CN104136835B - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置，所述照明装置具有半导体光源模块(1)和光学元件(2)以及用于半导体光源模块(1)和光学元件(2)的共同的支架(3)，其中光学元件(2)安装在支架(3)的前侧(31)上并且具有至少一个配合销(23)，所述配合销延伸到半导体光源模块(1)中的精确配合的孔(121)中，其中半导体光源模块(1)贴靠在支架(3)的与前侧(31)相反置的后侧(32)上；至少一个配合销(23)穿过支架(3)中的通孔(34)伸出并且延伸到半导体光源模块(1)的精确配合的孔(121)中；并且至少一个配合销(23)构成凸肩(230)，所述凸肩贴靠在半导体光源模块(1)的贴靠在支架(3)的后侧(32)上的支承面(120)上。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置。
背景技术
这种照明装置例如在WO2006/066530A1中公开。所述文献描述了具有半导体光源模块和光学元件的照明装置，所述半导体光源模块和光学元件安装在共同的支架的前侧上。尤其地，光学元件具有多个配合销，所述配合销延伸穿过在半导体光源模块中和支架中的精确配合的孔。
在WO2006/066530A1中公开的构造不允许简单地更换半导体光源模块。
发明内容
本发明的目的是，提供一种这类的照明装置，所述照明装置以简单的方式允许更换半导体光源模块并且能够实现半导体光源模块关于光学元件的调整。
所述目的根据本发明通过一种照明装置来实现。本发明的尤其有利的实施方案在下文中描述。
根据本发明的照明装置具有半导体光源模块和光学元件以及用于半导体光源模块和光学元件的共同的支架，其中光学元件借助于至少一个配合销安装在支架的前侧上，所述配合销延伸到半导体光源模块的精确配合的孔中。根据本发明，半导体光源模块贴靠在支架的与前侧相反置的后侧上，并且至少一个配合销穿过支架中的通孔伸出并且延伸到半导体光源模块的精确配合的孔中，其中至少一个配合销构成凸肩，所述凸肩贴靠在半导体光源模块的贴靠在支架的后侧上的支承面上。术语“精确配合的孔”表示，孔的直径精确配合地与至少一个配合销的插到孔中的部段的直径一致。这就是说，半导体光源模块中的精确配合的孔的直径相当于至少一个配合销的设置在精确配合的孔中的部段的直径。
由于至少一个配合销的、支架中的通孔的和半导体光源模块中的精确配合的孔的在上文中描述的特殊的构造以及光学元件和半导体光源模块在支架的不同侧上的设置，在根据本发明的照明装置中，半导体光源模块能够以简单的方式更换，而不必像之前那样为了所述目的拆卸根据本发明的照明装置的光学元件或其他部件。此外，至少一个配合销与半导体光源模块中的精确配合的孔的协作能够实现光学元件关于半导体光源模块的精确的定向或调整。尤其地，借助于配合销的凸肩确定光学元件在半导体光源模块的支承面之上的高度，并且借助于半导体光源模块中的精确配合的孔限定光学元件关于半导体光源模块在平行于支承面的平面中的定向和位置。
有利地，至少一个配合销与光学元件一件式地构成。由此，至少一个配合销能够不仅用于调整、而且也用作为用于将光学元件固定在半导体光源模块上的机构。此外，由此简化了生产，因为能够在相同的生产步骤中与光学元件同时地制造配合销。
根据本发明的一个优选的实施例，至少一个配合销构成为空心的并且具有用于容纳螺钉的螺纹。由此，至少一个配合销也能够附加地用于将光学元件固定在半导体光源模块上。
根据本发明的另一个实施例，至少一个配合销从半导体光源模块中的孔中从半导体光源模块的背离支承面的一侧伸出，并且配合销的从半导体光源模块中的孔中伸出的部段设有用于螺母的螺纹。所述实施方式同样提供在上文中描述的本发明的优选的实施例的在上面的段中提到的优点。
有利地，根据本发明的照明装置具有第一固定机构，所述第一固定机构设为用于将半导体光源模块的支承面固定在支架的后侧上。例如，第一固定机构能够构成为在半导体光源模块和光学元件之间的螺纹连接件或构成为夹紧设备，所述夹紧设备将半导体光源模块借助其支承面挤压到支架的后侧上。螺纹连接件相对于夹紧设备具有下述优点：借助于所述螺纹连接件能够实现在半导体光源模块和支架之间的相对高的挤压力从而能够实现在半导体光源模块和支架之间的良好的热耦合。
有利地，在根据本发明的照明装置中存在第二固定机构，所述第二固定机构用于将光学元件固定在支架上。所述第二固定机构允许与至少一个配合销无关地将光学元件固定在支架上，并且确保在拆卸半导体光源模块时，保留在光学元件和支架之间的连接。优选地，第二固定机构构成为在光学元件和支架之间的卡接或锁紧连接件。卡接或锁紧连接件能够实现光学元件以已经粗调的定向的方式固定在支架上。
根据本发明的照明装置的支架有利地具有用于容纳半导体光源模块的设有半导体光源的部段的槽。由此，能够实现，半导体光源模块的装配有半导体光源的部段延伸直至支架的前侧，使得由半导体光源发射的光射到设置在支架的前侧上的光学元件上。
优选地，根据本发明的照明装置的支架构成为冷却体。由此能够确保半导体光源模块的有效的冷却，因为由半导体光源模块产生的热量借助于冷却体导出到周围环境中。
根据本发明的照明装置的半导体光源模块优选地具有热沉，在所述热沉上设置半导体光源。此外，半导体光源模块的支承面构成为热沉的组成部分。由此，确保半导体光源与热沉的良好的热耦合并且保证：由半导体光源产生的热量经由热沉和支承面导出到优选构成为冷却体的支架上。在本文中，在上文中描述的在半导体光源模块和支架之间的螺纹连接件借助于至少一个配合销提供下述可能性：在半导体光源模块的支承面和支架的后侧之间产生高的挤压力从而实现在半导体光源模块和支架之间的良好的热耦合。
热沉优选由金属、例如由铜或铝制成，或者由陶瓷、例如由氮化铝制成，以便确保良好的导热性。构成为冷却体的支架优选由金属、例如由铝制成，以便确保良好的导热性，并且优选地设有冷却肋，以便实现大的为了冷却与周围空气接触的表面。
有利地，根据本发明的照明装置的半导体光源模块具有用于半导体光源的运行设备的电部件。由此，半导体光源模块能够直接地连接到电网电压上、例如连接到机动车辆的汽车电源电压上。优选地，运行设备的电部件设置在半导体光源模块的热沉上，以便将由运行设备的电部件产生的热量同样经由热沉导出到构成为冷却体的支架上。
附图说明
在下文中根据优选的实施例详细阐述本发明。附图示出：
图1示出贯穿根据本发明的优选的实施例的照明装置的纵剖面的示意图，其中剖面在两个配合销的区域中，
图2示出贯穿在图1中绘制的照明装置的横截面的示意图，其中剖面在配合销的区域中，
图3示出图1中的一部分，其中放大示出配合销，
图4示出贯穿在图1中绘制的照明装置的光学元件的纵剖图，
图5示出贯穿在图1中绘制的照明装置的横截面的示意图，其中剖面在半导体光源模块和支架的固定的区域中，
图6示出贯穿在图1中绘制的照明装置的纵剖面的示意图，其中剖面在光学元件和支架的固定的区域中，
图7示出在图1中绘制的照明装置的后视图的立体图，
图8示出在图1中绘制的照明装置的主视图的立体图。
具体实施方式
在图1至8中示出的照明装置是设为用在机动车辆的前照灯中的照明装置。所述照明装置作为主要部件具有半导体光源模块1、光学元件2和用于半导体光源模块1和光学元件2的共同的支架3。
支架3由矩形的铝板形成，所述铝板具有平的前侧31和后侧32并且在其后侧32上设置有冷却肋30。支架3在纵向边缘上具有槽33以用于容纳半导体光源模块1。支架3用作为用于半导体光源模块1的冷却体并且因此随后有时也称作为冷却体3。在支架中安置用于光学元件2的各一个配合销23的三个通孔34。支架3中的三个通孔34根据三角形的类型设置在支架3的前侧31上。也就是说，三个通孔34在支架3的前侧31上形成虚拟的三角形的角点。
光学元件2构成为反射体，以便反射由半导体光源模块1发射的光。光学元件2壳状地成形为具有基本上抛物线的曲面。所述光学元件具有反射光的表面21，所述表面朝向半导体光源模块1的半导体光源。反射光的表面21设置在壳状的光学元件2的内侧上。在壳状的光学元件2的背离内侧21的外侧22上一体成形三个空心的配合销23，所述配合销分别在其内部中设有螺纹并且用于调整光学元件2关于半导体光源模块1的空间位置和取向。在图6中仅非常示意性示出的第三配合销23具有与在图1中示出的两个其他配合销23相同的构造。光学元件2设置在支架3的前侧31上并且其三个配合销23分别穿过支架3中的通孔34伸出。三个配合销23分别具有外径不同的两个部段231、232。第一部段231在光学元件2的外侧22上一体成形并且第二部段232直接连接于第一部段231并且形成相应的配合销23的自由端部。在从第一部段231至第二部段232的过渡部上，每个配合销23构成凸肩230，所述凸肩分别取决于两个部段231、232的不同的外径。在每个配合销23中，第二凸肩232的外径都小于其第一部段231的外径。配合销23的第一部段231分别穿过支架3中的相应的通孔34伸出，使得配合销23的第二部段232分别在支架3的后侧32上伸出。为了将光学元件2固定在支架3上，光学元件2配设有两个弹性构成的卡接钩24，所述卡接钩在光学元件2的外侧22上一体成形并且分别在支架3的凹部35中在其后侧32上在后部锁紧。光学元件2借助于卡接钩24的固定示意地在图5和6中示出。
半导体光源模块1具有由铝制成的热沉10，所述热沉具有楔形构成的第一部段11，在所述第一部段的表面110上安装具有五个成列设置的发光二极管芯片40的安装板4。发光二极管芯片40在其运行期间发射白光。安装板4例如构成为金属芯电路板。此外，在热沉10的表面上安装用于发光二极管芯片40的运行设备的电部件(没有示出)。半导体光源模块10的第一部段11设置在支架3的凹部33中并且超出支架3的前侧31，使得发光二极管芯片40基本上设置在抛物线形的光学元件2的焦点中并且由发光二极管芯片40发射的光射到光学元件2的反射光的内侧21上。热沉10还具有板状构成的第二部段12，所述第二部段相对于第一部段11垂直地成角度。热沉10的板状的第二部段12构成支承面120，所述支承面贴靠在支架3的后侧32上。在热沉10的板状的第二部段12中设置三个用于光学元件2的三个配合销23中的各一个的精确配合的孔121。孔121的直径分别与相应的配合销23的第二部段232的外径一致，使得配合销23的第二部段232分别精确地配合到相应的孔121中。尤其地，因此，孔121的直径小于配合销23的第一部段231的外径。三个配合销23的第二部段232分别延伸到热沉10的板状的第二部段12中的相应的孔121中，使得相应的凸肩230贴靠在热沉10的板状的第二部段12的支承面120上。在图3中示意性地示出这种情况。配合销23的凸肩230因此确定光学元件2在热沉10的板状的第二部段12的支承面120之上的高度从而确定光学元件2关于发光二极管芯片40的高度位置。光学元件2关于发光二极管芯片40在平行于支承面120的方向中的空间位置和定向通过三个孔121的位置来确定。因为三个配合销23的第二部段232的外径分别与相应的孔121的直径一致，所以配合销23分别无间隙地设置在相应的孔121中。为了将光学元件2固定在半导体光源模块1上，从支架3的后侧32或从热沉10的第二部段12的背离支承面120的后侧122分别将螺钉5引入到三个孔121中的每一个中并且与在相应的空心的配合销23中的螺纹拧紧。通过螺钉5将相应的配合销23的凸肩230压到热沉10的第二部段12的支承面120上。为了将半导体光源模块1固定在支架3上而设有两个另外的螺钉6，所述螺钉被引入到在热沉10的板状的第二部段12的后侧122上的螺钉孔中并且与支架3中的相应的螺钉孔拧紧。在热沉10的板状的第二部段12的后侧122上还设置有插座7，所述插座包含用于对半导体光源模块1供给能源的电接触部并且设为用于容纳插头。经由插座7，半导体光源模块1由机动车辆的汽车电源电压供电。在支架3的后侧32上还设有三个伸出支架3的侧边缘的固定设备8，所述固定设备用于将照明装置安装在机动车辆中。
为了更换半导体光源模块1，松开在半导体光源模块1的热沉10的板状的第二部段12的后侧122上的螺钉5和6。由此，通过将半导体光源模块从配合销23的在孔121中延伸的第二部段232上拉下，能够将半导体光源模块1从支架3的后侧32上取下。光学元件2在移走螺钉5和半导体光源模块1之后借助于卡接钩24和插在通孔34中的配合销23还充分地固定在支架3上，使得所述光学元件不能够与支架3松开。安装新的半导体光源模块1以与拆卸相反的顺序进行。
本发明不局限于在上文中详细描述的实施例。例如，半导体光源模块1附加地具有初级光学元件，所述初级光学元件直接设置在发光二极管芯片40上方并且由发光二极管芯片40发射的光转向到光学元件2的反射光的内侧21上。所述初级光学元件例如能够是光学透镜或光学集中器。半导体光源模块1的半导体光源替代发光二极管芯片40也能够是其他的光源，例如超级发光二极管或激光二极管。此外，光学元件2也能够具有与根据优选的实施例的壳状不同的形状。此外，光学元件的反射光的表面21能够部分地或完全地由发光材料覆层。
此外，光学元件2的配合销23不一定构成为是空心的。替代地，配合销23的第二部段232能够构成为，使得所述配合销穿过在半导体光源模块1的热沉10的第二部段12中的相应的孔121并且配合销的第二部段232的在热沉10的后侧122上伸出的部分具有螺纹，螺母能够拧到所述螺纹上，以便将半导体光源模块1与光学元件2拧紧。

Claims (10)

1.一种照明装置，所述照明装置具有半导体光源模块(1)和光学元件(2)以及用于所述半导体光源模块(1)和所述光学元件(2)的共同的支架(3)，其中所述光学元件(2)安装在所述支架(3)的前侧(31)上并且具有至少一个配合销(23)，所述配合销延伸到所述半导体光源模块(1)的精确配合的孔(121)中，
其特征在于，
-所述半导体光源模块(1)贴靠在所述支架(3)的与所述前侧(31)相反置的后侧(32)上，
-至少一个所述配合销(23)穿过所述支架(3)中的通孔(34)伸出并且延伸到所述半导体光源模块(1)的精确配合的所述孔(121)中，和
-至少一个所述配合销(23)构成凸肩(230)，所述凸肩贴靠在所述半导体光源模块(1)的贴靠在所述支架(3)的所述后侧(32)上的支承面(120)上。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中至少一个所述配合销(23)与所述光学元件(2)一件式地构成。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中至少一个所述配合销(23)构成为空心的并且具有用于容纳螺钉(5)的螺纹。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中至少一个所述配合销从所述半导体光源模块(1)中的精确配合的所述孔(121)中从所述半导体光源模块(1)的背离所述支承面(120)的一侧(122)伸出，并且所述配合销的从所述半导体光源模块(1)中的所述孔(121)伸出的部段设有用于螺母的螺纹。
5.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中设有第一固定机构(6)，以用于将所述半导体光源模块(1)的所述支承面(120)固定在所述支架(3)的所述后侧(32)上。
6.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中存在第二固定机构(24，35)，以用于将所述光学元件(2)固定在所述支架(3)上。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述第二固定机构(24，35)构成为在光学元件(2)和支架(3)之间的锁紧或卡接连接件。
8.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中所述支架(3)具有槽(33)，以用于容纳所述半导体光源模块(1)的设有半导体光源(40)的部段(11)。
9.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中所述支架(3)构成为冷却体。
10.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中所述半导体光源模块(1)具有热沉(10)，并且其中所述支承面(120)构成为所述热沉(10)的组成部分，并且所述半导体光源(40)设置在所述热沉(10)上。
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