例，在该实例中存在高度为h3的光输出表面f3，因为在此在该半球形的覆盖层中没有包含磷颗粒，使得用f3标示的、平的表面称为光输出表面。
[0005]对应地，这些LED通常在其光输出的类型和方式上不同，使得为了生产一个对应的安排需要根据涉及的LED构型该光学元件或根据涉及的光学元件构型该LED。在此尤其要考虑:为了实现希望的光影响，一个对应的光学元件典型地必须与该LED的光输出表面以一个确定的间距安排。为此，生产对应的不同的安排需要极高的费用。
[0006]本发明的基本目的在于提供一种对应的改善的安排。这种安排尤其应该适用于一种成本低廉的生产。
[0007]根据本发明所述的目的通过在从属权利要求中所述的主题实现。从属权利要求中披露了本发明的特殊的实施方式。
[0008]根据本发明提供一种用于光输出的安排，该安排具有一个电路板和用于产生光的一个LED，其中该LED安排在该电路板上。此外，该安排具有一个光学元件，该光学元件如此安排，使得该光学元件在光学上影响由该LED产生的光。此外，该安排具有一个间隔保持元件，其中该间隔保持元件安排在该光学元件与该电路板之间。
[0009]通过该间隔保持元件可以实现:当该光学元件直接安排在该电路板上时，可以选择针对该安排的、用其可能不能实现希望的光影响的一个光学元件。因此有可能实现:为了生产该安排，免除制造一个特殊的光学元件。为此，可以成本特别低廉地制造这种安排。
[0010]换句话说可以实现:使一个确定的光学元件适用于不同的LED，尤其适用于这些在LED的壳体内、在其结构高度和/或在LED芯片的位置中不同的LED。至少在某些物理极限范围内，一个对应的光学元件通过根据本发明的安排也适用于这些在光输出表面的大小和/或形式上不同的LED。
[0011 ] 此外，通过该间隔保持元件可以实现该光学元件相对于该电路板的简化的定位。由此可以实现生产该安排的很大程度的简化。
[0012]该间隔保持元件优选具有一种陶瓷材料。该间隔保持元件有利地由一种陶瓷材料组成。事实上由此可以排除:该间隔保持元件对该电路板或该安排的其他部件施加不希望的电气效应。
[0013]该间隔保持元件优选由一个电气或电子部件构成，例如由一个电阻器或一个导线桥构成。以此方式可以有利地如此设计该间隔保持元件，使得该间隔保持元件不仅用作间隔保持，而且也实现对应的其他功能。由此可以节省一个对应的分开的电气或电子部件。
[0014]当该电气或电子部件由一个表面安装的构造元件或一个SMD(SMD:surfacemounted device)构成或通过表面安装安排在该电路板处时，有可能实现该间隔保持元件在该电路板上的特别简单的安装。在这种情况下，也可以特别适合地给该电路板装配该间隔保持元件，尤其自动地装配。该间隔保持元件例如有利地由一个零欧姆电阻器构成。
[0015]当该间隔保持元件直接安排在该电路板上时，此外有可能实现该安排的一种特别简单的生产。
[0016]在此优选由该电路板、该LED和该间隔保持元件构成一个LED模块，该LED模块具有针对该光学元件的一个集成的高度定位器。
[0017]当该光学元件直接与该间隔保持元件相连接地安排时，可以避免另一个部件并且可以按简单的方式特别稳定地实施该安排。该光学元件优选机械固定地安排在该间隔保持元件处。由此可以节省用于将该光学元件固定在该电路板处的一个分开的固定元件。
[0018]该光学元件优选是一个透镜元件。该透镜元件例如有利地由一个透镜、一个透镜阵列、一个透镜板、一个塑料光学器件板等构成。当该光学元件以注塑成型技术或通过挤出制成时，该安排特别适用。
[0019]此外当该安排具有用于产生另一束光的至少一个另外的LED时，给出了另一个有利的设计，其中该光学元件如此设计和安排，使得该光学元件也在光学上影响由该至少一个另外的LED产生的另一束光。以此方式不必针对该安排的每个LED设置一个分离的光学元件。
[0020]此外有利的是，该间隔保持元件成型为定位辅助元件，该定位辅助元件用于该光学元件相对于该LED和/或相对于该电路板的定位。该间隔保持元件尤其形成为定位辅助元件，该定位辅助元件用于确保该光学元件的纵向位置和/或用于确保该光学元件相对于该LED和/或相对于该电路板的确定的旋转位置。以此方式可以相对于该电路板和/或相对于这个LED或这些LED特别简单地安置该光学元件。因此，也由此简化了该安排的生产。
[0021]以下通过一个实施例并且参照附图对本发明进行更详细的解释。附图中:
[0022]图1示出了一个根据本发明的安排的一个横截面简图，
[0023]图2不出了具有两个不同的LED的两个安排的横截面简图，
[0024]图3示出了在这两个在图2中示出的安排的情况下的、用于说明光影响的简图以及
[0025]图4至6示出了根据现有技术的不同的LED的三个简图。
[0026]图1示出了一个根据本发明的用于光输出的安排的一个示意性横截面图。该安排具有一个电路板2、以及用于产生光的一个LED 3。该LED 3安排在该电路板2上，尤其直接安排在该电路板2上。该LED 3优选作为表面安装的构造元件或作为SMD安排在该电路板2上。
[0027]此外，该安排具有一个光学元件4，该光学元件如此安排，使得该光学元件在光学上影响由该LED 3产生的光，例如通过聚束(Bilndelung)。该光学元件4中例如是一个透镜元件，例如以一个透镜阵列、一个透镜板或一个塑料光学器件板的形式。
[0028]该安排优选如此设计，使得只有当由该LED 3产生的光之前已经受该光学元件4影响，尤其当光穿过该光学元件4时，光才可以离开该安排。对应地，该光学元件4优选如此设计，使得该光学元件包围该LED 3或该LED 3的光输出表面而安排。
[0029]该光学元件4可以例如以注塑成型技术或通过挤出制成。为了通过注塑成型技术生产该光学元件4，需要一个对应的生产模具，使得该光学元件4的生产在为了生产该安排的全部所需的全部费用中占据相当大的比重。
[0030]此外，该安排具有一个间隔保持元件5，该间隔保持元件安排在该光学元件4与该电路板2之间。该间隔保持元件5用于实现在该光学元件4与该电路板2之间的一个确定的间距。尤其可以设置为:该间隔保持元件5直接安排在该电路板2上和/或该光学元件4直接与该间隔保持元件5连接地安排，尤其是机械固定在后者处。以此方式不需要用于实现所希望的间距或用于固定该光学元件4的其他的部件。
[0031]通过该间隔保持元件5可以实现:该光学元件4与该电路板2和由此该LED 3以一个如此的间距安排，使得该光学元件对由该LED 3产生的光带来一种确定的希望的光学影响。在示出的实例中，由该LED 3产生并且输出的光通过该光学元件4成束。该光学效应或成束效应在此取决于在该电路板2与该光学元件4之间的间距，使得可以通过改变这个间距对该光学效应产生影响。通过该间隔保持元件5可以实现确定的间距以及由此确定的光学效应。
[0032]借助于图2很大程度上示意性地示出了该间隔保持元件5的优点。类似地使用参考符号。图2中示出了在图1中示出的该安排的一个缩略图，下面也称为“第一”安排。除了该第一安排外示出了第二安排，该第二安排除其他外通过使用的LED的类型与该第一安排有所区别。当该第一安排的LED 3是在图4中示出的该“第一种”类型的LED时，该第二安排具有一个LED(在此用3'标示)，如在图5中示出的，该LED即具有该“第二种”类型的LED。如开头解释的，这两个LED 3、3'尤其在它们的结构高度上不同。
[0033]这两个安排具有相同的光学元件4。
[0034]在该第二安排中，该比率在此是如此的，使得该光学元件4直接安排在该电路板2处并且以此方式实现该安排的一种希望的光输出