CN103732982A - 用于室外照明灯的发光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于室外照明灯（100）的发光模块（10），该发光模块具有：电路板容纳部（20）；设置在所述电路板容纳部（20）中的且具有多个发光器材（32）、特别是形式为LED的发光器材的至少一个电路板（30）；和盖部（40），该盖部将电路板容纳部（20）以及设置在其中的电路板（30）遮盖并且具有锁闭片（41），该锁闭片是透光的，以便使由发光器材（32）产生的光透过该锁闭片，其中，在用于每个发光器材（32）的锁闭片（41）中设置有光学系统（50）用于影响穿过锁闭片（41）的光路，并且盖部（40）具有至少三个定位装置（60）用于使锁闭片（41）相对电路板（30）确定地定位。

Description

用于室外照明灯的发光模块

技术领域

本发明涉及一种用于室外照明灯的发光模块、一种具有至少一个发光模块的室外照明灯、以及一种用于使发光模块的大量光学系统定位的方法。

背景技术

用于室外照明灯的发光模块基本上是已知的。它们通常具有多个发光器材，这些发光器材设置在锁闭片后面。为了通过这样的发光模块产生限定的和定向的照明，通常设置有光学系统或甚至需要光学系统，以便影响所产生的光的光路。特别是在LED形式的发光器材的情况下，这样的例如透镜形式的光学系统是绝对必要的。在已知的发光模块中，各个形式为LED的发光器材通常设置在电路板上。为了用每个LED实现所期望的/特别是相同的光分布，有必要为每个单个的发光器材、即特别是为每个LED设置特有的透镜或反射器形式的特有的光学系统。已知的装置通过如下方式实现这一点，即，在电路板上将光学系统直接设置在每个发光器材上。因此例如如果使用64个发光器材，那么需要形式为64个光学系统的64个单件，这些单件安置在相应的发光器材上。

US7,914,162B1介绍了一种用于机动车的LED灯。该灯具有壳体下部部分，该壳体下部部分包括用于使装备有LED的电路板定向的定位辅助装置。沿着辐射方向在电路板上首先连接有加热元件、然后连接有反射器盘（Reflektorscheibe）且最后连接有具有菲涅耳透镜的透明的盖部。这些元件分别通过定位辅助装置而相对彼此定向。但是对电路板的定向并非相对锁闭片进行，而是通过壳体下部部分的内侧上的导销和电路板中与此互补的凹部来相对壳体下部部分进行。

US2005/0046950A1介绍了一种用于通过感光材料的曝光来制图的高度集成的微光学部件。该部件具有带并排设置的发光二极管的硅载体。沿辐射方向在硅载体之前是其内设置有透镜的锁闭片，其中，每个LED配属有透镜。为了相对透镜使LED定向，硅载体具有至少两个凹槽，锁闭片的与其互补的突出部嵌接到这些凹槽中。

US2008/0273327A1示出一种带有电路板的LED灯，在该电路板上设置有LED。在每个LED之前设置有单独的透镜。这些单独的透镜安置在硅胶密封件的开口中。壳体通过盖部封闭。由于设置在这两个构件之间的柔性的密封件的原因而不可能实现锁闭片相对电路板的精密的相对定位。

US2009/0046460A1公开了一种带有壳体下部部分的LED路灯，所述壳体下部部分固定其上设置有LED的电路板。沿辐射方向在LED之前是通过透镜支架紧固的透镜。壳体向前通过没有光学元件的锁闭片封闭。

US2011/0032707A1介绍了一种具有壳体下部部分的灯具，所述壳体下部部分固定带LED的印刷电路板。沿光辐射方向在LED之前设置有带透镜的透镜支架。没有光学元件的锁闭片将壳体向前锁闭。

EP1925876A1介绍了一种具有LED模块和配属给这些模块的一次和二次光学系统的LED照明灯。如通常那样，LED模块与一次和二次光学系统相对彼此定向，然而D7既未公开具有用于LED的光学系统的锁闭片也未公开锁闭片上的定位装置。

US2011/014736A1是最接近的现有技术并且示出一壳体下部部分，在该壳体下部部分上设置有带LED的电路板。具有设置在其中的透镜的锁闭片将壳体锁闭。在锁闭片的内侧上设置有四个突出部14，这些突出部分别嵌接到电路板的一个凹部24中并且由此使锁闭片与电路板相对彼此定向。

试图为所有的发光器材使用一个共同的光学系统由于以下原因而失败，用于所有发光器材的一个单个的光学系统没有必要的公差精度。公差不精确性从发光器材到发光器材相互关联，因而最晚在多个发光器材之后产生这样的不精确性，该不精确性不再能通过对光路的影响来保障所期望的限定的光定向（Lichtausrichtung）。

已知的系统的另一个缺点在于：除了无法实现简化之外，大量单个光学系统的高度复杂性导致装配费用升高且制造费用升高。整个系统的较高的复杂性还会带来功能性降低的危险。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地消除已知的发光模块的前述缺点。特别地，本发明的目的在于提供一种用于室外照明灯的发光模块、以及一种具有发光模块的室外照明灯和一种定位方法，该定位方法能够以成本低且简单的方式实现将一个唯一的具有多个光学系统的构件尽可能精确地相对多个发光器材定向。

上述目的通过具有独立权利要求1的特征的发光模块、通过具有独立权利要求8的特征的室外照明灯以及通过具有独立权利要求9的特征的方法得以实现。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图获得。在此，与根据本发明的发光模块相关联地阐述的特征和细节当然也可以与根据本发明的室外照明灯以及与根据本发明的方法相关联，并且相应地反之亦然，因此关于针对本发明的各个方面的公开内容始终相互援引或者可以相互援引。

根据本发明的用于室外照明灯的发光模块具有电路板容纳部和设置在该电路板容纳部中的至少一个电路板。在该电路板上设置有多个发光器材，特别是形式为LED（Light Emitting Diodes）的发光器材。为了保护电路板以及发光器材，设置有盖部，该盖部将电路板容纳部以及设置在其中的电路板遮盖并且具有锁闭片。该锁闭片为了使由发光器材产生的光透过而是至少部分地透光的。为了产生所期望的透光性，锁闭片特别可以由塑料或玻璃制成。

根据本发明的发光模块的出众之处在于：在锁闭片中为每个发光器材设置用于影响穿过该锁闭片的光路的光学系统。另外，盖部具有用于使锁闭片相对电路板确定定位的至少三个定位装置。在此，在本发明的范围中对穿过锁闭片的光路的影响应理解为使由发光器材产生的光束衍射和/或反射。在此，在每个光学系统与每个发光器材之间可以看到一种配属关系。例如如果具有64个发光器材，那么在锁闭片中也设置有64个光学系统。在此，光学系统可以是锁闭片的一体的、即集成的或单件式的组成部分，或也可以与该锁闭片分开地仅仅紧固在该锁闭片上。

在本发明的范围中，确定的定位需与确定的支承区分开来。确定的定位应理解为：在电路板与锁闭片之间不再能进行相对运动。在这种情况下，特别是防止沿所有三轴的相对运动以及还有围绕三轴的相对旋转。由此将定位确定，其中，存在遮盖的功能性与定位的功能性的区别。通过这种方式可以进行遮盖，并且特别是还可以对盖部与电路板容纳部之间的内部空间进行密封。同时且与此无关地通过三个定位装置实施定位。在此如下地设置三种定位装置，即它们特别是能够实现公差范围尽可能小的定位。在此如此选择各个定位装置之间的位置和距离，使得产生尽可能短的公差链。与已知的发光模块相反，通过根据本发明的三种定位装置的设置结构可以实现确定的定位，而不出现高的容许误差链。通过这种方式可以在锁闭片中设置多个光学系统，使得所有光学系统与盖部共同地并且由此还与锁闭片共同地同时定位。这降低了装配的复杂性。由于此外仅仅还有一个唯一的构件、即具有锁闭片的盖部需要装配，所以制造费用也降低，这是因为与此相比在现有技术中必须对作为64个单个的构件的64个单个的光学系统实施64个单个步骤。

例如通过粘合剂或通过O型环来实施在根据本发明的发光模块中的盖部的密封，使得此外在盖部与电路板容纳部之间的接触区域中实施密封。在此，粘合剂应该附加地理解为紧固件，使得盖部在遮盖位置中可以通过硬化的粘合剂来保持。

在本发明的范围中，盖部以及锁闭片分别可以构造成由几个部分组成的。然而，特别地这些部分连接成一个单元，该单元可以构造成力锁合的（kraftschluessig）、材料锁合的（stoffschluessig）或甚至构造成整体的或者单件式的。优选各个定位装置设置有入口斜面或者导入辅助装置（Einfuehrhilfe），其能够实现更加容易的定位，特别是能够实现将定位装置导入到相应的相对位置中。

优选构造有至少一个用于三轴定位的定位装置、至少一个用于双轴定位的定位装置和至少一个用于单轴定位的定位装置。换言之，其涉及的是所谓的3、2、1定位，其中，实施一个三轴定位、一个双轴定位和一个单轴定位。在这种情况下，例如在轴标记为X、Y和Z的情况下可以实施三次Z轴定位、两次Y轴定位和一次X轴定位。当然也可以任命不同的轴或者可以出现不同的分布。然而重要的是用于这种实施方式的3、2、1定位的构造。在这种情况下，这个3、2、1定位应该理解为为了实现根据本发明的确定的定位的最小值。通过确定三次例如Z轴定位，可以说实现了一个三脚架，如其在椅子和桌子中已知的那样。另外，为了防止三脚架移动和翻倒，附加地还设置有两次Y轴定位和一次例如X轴定位。此处可以清楚地看到：确定的支承不同于确定的定位。这样对于确定的定位而言比对于确定的支承、例如形式为三脚架的支承需要大量的进一步的固定。

根据本发明的发光模块可以被进一步如下地构造：与用于三轴定位的定位装置具有相同或基本上相同距离地设置至少两个用于单轴定位的定位装置和至少两个用于双轴定位的定位装置。换言之，这里实施了两倍于所需程度的定位。特别是为了进一步减小公差链和相应地使易出错性最小化，可以使用这种实施方式。另外，如果定位装置相对彼此基本上对称地设置，那么实现积极的视觉效果。由于锁闭片是至少部分透明的构件，所以从外侧可看到相位的定位装置的设置结构。在此，对称性是各个定位装置相对彼此的一种特别令人赏心悦目的外观布置。在此，此处实际上设置的是静态超定（Ueberbestimmung），但是该超定从稳定性观点来讲带来大的优点。特别是考虑到各个构件中的可能的热应力和相应地随之发生的各个构件的移动，各个定位装置的这样的倍增同样是有益的。

还可以是有益的是：在根据本发明的发光模块中，电路板具有配属给每个定位装置的定位开口，相应的定位装置延伸穿过该定位开口。换言之，此处通过定位装置与定位开口之间的交互作用而获得定位的可能性。在此，特别是定位开口的类型与相应的定位的类型相适配，即特别是与定位轴数相适配。通过定位开口相对定位装置的设置结构可以实现定位装置的穿透伸出，通过这种方式可以将发光模块的整体构造设计得更加平整。通过各个构件的套叠获得的更加平整的发光模块使得在室外照明灯中需要的结构空间更小以及在该发光模块的仓储和运输中需要的空间更小。

同样有益地是：在根据本发明的发光模块中，至少一个定位开口限制所配属的单轴定位装置的运动自由度，至少一个定位开口限制所配属的双轴定位装置的运动自由度，并且至少一个定位开口限制所配属的三轴定位装置的运动自由度。换言之，此处通过定位装置与定位开口的交互作用来实现已经在前面阐述的3、2、1定位。特别是根据本发明的运动自由度在此通过每个定位开口的开口横断面的相应的构造得以实现。例如可以为定位装置开放或者封闭不同的方向。通过构造与定位装置的尺寸相适配的圆形开口，如果附加的止挡能够在电路板中以及在电路板容纳部中在运动自由度方面限制第三轴，那么就能够限制双轴的运动自由度。设置一个长孔将限制减小了一个轴，而定位开口相对定位装置明显较大的横截面的圆形设置结构则将限制另外提高了关于运动自由度的一个自由度。这种实施方式特别简单而经济并且除了需要特别小的结构空间之外，在制造定位开口以及定位装置时无需大的费用支出就可以维持很精确的公差。

另一个优点在于：在根据本发明的发光模块中，定位装置中的至少一个定位装置具有紧固件，该紧固件将盖部紧固在电路板容纳部上。这样的紧固件例如可以是螺栓亦或铆钉。特别地，这个紧固件穿过定位装置并机械地将盖部、特别是将锁闭片与电路板容纳部稳定地紧固在一起。如果盖部借助粘合剂或其它可硬化的材料而与电路板容纳部连接，那么将产生在这种材料硬化期间盖部发生移动或者隆起的危险。这将导致电路板与盖部之间、特别是与锁闭片之间的不希望有的相对运动，因此将产生通过光学系统对穿过锁闭片的光路的所期望的影响度不再得到保障的危险。螺栓或其它紧固件可以相应地理解为在制造期间为了即使在比其在应用中所预想的温度波动更高的情况下也能够保障和维持电路板与锁闭片之间的所期望的相对位置的一种保护装置。

另一个优点在于：在根据本发明的发光模块中，电路板容纳部具有用于电路板的平面的支座并且在电路板容纳部的背向电路板的外侧上设置有散热片。这可以实现对电路板的背侧并且由此还对发光器材的背侧的冷却。此处还可以看到，平面的支座构成对电路板的基本上静态确定的支承，而根据本发明通过定位装置对电路板容纳部进行确定的定位。但是此外可以通过沿朝向这个支座的Z方向的定位实现电路板与电路板容纳部之间的改善的平面接触，从而以期望的方式还基本上全面地将平面的支座用作热传递面。特别是在形式为LED的发光器材中，能够以这种方式实现将所产生的热量有效排出，从而进一步提高了各个发光器材、特别是LED的使用寿命。

另一个优点在于：在根据本发明的发光模块中，至少三个定位装置与锁闭片构造成整体的、特别是单件式的。在此，整体的或者单件式的构造应该理解为由唯一的材料或由不同的材料构成的一体的或者材料锁合的构造。特别是锁闭片例如利用压铸法制成，其中利用单组分压铸法或双组分压铸法（Einkomponenten-oder Zweikomponenten-Spritzgussverfahren）在压铸中与锁闭片一起直接制成三种定位装置。这首先降低了锁闭片的制造成本和费用并且其次降低了整个构件的复杂性。如这特别也在光学系统中的情况那样，定位装置是锁闭片的部分。这样如同在已知的发光模块中那样也可以使用锁闭片，其中，各个定位装置以确定的方式优选基本上自动地实施定位。因此可以如其在已知的发光模块中所实施的那样进行装配，使得装配人员不必进行另外的培训。由此降低了锁闭片的制造复杂性并且由此降低了错误定位的概率。

本发明的另一个主题是具有至少一个根据本发明的发光模块的室外照明灯。这样的室外照明灯与此相应地带有如针对根据本发明的发光模块所详细阐述的那样的相同的优点。

同样，本发明的主题是用于使多个光学系统相对发光模块的多个发光器材、特别是LED定位的方法。这样的方法具有如下的步骤：

－将具有多个发光器材的电路板设置在电路板容纳部中；

－借助至少三个定位装置对用于电路板容纳部和电路板的且具有锁闭片的盖部进行确定的定位，所述锁闭片具有多个光学系统。

多个光学系统通过根据本发明的方法相对发光器材定位，由此可以进行简化的装配。此外，通过这种定位方式还能够由一个唯一的构件来保障具有光学系统的盖部或者锁闭片。这降低了这样的盖部的制造成本。特别是根据本发明的方法构造成用于根据本发明的发光模块的定位。这样的方法与此相应地带来如已经针对根据本发明的发光模块所详细阐述的那样的相同的优点。

附图说明

参照附图来进一步阐述本发明。其中所使用的概念“左”、“右”、“上”和“下”针对的是标记有通常可读的附图标记的附图的定向。附图中：

图1为根据本发明的室外照明灯的一种实施方式的示意图；

图2为根据本发明的发光模块的一种实施方式；

图3a为定位装置的一种实施方式，；

图3b为图3a所示的定位装置的示意性透视图；

图3c为根据本发明的发光模块的一种实施方式的横剖视图；

图4为根据本发明的发光模块的一种实施方式的示意性分解图；

图5a为锁闭片的一种实施方式的示意性横剖视图；

图5b为定位开口的一种实施方式；

图5c为定位开口的另一种实施方式；和

图5d为定位开口的另一种实施方式。

具体实施方式

图1示出的是根据本发明的室外照明灯100中的根据本发明的发光模块10的一种实施方式。此处可以看到：为了给确定的区域照明，在一个室外照明灯100中可以使用一个或多个这样的发光模块10。

各个发光模块10例如可以构造成如下所述的那样。这样图2示出发光模块10的一种实施方式，其中透过透明的锁闭片41可以看到电路板30。在电路板30上设置有多个形式为LED的发光器材32。另外，在电路板30上设置有相应的印刷导线，这些在图2中未示出的印刷导线为每个单个的LED、即每个发光器材32供电。

在图2中还可以看到：电路板容纳部20容纳电路板30并且另外在这个视图中可看到定位装置60起将锁闭片41定位的作用。在这种实施方式中共设置有五个定位装置60，这些定位装置基本上彼此关于中点、即定位装置60的中心形状对称地定向。在此，在中心的定位装置60涉及的是三轴定位，而其余的定位装置构造成用于双轴定位或者单轴定位。

图3a和3b示出的是定位装置60作为用于三轴定位的定位装置60c的一种实施方式。在此特别涉及的是在图2中设置在中心的定位装置60。这里可以清楚地看到：在电路板30中设置有定位开口34，用于三轴定位的定位装置60c穿过该定位开口。另外，该定位装置60还保持在电路板容纳部20的深凹部中并且此外设置有密封件70。在图3a中还可以清楚地看到：电路板30被夹紧在电路板容纳部20与定位装置60之间。与此相应地进行沿Z方向、即在图3a中从下向上或者从上向下的定位。沿X方向和Y方向的定位之后还参照图5b、5c和5d来进一步阐述。

这样在图5b中示出的是单轴、即Z轴的纯定位的变型。在用于围绕单轴定位的定位装置60a周围有作为间隙的约2mm的安全距离，从而沿这两个构成图5b的绘图平面的平面（Flaechenebene）的轴X和Y不进行固定。图5c示出的是定位开口34基本上构造成长孔的变型。这里进行的是双轴、即Z轴和Y轴或者X轴的定位。图5c的绘图平面的第二轴是自由的，使得用于双轴定位的定位装置60b可以沿着长孔自由运动。如果这个最后的运动自由度也被取消，那么例如通过将定位开口34缩小到无间隙地围绕定位装置60的圆形而获得，如其在图5d中示例性示出的变型那样。在此，用于三轴定位的定位装置60c被全方向固定，从而在运动方面不再存在自由度。通过各个定位装置的设置总量，即特别是用于单轴定位的定位装置60a、用于双轴定位的定位装置60b和用于三轴定位的定位装置60c实现：使锁闭片41可以相对电路板30进行确定的定位。这产生了根据本发明的优点：不产生公差链，并且另外可以为各个光学系统50相对发光器材32进行相对定位。

另外在图3a中可以看到：设置有紧固件62，该紧固件作为螺栓将锁闭片41固定在电路板容纳部20上。特别是在制造期间，这用于防止锁闭片41可能的隆起或变形，这些隆起或变形否则会使锁闭片41的限定的定位发生变动。

在图3c中可以看到：电路板容纳部20在其背侧上具有散热片22。通过用于电路板30的平面的支座可以将热量传输到电路板容纳部20上，该热量又通过多个散热片22而排出。这延长了各个发光器材32的使用寿命。

在图4中示出的是实施方式的一种变型的分解图。此处示出的是作为盖部40的部分的锁闭片41还未装配的状态。然而各个定位装置60以定位装置60a、60b和60c的形式示出。此处涉及的是用于定位的超定，因为设置有两个用于单轴定位的定位装置60a和两个用于双轴定位的定位装置60b。这在可能的热应力方面进行了改善并且防止电路板30与锁闭片41相对彼此的相对位置的移动。另外实现改善的、特别是显得对称的光学系统。

图5a示出的是锁闭片41的一种变型的示意性横剖视图。此处可以看到：例如通过锁闭片41上的隆起部可以实现例如形式为透镜的光学系统50。这样的透镜用于特别是在发光器材与该透镜之间的焦点中定位，从而可以特别有效地影响从发光器材32出发在横穿锁闭片41的情况下的光路。

上述借助实施方式对本发明的描述仅仅在实例的范围中阐述了本发明。当然，各个特征只要在技术上是有意义的就可以相互自由组合而不脱离本发明的范围。

附图标记列表

10  发光模块

20  电路板容纳部

22  散热片

30  电路板

32  发光器材

34  定位开口

40  盖部

41  锁闭片

50  光学系统

60  定位装置

60a 用于单轴定位的定位装置

60b 用于双轴定位的定位装置

60c 用于三轴定位的定位装置

62  紧固件

70  密封件

100 室外照明灯

Claims (9)

1.用于室外照明灯（100）的发光模块（10），该发光模块具有：电路板容纳部（20）；设置在所述电路板容纳部（20）中的且具有多个发光器材（32）、特别是形式为LED的发光器材的至少一个电路板（30）；和盖部（40），该盖部将电路板容纳部（20）以及设置在其中的电路板（30）遮盖并且具有锁闭片（41），该锁闭片是透光的，以便使由发光器材（32）产生的光透过该锁闭片，其中，在用于每个发光器材（32）的锁闭片（41）中设置有光学系统（50）用于影响穿过锁闭片（41）的光路，并且盖部（40）具有至少三个定位装置（60）用于使锁闭片（41）相对电路板（30）确定地定位，其特征在于：构造有至少一个用于三轴定位的定位装置（60c）、至少一个用于双轴定位的定位装置（60b）和至少一个用于单轴定位的定位装置（60a）。

2.如权利要求2所述的发光模块（10），其特征在于：与用于三轴定位的定位装置（60c）具有相同或基本上相同的距离地设置至少两个用于单轴定位的定位装置（60a）和至少两个用于双轴定位的定位装置（60b）。

3.如前述权利要求之任一项所述的发光模块（10），其特征在于：电路板（30）具有配属给每个定位装置（60）的定位开口（34），相应的定位装置（60）延伸穿过该定位开口。

4.如权利要求3所述的发光模块（10），其特征在于：至少一个定位开口（34）限制所配属的单轴定位装置（60a）的运动自由度，至少一个定位开口（34）限制所配属的双轴定位装置（60b）的运动自由度且至少一个定位开口（34）限制所配属的三轴定位装置（60c）的运动自由度。

5.如前述权利要求之任一项所述的发光模块（10），其特征在于：定位装置（60）中的至少一个定位装置具有紧固件（62），该紧固件将盖部（40）紧固在电路板容纳部（20）上。

6.如前述权利要求之任一项所述的发光模块（10），其特征在于：电路板容纳部（20）具有用于电路板（30）的平面的支座并且在电路板容纳部（20）的背向电路板（30）的外侧上设置有散热片（22）。

7.如前述权利要求之任一项所述的发光模块（10），其特征在于：至少三个定位装置（60）与锁闭片（41）构造成整体的、特别是单件式的。

8.室外照明灯（100），其具有至少一个具有权利要求1至7之任一项所述的特征的发光模块（10）。

9.用于使多个光学系统（50）相对发光模块（10）的多个发光器材（32）、特别是LED定位的方法，其具有如下的步骤：

－将具有多个发光器材（32）的电路板（30）设置在电路板容纳部（20）中；

－借助至少三个定位装置（60）使得用于电路板容纳部（20）和电路板（30）的且具有锁闭片（41）的盖部（40）确定地定位，所述锁闭片具有多个光学系统（50），

其特征在于：借助至少一个用于三轴定位的定位装置（60c）、借助至少一个用于双轴定位的定位装置（60b）且借助至少一个用于单轴定位的定位装置（60a）来使盖部定位。

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