DE102015207709A1 - Method and device for arranging a circuit carrier with a semiconductor light source in a specific position relative to an optical system of a lighting device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (50) zur Anordnung eines Schaltungsträgers (30) in einer bestimmten Lage relativ zu einem optischen System (20) einer Beleuchtungseinrichtung, wobei der Schaltungsträger (30) mindestens eine darauf befestigte Halbleiterlichtquelle (32) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass ein lichtemittierender Bereich (34) der Halbleiterlichtquelle (32) optisch erfasst und zur Ermittlung einer Ist-Lage in Bezug auf einen Referenzbereich (26, 28) des optischen Systems (20) ausgewertet wird. Die ermittelte Ist-Lage wird zur Ermittlung einer Lagedifferenz mit einer vorgegebenen Soll-Lage des lichtemittierenden Bereichs (34) verglichen, und es wird eine Relativbewegung des Schaltungsträgers (30) relativ zu dem optischen System (20) zur Verringerung der Lagedifferenz ausgeführt. The invention relates to a method and a device (50) for arranging a circuit carrier (30) in a specific position relative to an optical system (20) of a lighting device, wherein the circuit carrier (30) has at least one semiconductor light source (32) mounted thereon. It is proposed that a light-emitting region (34) of the semiconductor light source (32) is optically detected and evaluated to determine an actual position with respect to a reference region (26, 28) of the optical system (20). The determined actual position is compared with a predetermined desired position of the light emitting area (34) for determining a positional difference, and a relative movement of the circuit carrier (30) relative to the optical system (20) for reducing the positional difference is carried out.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anordnung eines Schaltungsträgers in einer bestimmten Lage relativ zu einem optischen System einer Beleuchtungseinrichtung. Der Schaltungsträger weist mindestens eine darauf befestigte Halbleiterlichtquelle auf. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Beleuchtungseinrichtung mit einem optischen System und einem nach diesem Verfahren relativ zu dem optischen System angeordneten Schaltungsträger. The present invention relates to a method and a device for arranging a circuit carrier in a specific position relative to an optical system of a lighting device. The circuit carrier has at least one semiconductor light source mounted thereon. Furthermore, the invention also relates to a lighting device with an optical system and a circuit carrier arranged according to this method relative to the optical system.
Zur Erzeugung vorgegebener lichttechnischer Funktionen von Beleuchtungseinrichtungen (z.B. Scheinwerfern oder Heckleuchten in Kraftfahrzeugen), die Halbleiterlichtquellen verwenden, ist eine hochgenaue Positionierung und Ausrichtung der lichtemittierenden Bereiche der Halbleiterlichtquellen relativ zu dem restlichen optischen System (z.B. einem Reflektor) der Beleuchtungseinrichtung von großer Bedeutung. So ist bspw. aus der
In einem nachfolgenden Montageschritt wird dann der Schaltungsträger mit der oder den darauf montierten LEDs in dem optischen System einer Beleuchtungseinrichtung angeordnet und dort befestigt. Dazu weist der Schaltungsträger Referenzpunkte oder Markierungen auf, die relativ zu mindestens einem entsprechenden Referenzbereich des optischen Systems angeordnet werden. Aufgrund des aus der
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit bei der Positionierung und Ausrichtung von lichtemittierenden Flächen von Halbleiterlichtquellen relativ zu einem optischen System einer Beleuchtungseinrichtung zu verbessern. Based on the described prior art, the object of the present invention is to improve the accuracy in the positioning and alignment of light-emitting surfaces of semiconductor light sources relative to an optical system of a lighting device.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass mindestens ein lichtemittierender Bereich der mindestens einen Halbleiterlichtquelle optisch erfasst wird, der optisch erfasste mindestens eine lichtemittierende Bereich zur Ermittlung einer Ist-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs in Bezug auf mindestens einen Referenzbereich des optischen Systems ausgewertet wird, eine Soll-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs in Bezug auf den mindestens einen Referenzbereich des optischen Systems vorgegeben wird, die ermittelte Ist-Lage mit der vorgegebenen Soll-Lage zur Ermittlung einer Lagedifferenz des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs der mindestens einen Halbleiterlichtquelle relativ zu dem optischen System verglichen wird, und eine Relativbewegung des Schaltungsträgers relativ zu dem optischen System zur Verringerung, vorzugsweise zur Minimierung der Lagedifferenz ausgeführt wird. To achieve this object, it is proposed, starting from the method of the aforementioned type, that at least one light-emitting region of the at least one semiconductor light source is optically detected, the optically detected at least one light-emitting region for determining an actual position of the at least one light-emitting region with respect to at least a reference range of the optical system is evaluated, a desired position of the at least one light emitting area is specified with respect to the at least one reference range of the optical system, the determined actual position with the predetermined desired position for determining a positional difference of the at least one light emitting area the at least one semiconductor light source is compared relative to the optical system, and a relative movement of the circuit carrier relative to the optical system for reducing, preferably for minimizing the position difference is performed.
Es wird also vorgeschlagen, den Schaltungsträger mit der Halbleiterlichtquelle, insbesondere den lichtemittierenden Bereich der Halbleiterlichtquelle, sowie zumindest einen Teil des optischen Systems bspw. mittels einer Kamera optisch zu erfassen. Bevorzugt wird ein Referenzbereich des optischen Systems erfasst. Durch Auswerten der aufgenommenen Bilder kann die Ist-Lage (Position und Ausrichtung) des lichtemittierenden Bereichs der Halbleiterlichtquelle relativ zu dem Referenzbereich ermittelt werden. Eine entsprechende Soll-Lage ist vorgegeben. Diese wurde zuvor rechnerisch oder anhand von praktischen Versuchen an Prototypen des optischen Systems oder durch Simulation mit Hilfe eines geeigneten Simulationstools ermittelt. Durch einen Vergleich der Soll-Lage mit der Ist-Lage kann eine Lagedifferenz ermittelt werden. Eine Relativbewegung des Schaltungsträgers mit dem lichtemittierenden Bereich einerseits und des restlichen optischen Systems andererseits kann so ausgeführt werden, dass die Lagedifferenz minimiert wird. Vorzugsweise wird die Lage des Schaltungsträgers relativ zu dem restlichen optischen System genau auf die Soll-Lage eingestellt. It is therefore proposed to optically detect the circuit carrier with the semiconductor light source, in particular the light-emitting region of the semiconductor light source, and at least a part of the optical system, for example by means of a camera. Preferably, a reference region of the optical system is detected. By evaluating the recorded images, the actual position (position and orientation) of the light-emitting region of the semiconductor light source relative to the reference region can be determined. A corresponding desired position is specified. This was previously determined by calculation or by practical tests on prototypes of the optical system or by simulation with the aid of a suitable simulation tool. By comparing the desired position with the actual position, a position difference can be determined. A relative movement of the circuit carrier with the light-emitting region on the one hand and the rest of the optical system on the other hand can be carried out so that the position difference is minimized. Preferably, the position of the circuit carrier is set relative to the rest of the optical system exactly to the desired position.
Die Relativbewegung zwischen lichtemittierendem Bereich der Halbleiterlichtquelle und dem Referenzbereich des optischen Systems umfasst bspw. ein Verschieben in der Flächenerstreckung (in einer XY-Ebene) des lichtemittierenden Bereichs sowie eine Drehung um eine dazu senkrecht stehende Achse (um eine Z-Achse). Es ist denkbar, dass die Unterseite bzw. eine untere Wandung des Reflektors in der XY-Ebene gleichzeitig eine Auflagefläche für die Halbleiterlichtquelle bildet. Dazu ist die Unterseite der unteren Wandung des Reflektors vorzugsweise eben und ohne Stufen oder Wölbungen ausgebildet. Damit kann der lichtemittierende Bereich mit einer Genauigkeit von etwa +/–50 µm relativ zu dem optischen System bspw. in Form eines Reflektors bzw. dessen Reflexionsfläche positioniert und ausgerichtet werden. The relative movement between the light-emitting region of the semiconductor light source and the reference region of the optical system includes, for example, a displacement in the surface extension (in an XY plane) of the light-emitting region and a rotation about a perpendicular axis (about a Z-axis). It is conceivable that the lower side or a lower wall of the reflector in the XY plane simultaneously forms a bearing surface for the semiconductor light source. For this purpose, the underside of the lower wall of the reflector is preferably flat and formed without steps or bulges. Thus, the light-emitting region with an accuracy of about +/- 50 microns relative to the optical system, for example, be positioned and aligned in the form of a reflector or its reflection surface.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass auf eine aufwendige und teure Platzierung von Halbleiterlichtquellen auf einem Schaltungsträger verzichtet werden kann. Es kann ein einfaches und kostengünstiges Verfahren verwendet werden. Die gewünschte hohe Genauigkeit zwischen lichtemittierendem Bereich der Halbleiterlichtquellen und dem restlichen optischen System wird – unabhängig von der Platzierung der Halbleiterlichtquellen auf dem Schaltungsträger – anschließend im Rahmen der Anordnung des Schaltungsträgers relativ zu dem optischen System realisiert. Somit kann mit geringerem Aufwand und geringeren Kosten eine verbesserte Positionierungsgenauigkeit der Halbleiterlichtquellen relativ zu dem optischen System realisiert werden. A particular advantage of the present invention is that a complex and expensive placement of semiconductor light sources on a circuit carrier can be dispensed with. It can be used a simple and inexpensive process. The desired high accuracy between light-emitting region of the semiconductor light sources and the rest of the optical system is - independently of the placement of the semiconductor light sources on the circuit substrate - then realized in the context of the arrangement of the circuit substrate relative to the optical system. Thus, with less effort and lower cost, improved positioning accuracy of the semiconductor light sources relative to the optical system can be realized.
Die Lage des lichtemittierenden Bereichs kann bspw. mittels Kantendetektion ermittelt werden. Zur Verbesserung der Detektion ist es denkbar, entweder die Halbleiterlichtquelle während des optischen Erfassens zu aktivieren, damit der lichtemittierende Bereich Licht aussendet, oder aber bei ausgeschalteter Halbleiterlichtquelle die lichtemittierende Fläche von außerhalb mit Licht anzustrahlen, welches ein Konvertermaterial des lichtemittierenden Bereichs zum Aussenden von Licht anregt. So kann bspw. bei Verwendung von Phosphor als Konvertermaterial dieses durch Anstrahlen mit blauem Licht zum Aussenden von gelbem Licht angeregt werden. The position of the light-emitting region can be determined, for example, by means of edge detection. To improve the detection, it is conceivable to either activate the semiconductor light source during the optical detection so that the light emitting area emits light, or with the semiconductor light source switched off, to illuminate the light emitting area from outside with light which excites a converter material of the light emitting area to emit light , For example, when phosphorus is used as the converter material, it can be excited by emitting blue light to emit yellow light.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das optische System einen Reflektor. Der Schaltungsträger wird relativ zu einer Reflexionsfläche des Reflektors lagegenau angeordnet und ggf. befestigt. Die Reflexionsfläche ist die lichttechnisch wirksame Fläche des Reflektors. Der Referenzbereich ist vorzugsweise außerhalb der Reflexionsfläche angeordnet, um die lichttechnischen Eigenschaften des Reflektors nicht zu beeinträchtigen. According to an advantageous embodiment of the invention, the optical system comprises a reflector. The circuit carrier is arranged relative to a reflection surface of the reflector in a precise position and optionally attached. The reflection surface is the photometrically effective surface of the reflector. The reference region is preferably arranged outside the reflection surface in order not to impair the photometric properties of the reflector.
Es wird vorgeschlagen, dass der Reflektor durch eine geeignete Haltevorrichtung aufgenommen bzw. daran befestigt wird. Die Position des Reflektors im dreidimensionalen Raum wird durch mechanisches Anlegen eines Referenzbereichs des Reflektors an eine geeignete Zustelleinrichtung definiert, deren Position im Raum bekannt ist. Über die Position der Zustelleinrichtung im Raum ist also die Position des Reflektors im Raum bestimmt. Eine Kamera erfasst einen lichtemittierenden Bereich der Halbleiterlichtquelle, bspw. eine LED-Abstrahloberfläche bzw. dort vorhandenes Konvertermaterial, und ermittelt die Ist-Lage des lichtemittierenden Bereichs in Bezug auf den Referenzbereich des Reflektors. Eine Soll-Lage des lichtemittierenden Bereichs in Bezug auf den Referenzbereich ist vorgegeben. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Schaltungsträger und dem Referenzbereich kann eine Lagedifferenz zwischen der Ist-Lage und der Soll-Lage minimiert werden, vorzugsweise können die beiden Teile (Schaltungsträger und Referenzbereich) sogar in die vorgegebene Soll-Lage relativ zueinander gebracht werden. It is proposed that the reflector be received by a suitable holding device or attached thereto. The position of the reflector in three-dimensional space is defined by mechanical application of a reference region of the reflector to a suitable delivery device whose position in space is known. On the position of the delivery device in the room so the position of the reflector is determined in space. A camera detects a light-emitting region of the semiconductor light source, for example an LED emission surface or converter material there, and determines the actual position of the light-emitting region with respect to the reference region of the reflector. A target position of the light emitting area with respect to the reference area is predetermined. By a relative movement between the circuit carrier and the reference region, a positional difference between the actual position and the desired position can be minimized, preferably the two parts (circuit carrier and reference region) can even be brought into the predetermined desired position relative to one another.
Die Halbleiterlichtquelle ist vorzugsweise eine Leuchtdiode (LED), besonders bevorzugt eine oberflächenmontierte (SMD) Leuchtdiode, die mittels eines SMT(Surface-Mounted-Technology)-Verfahrens auf dem Schaltungsträger montiert wurde. Die Leuchtdiode umfasst vorzugsweise nur einen lichtemittierenden Bereich (sog. LED-Chip), kann aber auch mehrere lichtemittierende Bereiche (LED-Chips) aufweisen. Wenn die LED mehrere LED-Chips aufweist, ist jeder der LED-Chips einem bestimmten Reflektorbereich oder Reflektorabschnitt oder aber einer bestimmten Reflektorkammer zugeordnet. Die Reflektorbereiche, Reflektorabschnitte bzw. Reflektorkammern können relativ zu dem jeweils zugeordneten LED-Chip justiert werden. Der Schaltungsträger ist bspw. zumindest teilweise aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt. Selbstverständlich kann er auch aus einem anderen Material, bspw. FR4, gefertigt sein. The semiconductor light source is preferably a light-emitting diode (LED), particularly preferably a surface-mounted (SMD) light-emitting diode, which has been mounted on the circuit carrier by means of an SMT (Surface Mounted Technology) method. The light-emitting diode preferably comprises only one light-emitting region (so-called LED chip), but may also have a plurality of light-emitting regions (LED chips). If the LED has a plurality of LED chips, each of the LED chips is assigned to a specific reflector area or reflector section or to a specific reflector chamber. The reflector areas, reflector sections or reflector chambers can be adjusted relative to the respective associated LED chip. The circuit carrier is, for example, at least partially made of a metal, in particular aluminum. Of course, it can also be made of another material, for example FR4.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Referenzbereich integraler Bestandteil eines Teils des optischen Systems ist, dass dieses Teil des optischen Systems durch ein mindestens ein Werkzeugteil umfassendes Werkzeug hergestellt wird und dass dieses Teil des optischen Systems und der Referenzbereich durch dasselbe Werkzeugteil hergestellt werden. Wenn das Teil des optischen Systems ein Reflektor ist, bedeutet dies, dass der mindestens eine Referenzbereich integraler Bestandteil des Reflektors ist, dass der Reflektor durch ein mindestens ein Werkzeugteil umfassendes Werkzeug hergestellt wird und dass der Reflektor und der Referenzbereich durch dasselbe Werkzeugteil hergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Abnutzung des Werkzeugteils für das Teil des optischen Systems und den Referenzbereich in etwa in gleichem Umfang erfolgt. Eine Abnutzung des Werkzeugteils wirkt sich also auf beide Teile gleichermaßen aus. Dadurch kann die lagerichtige Anordnung des Schaltungsträgers relativ zu dem optischen System selbst bei Fertigungstoleranzen aufgrund einer Abnutzung des Werkzeugs sichergestellt werden. According to an advantageous development of the invention, it is proposed that the at least one reference region is an integral part of a part of the optical system, that this part of the optical system is produced by a tool comprising at least one tool part and that this part of the optical system and the reference region pass through it Tool part are produced. If the part of the optical system is a reflector, this means that the at least one reference region is an integral part of the reflector, that the reflector is made by a tool comprising at least one tool part and that the reflector and the reference region are made by the same tool part. This has the advantage that an erosion of the tool part for the part of the optical system and the reference area takes place approximately to the same extent. A wear of the tool part thus affects both parts equally. As a result, the positionally correct arrangement of the circuit carrier can be ensured relative to the optical system even with manufacturing tolerances due to wear of the tool.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt die Erfindung auch eine entsprechende Vorrichtung vor. Diese ist gekennzeichnet durch
- – mindestens eine Kamera zum optischen Erfassen mindestens eines lichtemittierenden Bereichs der mindestens einen Halbleiterlichtquelle,
- – Mittel zum Auswerten des optisch erfassten mindestens einen lichtemittierenden Bereichs und zur Ermittlung einer Ist-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs,
- – ein Speicherelement zum Abspeichern einer Soll-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs in Bezug auf mindestens einen Referenzbereich des optischen Systems,
- – Mittel zum Vergleichen der ermittelte Ist-Lage mit der vorgegebenen Soll-Lage und zur Ermittlung einer Lagedifferenz des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs der mindestens einen Halbleiterlichtquelle relativ zu dem optischen System, und
- – Mittel zum Ausführen einer Relativbewegung des Schaltungsträgers relativ zu dem optischen System zur Verringerung, vorzugsweise zur Minimierung der Lagedifferenz.
- At least one camera for optically detecting at least one light-emitting region of the at least one semiconductor light source,
- Means for evaluating the optically detected at least one light-emitting region and for determining an actual position of the at least one light-emitting region,
- A memory element for storing a desired position of the at least one light-emitting region with respect to at least one reference region of the optical system,
- - means for comparing the determined actual position with the predetermined desired position and for determining a positional difference of the at least one light-emitting region of the at least one semiconductor light source relative to the optical system, and
- - Means for carrying out a relative movement of the circuit substrate relative to the optical system for reducing, preferably for minimizing the position difference.
Vorteilhafterweise sind die Mittel zum Auswerten und/oder die Mittel zum Vergleichen als Software realisiert, die auf einem Rechengerät der Vorrichtung abläuft. Das Rechengerät kann ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller oder ein herkömmlicher Personal Computer sein, auf dem die erforderliche Software abläuft, um die optisch erfassten Abbilder des lichtemittierenden Bereichs auszuwerten und um die Ist-Lage des lichtemittierenden Bereichs relativ zu dem optischen System mit der entsprechenden vorgegebenen Soll-Lage zu vergleichen. Das Rechengerät mit der darauf ablaufenden Software stellt somit die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. An das Rechengerät können die Kamera sowie eine Justierreinrichtung angeschlossen sein. Die Kamera erfasst auf Befehl der Steuerung Bilder von dem lichtemittierenden Bereich der Halbleiterlichtquelle und auch von dem Referenzbereich des optischen Systems und liefert entsprechende Bilddaten an das Rechengerät zurück. Dort werden die Bilddaten ausgewertet, um die Ist-Lage des lichtemittierenden Bereichs relativ zu dem Referenzbereich zu ermitteln. Advantageously, the means for evaluating and / or the means for comparing are implemented as software that runs on a computing device of the device. The computing device may be a microprocessor, a microcontroller or a conventional personal computer running the necessary software to evaluate the optically detected images of the light emitting area and the actual position of the light emitting area relative to the optical system with the corresponding predetermined target Situation to compare. The computing device with the software running on it thus represents the control of the device according to the invention. The camera and an adjustment device can be connected to the computing device. The camera detects, on command of the controller, images from the light-emitting area of the semiconductor light source and also from the reference area of the optical system and returns corresponding image data to the computing device. There, the image data are evaluated in order to determine the actual position of the light-emitting area relative to the reference area.
In einem Speicherbereich des Rechengeräts kann die vorgegebene Soll-Lage abgespeichert sein. Durch einen Vergleich der Ist-Lage mit der entsprechenden Soll-Lage wird die Lagedifferenz ermittelt. Abhängig von der Lagedifferenz berechnet die Steuerung geeignete Ansteuersignale für die Justiereinrichtung, um die Lagedifferenz zu verringern. Insbesondere wird die Lagedifferenz minimiert. Die Steuerung leitet die Ansteuersignale an die Justiereinrichtung weiter. Als Reaktion auf die Ansteuersignale führt die Justiereinrichtung eine Relativbewegung des Schaltungsträgers relativ zu dem optischen System aus, bspw. indem der Schaltungsträger relativ zu dem optischen System bewegt wird, wobei die Lagedifferenz kleiner wird. Wenn dann eine gewünschte Endlage des Schaltungsträgers relativ zu dem Referenzbereich des optischen Systems erreicht ist, kann der Schaltungsträger an dem optischen System festgelegt werden. In a memory area of the computing device, the predetermined target position can be stored. By comparing the actual position with the corresponding desired position, the position difference is determined. Depending on the position difference, the controller calculates suitable control signals for the adjusting device in order to reduce the positional difference. In particular, the position difference is minimized. The controller forwards the control signals to the adjusting device. In response to the drive signals, the adjusting device performs a relative movement of the circuit carrier relative to the optical system, for example, by moving the circuit carrier relative to the optical system, whereby the positional difference becomes smaller. Then, when a desired end position of the circuit carrier relative to the reference range of the optical system is reached, the circuit carrier can be fixed to the optical system.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Beleuchtungseinrichtung mit einem optischen System und einem in einer bestimmten Lage dazu angeordneten Schaltungsträger, der mindestens eine darauf befestigte Halbleiterlichtquelle aufweist, die dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger derart relativ zu dem optischen System angeordnet ist, dass mindestens ein lichtemittierender Bereich der mindestens einen Halbleiterlichtquelle nach einer optischen Erfassung des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs mit einer möglichst geringen Lagedifferenz in einer Soll-Lage in Bezug auf mindestens einen Referenzbereich des optischen Systems angeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung unterscheidet sich von bekannten Beleuchtungseinrichtungen dadurch, dass ein lichtemittierender Bereich einer Halbleiterlichtquelle besonders genau zu einer lichttechnisch wirksamen Bereich des optischen Systems angeordnet ist. Insbesondere ist ein LED-Chip einer Leuchtdiode hochgenau relativ zu einer Reflexionsfläche eines Reflektors der Beleuchtungseinrichtung positioniert und ausgerichtet. Die Genauigkeit liegt im Bereich von mindestens +/–50 µm. Versuche haben gezeigt, dass sogar Genauigkeiten von +/–30 µm erreicht werden können. Die hohe Genauigkeit ist insbesondere für LED-Scheinwerfer vorteilhaft, die eine Lichtverteilung mit einer Helldunkelgrenze erzeugen, bspw. ein Abblendlicht oder ein Nebellicht mit horizontaler Helldunkelgrenze oder ein Teilfernlicht oder ein Markierungslicht (Markerlight) mit vertikalen Helldunkelgrenzen. Finally, the present invention also relates to a lighting device having an optical system and a circuit carrier arranged in a specific position, which has at least one semiconductor light source mounted thereon, which is characterized in that the circuit carrier is arranged relative to the optical system such that at least one light emitting Area of the at least one semiconductor light source is arranged after an optical detection of the at least one light emitting area with the smallest possible position difference in a desired position with respect to at least one reference region of the optical system. The illumination device differs from known illumination devices in that a light-emitting region of a semiconductor light source is arranged particularly precisely to a light-effective region of the optical system. In particular, an LED chip of a light-emitting diode is positioned and aligned with high precision relative to a reflection surface of a reflector of the illumination device. The accuracy is in the range of at least +/- 50 μm. Experiments have shown that even accuracies of +/- 30 μm can be achieved. The high accuracy is particularly advantageous for LED headlamps that produce a light distribution with a light-dark border, for example, a low beam or a fog light with horizontal light-dark boundary or a Teilfernlicht or marker light (marker light) with vertical light-dark boundaries.
Der Schaltungsträger mitsamt der LED kann an dem optischen System festgeklebt werden, sobald der Schaltungsträger in der gewünschten Soll-Lage relativ zu dem optischen System angeordnet ist. Zum Kleben kann ein UV-empfindlicher Klebstoff verwendet werden, der bei UV-Bestrahlung schnell aushärtet. Dabei wird zwischen Schaltungsträger und dem Teil des optischen Systems, an dem der Schaltungsträger befestigt ist, bspw. einem Reflektor, eine Abzugskraft von mind. 20 N Widerstand realisiert. The circuit carrier together with the LED can be glued to the optical system as soon as the circuit carrier is arranged in the desired desired position relative to the optical system. For gluing a UV-sensitive adhesive can be used, which cures quickly upon UV irradiation. In this case, between the circuit substrate and the part of the optical system to which the circuit carrier is attached, for example. A reflector, a peel force of at least 20 N resistance realized.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
Zur Erzeugung vorgegebener lichttechnischer Funktionen von Beleuchtungseinrichtungen (z.B. Scheinwerfern oder Heckleuchten in Kraftfahrzeugen), die Halbleiterlichtquellen verwenden, ist eine hochgenaue Positionierung und Ausrichtung (lagegenaue Justierung) der lichtemittierenden Bereiche der Halbleiterlichtquelle relativ zu dem restlichen optischen System der Beleuchtungseinrichtung von großer Bedeutung. Die Halbleiterlichtquellen sind bspw. als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet. Diese weisen einen lichtemittierenden Bereich auf, der bspw. Konvertermaterial umfasst, das beim Anstrahlen mit blauem Licht von einer LED gelbes Licht aussendet, das sich mit dem blauen Licht der LED zu weißem Licht mischt. For generating given lighting functions of lighting devices (e.g., headlamps or taillights in automobiles) using semiconductor light sources, highly accurate positioning and alignment (registration alignment) of the light emitting areas of the semiconductor light source relative to the remaining optical system of the lighting device is very important. The semiconductor light sources are, for example, designed as light-emitting diodes (LEDs). These have a light-emitting region which, for example, comprises converter material which, when illuminated by blue light from an LED, emits yellow light which mixes with the blue light of the LED to form white light.
Zunächst wird mindestens eine LED auf einem Schaltungsträger montiert, der bspw. ein Metall, insbesondere Aluminium, aufweisen kann. Ein solches Verfahren ist bspw. aus der
Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Schaltungsträger besonders genau relativ zu dem optischen System einer Beleuchtungseinrichtung angeordnet werden. Das optische System kann ein Lichtmodul
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt in einem Funktionsblock
In einem Funktionsblock
Der Referenzbereich umfasst vorzugsweise mindestens eine gut sichtbare Fläche, Kante oder Kontur des optischen Systems
Der mindestens eine Referenzbereich
In dem Speicherelement
Dann wird in einem Funktionsblock
Mit Hilfe eines Computerprogramms in dem Rechengerät
Die Relativbewegung zwischen lichtemittierendem Bereich
Die Positionierung und Ausrichtung des Schaltungsträgers
Falls gewünscht, kann der in der oder nahe der Soll-Lage angeordnete Schaltungsträger
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass auf eine aufwendige und teure Platzierung von Halbleiterlichtquellen
Die Ist-Lage des lichtemittierenden Bereichs
Die Halbleiterlichtquelle
Es wird vorgeschlagen, dass der Reflektor
In einer alternativen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass eine Kamera (nicht dargestellt) sowohl die Halbleiterlichtquelle
Die Vorrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in
- – mindestens eine
Kamera 52 zum optischen Erfassen mindestens eines lichtemittierenden Bereichs34 der mindestens einenHalbleiterlichtquelle 32 , - –
Mittel 56 zum Auswerten des optisch erfassten mindestens einen lichtemittierenden Bereichs34 und zur Ermittlung einer Ist-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs34 in Bezug auf mindestens einenReferenzbereich 26 ,28 des optischenSystems 20 , - –
ein Speicherelement 62 zum Abspeichern einer Soll-Lage des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs34 in Bezug auf denmindestens einen Referenzbereich 26 ,28 des optischenSystems 20 , - –
Mittel 56 zum Vergleichen der ermittelten Ist-Lage mit der vorgegebenen Soll-Lage und zur Ermittlung einer Lagedifferenz des mindestens einen lichtemittierenden Bereichs34 der mindestens einenHalbleiterlichtquelle 32 relativ zudem optischen System 20 , und - –
Mittel 64 zum Ausführen einer Relativbewegung des Schaltungsträgers30 relativ zudem optischen System 20 zur Verringerung, vorzugsweise zur Minimierung der Lagedifferenz.
- - at least one
camera 52 for optically detecting at least onelight emitting area 34 the at least onesemiconductor light source 32 . - -
Medium 56 for evaluating the optically detected at least one light-emittingregion 34 and for determining an actual position of the at least one light-emittingregion 34 in relation to at least onereference area 26 .28 of theoptical system 20 . - A
memory element 62 for storing a desired position of the at least one light-emittingregion 34 in relation to the at least onereference area 26 .28 of theoptical system 20 . - -
Medium 56 for comparing the determined actual position with the predetermined desired position and for determining a positional difference of the at least one light-emittingregion 34 the at least onesemiconductor light source 32 relative to theoptical system 20 , and - -
Medium 64 for carrying out a relative movement of thecircuit carrier 30 relative to theoptical system 20 to reduce, preferably to minimize the position difference.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Beleuchtungseinrichtung mit einem optischen System
Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist der Schaltungsträger
Der Reflektor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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---|---|---|---|---|
DE102017113673A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Lighting device for vehicles and fastening methods |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10495278B2 (en) * | 2017-03-30 | 2019-12-03 | Valeo North America, Inc. | Vehicle lighting device with adjustable alignment frame for an optical element and method for assembling a lighting device with an adjustable frame for an optical element |
DE102017110455A1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-11-15 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Method for mounting a light module for a lighting device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014153576A1 (en) | 2013-02-28 | 2014-10-02 | A.B. Mikroelektronik Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Placement method for circuit carrier and circuit carrier |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5055193B2 (en) * | 2008-04-24 | 2012-10-24 | 日東電工株式会社 | Manufacturing method of opto-electric hybrid board |
AT513362B1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-06-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Method for positioning a light-shaping body |
AT513444B1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-07-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Light module with two or more reflectors for a motor vehicle and motor vehicle headlights |
DE102012111312B4 (en) * | 2012-11-23 | 2022-10-13 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Device and method for adjusting an LED module |
-
2015
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-
2016
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014153576A1 (en) | 2013-02-28 | 2014-10-02 | A.B. Mikroelektronik Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Placement method for circuit carrier and circuit carrier |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017113673A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Lighting device for vehicles and fastening methods |
US10697609B2 (en) | 2017-06-21 | 2020-06-30 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Shrink fit fastening of heat sink and light source carrier |
EP3578875A1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-12-11 | Automotive Lighting Reutlingen GmbH | Method of mounting and adjusting a dmd chip in a light module for a motor vehicle headlamp |
DE102018113561A1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Method for mounting and adjusting a DMD chip in a light module for a motor vehicle headlight |
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