DE202014001375U1

DE202014001375U1 - lighting device

Info

Publication number: DE202014001375U1
Application number: DE202014001375.6U
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2014-02-24
Anticipated expiration: 2024-02-14

Abstract

Beleuchtungseinrichtung mit einer Halbleiterlichtquellenanordnung (2) und einer Optik (3), die mit Abstand zur Halbleiterlichtquellenanordnung (2) und im Strahlengang des von der Halbleiterlichtquellenanordnung (2) emittierten Lichts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Halterung (4) für die Optik (3) und die Halbleiterlichtquellenanordnung (2) besitzt und die Halterung (4) mindestens ein Federelement (40) zur Sicherung des Abstands zwischen der Optik (3) und der Halbleiterlichtquellenanordnung (2) aufweist.Illumination device with a semiconductor light source arrangement (2) and an optical system (3) which is arranged at a distance from the semiconductor light source arrangement (2) and in the beam path of the light emitted by the semiconductor light source arrangement (2), characterized in that the illumination device has a holder (4) for the Optics (3) and the semiconductor light source arrangement (2) and the holder (4) has at least one spring element (40) for securing the distance between the optical system (3) and the semiconductor light source arrangement (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.

I. Stand der TechnikI. State of the art

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der DE 20 2012 005 157 U1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Halbleiterlichtquellenanordnung und einer Optik, die mit Abstand zur Halbleiterlichtquellenanordnung und im Strahlengang des von der Halbleiterlichtquellenanordnung emittierten Lichts angeordnet ist.Such a lighting device is for example in the DE 20 2012 005 157 U1 disclosed. This document describes an illumination device with a semiconductor light source arrangement and an optical system which is arranged at a distance from the semiconductor light source arrangement and in the beam path of the light emitted by the semiconductor light source arrangement.

II. Darstellung der ErfindungII. Presentation of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die eine einfache und sichere Halterung für die Optik und die Halbleiterlichtquellenanordnung aufweist, so dass Optik und Halbleiterlichtquellenanordnung in einem vorgegebenem Abstand voneinander angeordnet sind.It is an object of the invention to provide a generic lighting device having a simple and secure support for the optics and the semiconductor light source arrangement, so that optics and semiconductor light source arrangement are arranged at a predetermined distance from each other.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a lighting device having the features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung weist eine Halbleiterlichtquellenanordnung und eine Optik auf, die mit Abstand zur Halbleiterlichtquellenanordnung und im Strahlengang des von der Halbleiterlichtquellenanordnung emittierten Lichts angeordnet ist. Erfindungsgemäß besitzt die Beleuchtungseinrichtung eine Halterung für die Optik und die Halbleiterlichtquellenanordnung, wobei die Halterung mindestens ein Federelement zur Sicherung des Abstands zwischen der Optik und der Halbleiterlichtquellenanordnung aufweist.The illumination device according to the invention has a semiconductor light source arrangement and an optical system which is arranged at a distance from the semiconductor light source arrangement and in the beam path of the light emitted by the semiconductor light source arrangement. According to the invention, the illumination device has a holder for the optics and the semiconductor light source arrangement, wherein the holder has at least one spring element for securing the distance between the optics and the semiconductor light source arrangement.

Die mit dem mindestens einen Federelement ausgestattete Halterung ermöglicht eine sichere Fixierung der Optik und der Halbleiterlichtquellenanordnung in einem vorgegebenen Abstand voneinander. Insbesondere gewährleistet das mindestens eine Federelement, dass die Optik in einem bestimmten Abstand zur Halbleiterlichtquellenanordnung in der Halterung angeordnet ist. Das mindestens eine Federelement ermöglicht außerdem den Verzicht auf eine aufwendige Verklebung der Optik mit der Halterung und erlaubt eine ausreichend genaue Justierung der relativen Lage von Optik und Halbleiterlichtquellenanordnung sowie eine einfache Konstruktion der Halterung.The holder equipped with the at least one spring element enables secure fixing of the optics and the semiconductor light source arrangement at a predetermined distance from one another. In particular, the at least one spring element ensures that the optics is arranged at a specific distance from the semiconductor light source arrangement in the holder. The at least one spring element also makes it possible to dispense with a complex bonding of the optics with the holder and allows a sufficiently accurate adjustment of the relative position of optics and semiconductor light source arrangement and a simple construction of the holder.

Vorteilhafterweise liegen die Optik oder die Halbleiterlichtquellenanordnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung an einer Anschlagsfläche der Halterung an und werden mittels des mindestens einen Federelements gegen die Anschlagsfläche gedrückt. Es können allerdings auch beide, das heißt, die Optik und die Halbleiterlichtquellenanordnung jeweils an einer Anschlagsfläche der Halterung anliegen. Durch das Zusammenwirken des mindestens einen Federelements und der Anschlagsfläche wird eine sichere Fixierung der Lage der Optik bzw. der Halbleiterlichtquellenanordnung gewährleistet.Advantageously, the optics or the semiconductor light source arrangement of the illumination device according to the invention abut against a stop surface of the holder and are pressed against the stop surface by means of the at least one spring element. However, it is also possible for both, that is to say the optics and the semiconductor light source arrangement, to rest against a stop surface of the holder. The interaction of the at least one spring element and the abutment surface ensures a secure fixing of the position of the optics or of the semiconductor light source arrangement.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung weist vorteilhafterweise mindestens ein Befestigungsmittel zum Erzeugen einer mechanischen Spannung in dem mindestens einen Federelement auf. Dadurch erzeugt das mindestens eine Federelement einen Anpressdruck auf die Optik oder die Halbleiterlichtquellenanordnung, so dass die Optik oder die Halbleiterlichtquellenanordnung mit Klemmsitz zwischen dem mindestens einen Federelement und der Anschlagsfläche angeordnet sind. Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Befestigungsmittel eine Schraubverbindung. Dadurch kann die Stärke der mechanischen Spannung in dem mindestens einen Federelement und damit auch der vorgenannte Anpressdruck eingestellt werden.The lighting device according to the invention advantageously has at least one fastening means for generating a mechanical stress in the at least one spring element. As a result, the at least one spring element generates a contact pressure on the optics or the semiconductor light source arrangement, so that the optics or the semiconductor light source arrangement are arranged with a clamping fit between the at least one spring element and the stop surface. Preferably, the at least one fastening means comprises a screw connection. Thereby, the strength of the mechanical stress in the at least one spring element and thus also the aforementioned contact pressure can be adjusted.

Vorteilhafterweise ist die Halterung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung als Bestandteil eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildet. Das Gehäuse schützt die Komponenten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung vor Beschädigung und Berührung und ermöglicht eine einfache Konstruktion der Halterung für die Komponenten, insbesondere für die Optik und die Halbleiterlichtquellenanordnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, indem das Gehäuse selbst als Halterung fungiert. Ferner kann das Gehäuse als Wärmesenke dienen, indem über das Gehäuse die von der Halbleiterlichtquellenanordnung während ihres Betriebs generierte Wärme an die Umgebung abgeführt wird. Zu diesem Zweck besteht das Gehäuse vorzugsweise aus Metall oder einem anderen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit.Advantageously, the holder of the illumination device according to the invention is formed as part of a housing of the illumination device according to the invention. The housing protects the components of the lighting device according to the invention from damage and contact and enables a simple construction of the holder for the components, in particular for the optics and the semiconductor light source arrangement of the illumination device according to the invention by the housing itself acts as a holder. Furthermore, the housing can serve as a heat sink, in that the heat generated by the semiconductor light source arrangement during its operation is dissipated to the environment via the housing. For this purpose, the housing is preferably made of metal or another material with high thermal conductivity.

Die Anschlagsfläche für die Optik oder die Halbleiterlichtquellenanordnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist zwecks einfacher Konstruktion der Halterung vorzugsweise an einer Wand des Gehäuses angeordnet.The stop surface for the optics or the semiconductor light source arrangement of the illumination device according to the invention is preferably arranged on a wall of the housing for the purpose of simple construction of the holder.

Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Befestigungsmittel zum Erzeugen der mechanischen Spannung in dem mindestens einen Federelement aus dem vorgenannten Grund vorteilhafterweise ebenfalls am Gehäuse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung angeordnet.Advantageously, the at least one fastening means for generating the mechanical stress in the at least one spring element for the aforementioned reason advantageously also arranged on the housing of the lighting device according to the invention.

Gemäß dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung weist das Gehäuse einen hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt auf, an dessen innerer Mantelfläche die Anschlagsfläche für die Optik oder die Halbleiterlichtquellenanordnung angeordnet ist. Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung und die Anschlagsfläche können dadurch auf einfache Weise mittels einer sogenannten Stufenbohrung hergestellt werden. Die Anschlagsfläche wird dadurch von einem Absatz mit ringförmiger, senkrecht zur Zylinderachse orientierter Fläche gebildet, der am Übergang vom großen zum kleinen Durchmesser im hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt angeordnet ist.According to the particularly preferred embodiment of the illumination device according to the invention, the housing has a hollow-cylindrical housing section, on the inner lateral surface of which the stop surface for the optics or the semiconductor light source arrangement is arranged. The housing of the illumination device according to the invention and the stop surface can be produced in a simple manner by means of a so-called stepped bore. The abutment surface is thereby formed by a shoulder with an annular surface oriented perpendicular to the cylinder axis, which is arranged at the transition from the large to the small diameter in the hollow-cylindrical housing section.

Das Gehäuse gemäß dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung besitzt außerdem mindestens ein Verschlusselement, das an einer Stirnseite des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts angeordnet ist und mittels des mindestens einen Befestigungsmittels am hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt fixiert ist. Durch das Zusammenwirken des Verschlusselements mit dem mindestens einen Befestigungsmittel wird erstens der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt an einem Ende verschlossen und zweitens die mechanische Spannung in dem mindestens einen Federelement zur Fixierung der Optik oder der Halbleiterlichtquellenanordnung erzeugt.The housing according to the particularly preferred embodiment of the illumination device according to the invention also has at least one closure element, which is arranged on an end face of the hollow cylindrical housing portion and is fixed by means of at least one fastening means on the hollow cylindrical housing portion. The cooperation of the closure element with the at least one fastening means firstly closes the hollow-cylindrical housing section at one end and secondly generates the mechanical stress in the at least one spring element for fixing the optics or the semiconductor light source arrangement.

Vorzugsweise liegt das mindestens eine Federelement an dem Verschlusselement und der Optik an. Dadurch wird die Optik mit Klemmsitz zwischen dem Verschlusselement und der Anschlagsfläche gehaltert.Preferably, the at least one spring element bears against the closure element and the optics. As a result, the optics is held with a press fit between the closure element and the abutment surface.

Gemäß dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind das Verschlusselement an einer ersten Stirnseite des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts und die Halbleiterlichtquellenanordnung an einer zweiten Stirnseite des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts angeordnet und mittels des mindestens einen Befestigungsmittels am hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt fixiert. Dadurch dient das mindestens eine Befestigungselement der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung mehreren unterschiedlichen Zwecken. Es wird zur Fixierung des Verschlusselements und außerdem zur Halterung der Optik und der Halbleiterlichtquellenanordnung genutzt.According to the particularly preferred embodiment of the invention, the closure element are arranged on a first end face of the hollow cylindrical housing section and the semiconductor light source arrangement on a second end face of the hollow cylindrical housing section and fixed by means of the at least one fastening means on the hollow cylindrical housing section. As a result, the at least one fastening element of the lighting device according to the invention serves several different purposes. It is used for fixing the closure element and also for holding the optics and the semiconductor light source arrangement.

Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ferner ein Lichtwellenlängenkonversionselement zur Wellenlängenkonversion des von der Halbleiterlichtquellenanordnung erzeugten Lichts, um die Lichtfarbe oder die Farbtemperatur des von der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts einzustellen. Vorzugsweise ist die Halbleiterlichtquellenanordnung als Laserdiodenanordung ausgebildet, die blaues Licht erzeugt, das mittels des Lichtwellenlängenkonversionselements anteilig in gelbes Licht konvertiert wird, so dass die Beleuchtungseinrichtung weißes Licht emittiert, das eine Mischung aus nicht-konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Laserdioden haben gegenüber anderen Typen von Halbleiterlichtquellen den Vorteil, dass sie Licht mit hoher Leuchtdichte erzeugen. Sie sind daher besonders vorteilhaft für Beleuchtungseinrichtungen, die als Lichtquelle in Kraftfahrzeugscheinwerfern oder anderen Projektionseinrichtungen verwendet werden.The illumination device according to the particularly preferred embodiment of the invention further has a light wavelength conversion element for wavelength conversion of the light generated by the semiconductor light source arrangement to adjust the light color or the color temperature of the light emitted by the illumination device according to the invention. Preferably, the semiconductor light source array is formed as a laser diode array that produces blue light that is proportionately converted to yellow light by the light wavelength conversion element so that the illumination device emits white light that is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light. Laser diodes have the advantage over other types of semiconductor light sources of producing high luminance light. They are therefore particularly advantageous for lighting devices that are used as a light source in motor vehicle headlights or other projection devices.

Vorteilhafterweise ist für das Lichtwellenlängenkonversionselement der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine transparente Abdeckung vorgesehen, um das Lichtwellenlängenkonversionselements vor Beschädigung und im Fall des Ablösens vom Verschlusselement vor dem Herabfallen zu schützen. Außerdem ist das Lichtwellenlängenkonversionselement der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kreisscheibenförmig ausgebildet und sein Radius ist größer als der Radius einer Öffnung im Verschlusselement, die als Lichtaustrittsöffnung dient. Dadurch kann das Lichtwellenlängenkonversionselement im Fall des Ablösens vom Verschlusselement nicht herausfallen. Vorzugsweise besitzt das Verschlusselement eine Aussparung zur Aufnahme des Lichtwellenlängenkonversionselements, um im Fall des Ablösens des Lichtwellenlängenkonversionselements vom Verschlusselement das Lichtwellenlängenkonversionselement in der Aussparung festhalten zu können.Advantageously, for the light wavelength conversion element of the illumination device according to the preferred embodiment of the invention, a transparent cover is provided to protect the light wavelength conversion element from damage and in the case of detachment from the closure element from falling down. In addition, the light wavelength conversion element of the illumination device according to the preferred embodiment of the invention is circular disk-shaped and its radius is greater than the radius of an opening in the closure element, which serves as a light exit opening. As a result, the light wavelength conversion element can not fall out in the case of detachment from the shutter member. Preferably, the closure element has a recess for receiving the light wavelength conversion element in order to be able to retain the light wavelength conversion element in the recess in the case of detachment of the light wavelength conversion element from the closure element.

Insgesamt wird durch die vorgenannten Maßnahmen die passive Sicherheit bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöht, weil kein direktes Laserlicht ohne Konversion am Lichtwellenlängenkonversionselement das Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung verlassen kann.Overall, the above measures increase the passive safety in the lighting device according to the preferred embodiment of the invention, because no direct laser light without conversion at the light wavelength conversion element can leave the housing of the lighting device.

III. Beschreibung des bevorzugten AusführungsbeispielsIII. Description of the Preferred Embodiment

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to preferred exemplary embodiments. Show it:

1 einen ersten Längsschnitt durch die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung 1 a first longitudinal section through the illumination device according to the preferred embodiment of the invention in a schematic representation

2 eine Ansicht des Federelements der in 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung 2 a view of the spring element of in 1 pictured illumination device

3 einen zweiten Längsschnitt durch die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung, wobei die Schnittflächen des ersten und zweiten Längsschnitts senkrecht zueinander orientiert sind 3 a second longitudinal section through the illumination device according to the preferred embodiment of the invention in a schematic representation, wherein the sectional surfaces of the first and second longitudinal section are oriented perpendicular to each other

4 eine schematische Darstellung des Verschlusselements der in den 1 bis 3 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung 4 a schematic representation of the closure element in the 1 to 3 pictured illumination device

In 1 bis 4 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die 1 und 3 zeigen unterschiedliche Längsschnitte durch die Beleuchtungseinrichtung. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt ein Gehäuse 1 aus Aluminium mit einem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10, eine Halbleiterlichtquellenanordnung 2, eine Optik 3, eine mit zwei Federelementen 40 ausgestattete Halterung 4 für die Optik und ein Verschlusselement 5 sowie ein Lichtwellenlängenkonversionselement 6 zur Wellenlängenkonversion des von der Halbleiterlichtquellenanordnung erzeugten Lichts.In 1 to 4 the structure of a lighting device according to the first embodiment of the invention is shown schematically. The 1 and 3 show different longitudinal sections through the lighting device. This lighting device has a housing 1 made of aluminum with a hollow cylindrical housing section 10 , a semiconductor light source device 2 , an optic 3 , one with two spring elements 40 equipped bracket 4 for the optics and a closure element 5 and a light wavelength conversion element 6 for wavelength conversion of the light generated by the semiconductor light source arrangement.

Das Gehäuse 1 besitzt einen hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 mit zwei Stirnseiten 101, 102 und einem abgestuften Innendurchmesser bzw. Innenradius. Der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt 10 ist als sogenannte Stufenbohrung ausgeführt. An der ersten Stirnseite 101 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 ist das Verschlusselement 5 angeordnet und an der zweiten Stirnseite 102 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 sind die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 und ein Sockelabschnitt 11 des Gehäuses 1 angeordnet. Der Sockelabschnitt 11 des Gehäuses ist als Kühlkörper für die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 ausgebildet und besitzt größere Außenabmessungen als der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt 10. Der Sockelabschnitt 11 ist mit elektrischen Kontakten 12, 13 zur Energieversorgung der Beleuchtungseinrichtung und mit einem Temperatursensor (nicht abgebildet) ausgestattet. Der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt 10 weist an seiner ersten Stirnseite 101 einen größeren Innendurchmesser auf als an seiner zweiten Stirnseite 102. Dadurch bildet die Zylindermantelfläche 105 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 an seiner Innenseite eine Stufe und eine ringscheibenförmige Anschlagsfläche 100 aus, die senkrecht zur Zylinderachse des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 orientiert ist. Die Anschlagsfläche 100 ist mittig im hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 angeordnet und trennt den hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 in einen ersten Teilabschnitt 10a mit dem größeren Innendurchmesser von einem zweiten Teilabschnitt 10b des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 mit dem kleineren Innendurchmesser. In der Wand des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 sind zwei parallel zur Zylinderachse verlaufende Bohrungen 103, 104 angeordnet, die jeweils zur Aufnahme einer Schraube 7, 8 dienen und eine Schraubverbindung zwischen dem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10, dem Verschlusselement 5 und der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 ermöglichen. Die beiden Bohrungen 103, 104 sind in der Wand des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 diametral angeordnet.The housing 1 has a hollow cylindrical housing section 10 with two end faces 101 . 102 and a stepped inner diameter or inner radius. The hollow cylindrical housing section 10 is designed as a so-called stepped bore. At the first end 101 the hollow cylindrical housing portion 10 is the closure element 5 arranged and at the second end face 102 the hollow cylindrical housing portion 10 are the semiconductor light source arrangement 2 and a base portion 11 of the housing 1 arranged. The base section 11 of the housing is used as a heat sink for the semiconductor light source arrangement 2 formed and has larger outer dimensions than the hollow cylindrical housing portion 10 , The base section 11 is with electrical contacts 12 . 13 for supplying power to the illumination device and equipped with a temperature sensor (not shown). The hollow cylindrical housing section 10 points to its first front page 101 a larger inner diameter than at its second end face 102 , As a result, the cylinder jacket surface forms 105 the hollow cylindrical housing portion 10 on its inside a step and an annular disc-shaped stop surface 100 from, which is perpendicular to the cylinder axis of the hollow cylindrical housing portion 10 is oriented. The stop surface 100 is centered in the hollow cylindrical housing section 10 arranged and separates the hollow cylindrical housing portion 10 in a first section 10a with the larger inner diameter of a second section 10b the hollow cylindrical housing portion 10 with the smaller inner diameter. In the wall of the hollow cylindrical housing section 10 are two parallel to the cylinder axis bores 103 . 104 arranged, each for receiving a screw 7 . 8th serve and a screw connection between the hollow cylindrical housing portion 10 , the closure element 5 and the semiconductor light source device 2 enable. The two holes 103 . 104 are in the wall of the hollow cylindrical housing section 10 arranged diametrically.

Die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 ist an der zweiten Stirnseite 102 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 angeordnet und ragt in den Innenraum des zweiten Teilabschnitts 10b des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 hinein. Ein Trägerteil 20 der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 liegt an der zweiten Stirnseite 102 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 an und ist mit zwei Bohrungen 203, 204 für die Schrauben 7, 8 versehen. Die räumliche Lage und der Durchmesser Bohrungen 203, 204 im Trägerteil 20 der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 ist an die Bohrungen 103, 104 in dem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 angepasst. Die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 ist als Laserdiodenanordnung ausgebildet und umfasst eine Laserdiode 21, die während des Betriebs blaues Licht mit einer Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 440 bis 460 Nanometer emittiert, sowie eine Treiberschaltung. Die Laserdiode 21 und die Treiberschaltung sind im Innenraum des zweiten Teilabschnitts 10b des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 angeordnet und werden mittels zweier Stromzuführungsdrähte 22, 23 mit elektrischer Energie versorgt, die an der zweiten Stirnseite 102 aus dem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 herausragen und durch Durchführungen im Trägerteil 20 hindurchgeführt sind. Die Stromzuführungsdrähte 22, 23 sind jeweils elektrisch leitend mit einem der elektrischen Kontakte 12 bzw. 13 verbunden.The semiconductor light source arrangement 2 is on the second front side 102 the hollow cylindrical housing portion 10 arranged and protrudes into the interior of the second section 10b the hollow cylindrical housing portion 10 into it. A carrier part 20 the semiconductor light source arrangement 2 lies on the second front side 102 the hollow cylindrical housing portion 10 and is with two holes 203 . 204 for the screws 7 . 8th Mistake. The spatial position and the diameter bores 203 . 204 in the carrier part 20 the semiconductor light source arrangement 2 is at the holes 103 . 104 in the hollow cylindrical housing section 10 customized. The semiconductor light source arrangement 2 is formed as a laser diode array and includes a laser diode 21 , which emits during operation blue light with a wavelength in the wavelength range of 440 to 460 nanometers, and a driver circuit. The laser diode 21 and the driver circuit are in the interior of the second subsection 10b the hollow cylindrical housing portion 10 are arranged and by means of two power supply wires 22 . 23 supplied with electrical energy at the second end face 102 from the hollow cylindrical housing section 10 protrude and through bushings in the carrier part 20 passed through. The power supply wires 22 . 23 are each electrically conductive with one of the electrical contacts 12 respectively. 13 connected.

Die Optik 3 besteht aus Glas oder transparentem Kunststoff und ist als Sammellinse ausgebildet. Sie lenkt das von der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 emittierte Licht auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 2. In den 1 und 3 sind schematisch die Lichtkegel K1, K2 vor und nach der Optik 3 dargestellt. Die Optik 3 ist im Innenraum des ersten Teilabschnitts 10a des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 angeordnet, so dass sie an der Anschlagsfläche 100 anliegt. Die Abmessung der Optik 3 senkrecht zur Zylinderachse des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 ist auf den Innendurchmesser des ersten Teilabschnitts 10a des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 abgestimmt, und ist damit insbesondere kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des ersten Teilabschnitts 10a und größer als der Innendurchmesser des zweiten Teilabschnitts 10b des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10. Die Optik 3 wird mittels der unter mechanischer Spannung stehenden Federelemente 40 gegen die Anschlagsfläche 100 gepresst.The optics 3 is made of glass or transparent plastic and is designed as a convergent lens. It directs this from the semiconductor light source arrangement 2 emitted light on the light wavelength conversion element 2 , In the 1 and 3 are schematically the light cone K1, K2 before and after the optics 3 shown. The optics 3 is in the interior of the first section 10a the hollow cylindrical housing portion 10 arranged so that they are at the stop surface 100 is applied. The dimension of the optics 3 perpendicular to the cylinder axis of the hollow cylindrical housing portion 10 is on the inner diameter of the first section 10a the hollow cylindrical housing portion 10 matched, and is thus in particular smaller or equal to the inner diameter of the first section 10a and larger than the inner diameter of the second section 10b of the hollow cylindrical housing section 10 , The optics 3 is by means of the spring loaded under mechanical tension 40 against the stop surface 100 pressed.

Das Verschlusselement 5 ist als zylindrische Kappe ausgebildet, welche die erste Stirnseite 101 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 abdeckt und verschließt. Der Innendurchmesser der zylindrischen Seitenwand 50 des Verschlusselements 5 entspricht dem Innendurchmesser des ersten Teilabschnitts 10a des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 und ihr Außendurchmesser entspricht dem Außendurchmesser des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10. In der zylindrischen Seitenwand 50 des Verschlusselements 5 sind zwei jeweils mit einem Gewinde versehene Bohrungen 503, 504 zur Aufnahme der Schrauben 7 bzw. 8 angeordnet. Die Lage und Abmessungen dieser Bohrungen 503, 504 sind auf die Bohrungen 103, 104 im hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10 abgestimmt. In der Stirnfläche 500 des Verschlusselements 5 ist eine Öffnung 501 für das Lichtwellenlängenkonversionselement 6 und für den Lichtaustritt angeordnet. Außerdem weist das Verschlusselement 5 an der Innenseite seiner Stirnfläche 500 eine Aussparung 502 zur Aufnahme des Lichtwellenlängenkonversionselements 6 auf. Die Öffnung 501 wird an der Außenseite des Verschlusselements 5 durch eine Glasplatte 51 abgedeckt, die in einer Vertiefung 505 an der Außenseite der Stirnfläche 500 des Verschlusselements 5 angeordnet ist. Die Glasplatte 51 bildet eine transparente Abdeckung für das in der Öffnung 501 des Verschlusselements 5 angeordnete Lichtwellenlängenkonversionselement 6.The closure element 5 is formed as a cylindrical cap, which is the first end face 101 the hollow cylindrical housing portion 10 covers and closes. The inner diameter of the cylindrical side wall 50 the closure element 5 corresponds to the inner diameter of the first section 10a the hollow cylindrical housing portion 10 and its outer diameter corresponds to the outer diameter of the hollow cylindrical housing portion 10 , In the cylindrical side wall 50 the closure element 5 are two threaded holes each 503 . 504 for receiving the screws 7 respectively. 8th arranged. The location and dimensions of these holes 503 . 504 are on the holes 103 . 104 in the hollow cylindrical housing section 10 Voted. In the face 500 the closure element 5 is an opening 501 for the light wavelength conversion element 6 and arranged for the light emission. In addition, the closure element 5 on the inside of his face 500 a recess 502 for receiving the light wavelength conversion element 6 on. The opening 501 is on the outside of the closure element 5 through a glass plate 51 covered in a recess 505 on the outside of the face 500 the closure element 5 is arranged. The glass plate 51 forms a transparent cover for that in the opening 501 the closure element 5 arranged light wavelength conversion element 6 ,

Das Lichtwellenlängenkonversionselement 6 besteht aus einer transparenten, kreisscheibenförmigen Saphirplatte 60, die einseitig mit Leuchtstoff 61 beschichtet ist. Als Leuchtstoff 61 dient mit Cer dotiertes Yttriumaluminiumgranat (YAG:Ce). Der Leuchtstoff 61 konvertiert von der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 emittiertes blaues Licht anteilig in gelbes Licht mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 560 bis 590 Nanometer. Daher emittiert die Beleuchtungseinrichtung durch die Öffnung 501 im Verschlusselement 5 weißes Licht, das eine Mischung aus das Lichtwellenlängenkonversionselement 6 durchdringendem, nicht-konvertiertem blauem Laserlicht und mittels des Leuchtstoffs 61 konvertiertem gelbem Licht ist. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 6 wird bei der Beleuchtungseinrichtung in Transmission betrieben. Der Leuchtstoff 61 ist mittig auf der Saphirplatte 60 angeordnet und der mit Leuchtstoff 61 beschichtete Bereich der Saphirplatte 60 ist kreisscheibenförmig ausgebildet. Er besitzt denselben Durchmesser wie die Öffnung 501 des Verschlusselements 5. Die dem Lichtwellenlängenkonversionselement 2 zugewandte Seite der Stirnfläche 500 des Verschlusselements 5 und die Saphirplatte 60 sind außerhalb des mit Leuchtstoff 61 beschichteten Bereichs der Saphirplatte 60 durch Klebstoff 62 miteinander verbunden. Der Radius R2 der Saphirplatte 60 ist größer als der Radius R1 der Öffnung 501 im Verschlusselement 5 und größer als der Innenradius bzw. die Hälfte des Innendurchmessers des ersten Teilabschnitts 10a des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10. Die Aussparung 502 zur Aufnahme des Lichtwellenlängenkonversionselements 6 ist passgerecht auf den Durchmesser der Saphirplatte 60 abgestimmt. Insbesondere ist die Abmessung eines etwaig verbleibenden Spalts SP1 zwischen der Umfangsfläche der Saphirplatte 60 und dem Verschlusselement 5 kleiner oder gleich der Differenz von Radius R2 der Saphirplatte 60 und Radius R1 der Öffnung 501. Außerdem ist die Abmessung eines etwaigen Spalts SP2 zwischen der Saphirplatte 60 und der ersten Stirnseite 101 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 kleiner oder gleich 75% der Summe der Dicken von Saphirplatte 60 und Klebstoffschicht 62. Dadurch kann das Lichtwellenlängenkonversionselement 2 nicht aus der Aussparung 502 herausfallen, wenn sich die Klebstoffverbindung zwischen dem Lichtwellenlängenkonversionselement 2 und der Stirnfläche 500 des Verschlusselements 5 lösen sollte.The light wavelength conversion element 6 consists of a transparent, circular disc-shaped sapphire plate 60 , one-sided with fluorescent 61 is coated. As a phosphor 61 serves cerium-doped yttrium aluminum garnet (YAG: Ce). The phosphor 61 converted from the semiconductor light source arrangement 2 emitted blue light proportionally in yellow light with an intensity maximum in the wavelength range of 560 to 590 nanometers. Therefore, the illumination device emits through the opening 501 in the closure element 5 white light that is a mixture of the light wavelength conversion element 6 penetrating, unconverted blue laser light and by means of the phosphor 61 converted yellow light is. The light wavelength conversion element 6 is operated in the illumination device in transmission. The phosphor 61 is centered on the sapphire plate 60 arranged and with phosphor 61 coated area of sapphire plate 60 is formed circular disk-shaped. It has the same diameter as the opening 501 the closure element 5 , The the light wavelength conversion element 2 facing side of the end face 500 the closure element 5 and the sapphire plate 60 are outside with fluorescent 61 coated area of sapphire plate 60 through glue 62 connected with each other. The radius R2 of the sapphire plate 60 is greater than the radius R1 of the opening 501 in the closure element 5 and greater than the inner radius or half of the inner diameter of the first section 10a the hollow cylindrical housing portion 10 , The recess 502 for receiving the light wavelength conversion element 6 is suitable for the diameter of the sapphire plate 60 Voted. In particular, the dimension of any remaining gap SP1 is between the peripheral surface of the sapphire plate 60 and the closure element 5 less than or equal to the difference of radius R2 of the sapphire plate 60 and radius R1 of the opening 501 , In addition, the dimension of any gap SP2 is between the sapphire plate 60 and the first front side 101 the hollow cylindrical housing portion 10 less than or equal to 75% of the sum of sapphire plate thicknesses 60 and adhesive layer 62 , As a result, the light wavelength conversion element 2 not from the recess 502 fall out when the adhesive joint between the light wavelength conversion element 2 and the face 500 the closure element 5 should solve.

Die Federelemente 40 sind jeweils als Wendel ausgebildet. Das Verschlusselement 5 und der erste Teilabschnitt 10a des hohlzylindrischen Gehäuses 10 bilden gemeinsam jeweils für jedes Federelement 40 eine passgerechte Aufnahme 400. In den Figuren ist nur eines der beiden Federelemente 40 und nur eine der Aufnahmen 400 schematisch dargestellt. Die Federelemente 40 sind jeweils derart in der Aufnahme ausgerichtet, dass ihre Wendelwickelachse jeweils parallel zur Zylinderachse des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 und der zylindrischen Seitenwand 50 verläuft. Die Federelemente 40 liegen jeweils an der Innenseite der Stirnfläche 500 des Verschlusselements 5 und an einem Bereich der Optik 3 an, der nicht für die optische Abbildung bzw. Strahlformung des Laserlichts benötigt wird. Die Abmessung der Aufnahme 400 in Richtung der Zylinderachse des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 ist jeweils geringer als die Länge des wendelförmigen Federelements 40. Beim Zusammenfügen von Verschlusselement 5 und hohlzylindrischem Gehäuseabschnitt 10 werden die in den Aussparungen 400 angeordneten Federelemente 40 daher gestaucht und unter mechanische Spannung gesetzt.The spring elements 40 are each formed as a helix. The closure element 5 and the first section 10a of the hollow cylindrical housing 10 form together for each spring element 40 a fitting shot 400 , In the figures, only one of the two spring elements 40 and only one of the shots 400 shown schematically. The spring elements 40 are each aligned in the receptacle such that their Wendelwickelachse each parallel to the cylinder axis of the hollow cylindrical housing portion 10 and the cylindrical side wall 50 runs. The spring elements 40 lie respectively on the inside of the face 500 the closure element 5 and on an area of optics 3 which is not needed for the optical imaging or beam shaping of the laser light. The dimension of the recording 400 in the direction of the cylinder axis of the hollow cylindrical housing portion 10 is less than the length of the helical spring element 40 , When joining closure element 5 and hollow cylindrical housing section 10 be the ones in the recesses 400 arranged spring elements 40 therefore compressed and put under tension.

Die Halterung 4 für die Optik 3 besteht im Wesentlichen aus dem hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10, der Anschlagsfläche 100, den Federelementen 40, dem Verschlusselement 5 und den Schrauben 7, 8. Zusätzlich dient die Halterung 4 auch zur Fixierung der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 am hohlzylindrischen Gehäuseabschnitt 10. Mittels der Schrauben 7, 8, die in den Bohrungen 203, 204 des Trägers 20 der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 und in den Bohrungen 103, 104 des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 sowie in den mit einem Schraubengewinde versehenden Bohrungen 503, 504 des Verschlusselements 5 angeordnet sind, werden die Halbleiterlichtquellenanordnung 2, der hohlzylindrische Gehäuseabschnitt 10 und das Verschlusselement 5 miteinander verschraubt. Die Köpfe der Schrauben 7, 8 liegen jeweils am Träger 20 der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 an. Durch Festziehen der Schrauben 7, 8 im Schraubengewinde der Bohrungen 503, 504 des Verschlusselements 5 übt das Verschlusselement 5 Druck auf die Federelemente 40 aus, die dadurch die Optik 3 gegen die Anschlagsfläche 100 des drücken.The holder 4 for the optics 3 consists essentially of the hollow cylindrical housing section 10 , the stop surface 100 , the spring elements 40 , the closure element 5 and the screws 7 . 8th , In addition, the holder serves 4 also for fixing the semiconductor light source arrangement 2 on the hollow cylindrical housing section 10 , By means of the screws 7 . 8th that in the holes 203 . 204 of the carrier 20 of the Semiconductor light source arrangement 2 and in the holes 103 . 104 the hollow cylindrical housing portion 10 as well as in the provided with a screw thread holes 503 . 504 the closure element 5 are arranged, the semiconductor light source arrangement 2 , the hollow-cylindrical housing section 10 and the closure element 5 screwed together. The heads of the screws 7 . 8th are each on the carrier 20 the semiconductor light source arrangement 2 at. By tightening the screws 7 . 8th in the screw thread of the holes 503 . 504 the closure element 5 exercises the closure element 5 Pressure on the spring elements 40 that makes the optics 3 against the stop surface 100 of the press.

Die Beleuchtungseinrichtung dient, einzeln oder zusammen mit weiteren Beleuchtungseinrichtungen, als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.The lighting device is used, individually or together with other lighting devices, as a light source in a motor vehicle headlight.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung.The invention is not limited to the above-explained embodiment of the invention.

Beispielsweise kann die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 statt einer Laserdiode auch eine oder mehrere Leuchtdioden aufweisen oder anstelle einer Laserdiode auch mehrere Laserdioden aufweisen, die sternförmig oder ringförmig um die Zylinderachse des hohlzylindrischen Gehäuseabschnitts 10 angeordnet sind. Außerdem kann die Optik 3 mehrere Linsen zur Abbildung oder Formung des von der Halbleiterlichtquellenanordnung 2 emittierten Laserstrahls umfassen, um beispielsweise einen Laserspot mit ovalem oder kreisförmigem Rand zu erzeugen. Ferner kann die Optik 3 im Fall, dass die Halbleiterlichtquellenanordnung 2 mehreren Laserdioden aufweist, Strahlkombinierer zur Vereinigung von Laserstrahlen umfassen, die von diesen Laserdioden emittiert werden.For example, the semiconductor light source arrangement 2 Instead of a laser diode also have one or more light-emitting diodes or instead of a laser diode also have a plurality of laser diodes, the star-shaped or annular around the cylinder axis of the hollow cylindrical housing portion 10 are arranged. In addition, the optics 3 a plurality of lenses for imaging or shaping the semiconductor light source array 2 emitted laser beam to generate, for example, a laser spot with an oval or circular edge. Furthermore, the optics 3 in the case that the semiconductor light source arrangement 2 comprising a plurality of laser diodes, beam combiner for combining laser beams emitted from these laser diodes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012005157 U1 [0002]

Claims

Illumination device with a semiconductor light source arrangement ( 2 ) and an optic ( 3 ) spaced from the semiconductor light source array ( 2 ) and in the beam path of the of the semiconductor light source arrangement ( 2 ) emitted light is arranged, characterized in that the illumination device is a holder ( 4 ) for the optics ( 3 ) and the semiconductor light source arrangement ( 2 ) and the holder ( 4 ) at least one spring element ( 40 ) to ensure the distance between the optics ( 3 ) and the semiconductor light source arrangement ( 2 ) having.

Lighting device according to claim 1, wherein the optics ( 3 ) or the semiconductor light source arrangement ( 2 ) on a stop surface ( 100 ) of the holder ( 4 ) and by means of the at least one spring element ( 40 ) to the stop surface ( 100 ).

Lighting device according to claim 1 or 2, wherein at least one fastening means ( 7 . 8th ) for generating a mechanical stress in the at least one spring element ( 40 ) is provided.

Lighting device according to claim 3, wherein the at least one fastening means ( 7 . 8th ) comprises a screw connection.

Lighting device according to one of claims 1 to 4, wherein the holder ( 4 ) as part of a housing ( 1 ) of the illumination device is formed.

Lighting device according to claims 2 and 5, wherein the stop surface ( 100 ) on a wall ( 105 ) of the housing ( 1 ) is arranged.

Lighting device according to claims 3 and 5, wherein the at least one fastening means ( 7 . 8th ) on the housing ( 1 ) is arranged.

Lighting device according to one or more of claims 1 to 7, wherein the housing ( 1 ) a hollow cylindrical housing portion ( 10 ) and the stop surface ( 100 ) on the inner lateral surface ( 105 ) of the hollow cylindrical housing section ( 10 ) is arranged.

Lighting device according to claim 8, wherein the housing ( 1 ) at least one closure element ( 5 ), which at one end face ( 101 ) of the hollow cylindrical housing section ( 10 ) is arranged and by means of at least one fastening means ( 7 . 8th ) on the hollow cylindrical housing section ( 10 ) is fixed.

Lighting device according to claim 9, wherein the at least one spring element ( 40 ) on the closure element ( 5 ) and the optics ( 3 ) is present.

Lighting device according to one of claims 8 to 10, wherein the closure element ( 5 ) at a first end face ( 101 ) of the hollow cylindrical housing section ( 10 ) and the semiconductor light source arrangement ( 2 ) on a second end face ( 102 ) of the hollow cylindrical housing section ( 10 ) are arranged and by means of at least one fastening means ( 7 . 8th ) on the hollow cylindrical housing section ( 10 ) are fixed.

Lighting device according to one of claims 9 to 11, wherein in an opening ( 501 ) on the closure element ( 5 ) a light wavelength conversion element ( 6 ) for the wavelength conversion of the semiconductor light source arrangement ( 2 ) light is arranged.

Lighting device according to claim 12, wherein a transparent cover ( 51 ) for the opening ( 501 ) in the closure element ( 5 ) is provided.

Lighting device according to claim 12 or 13, wherein the light wavelength conversion element ( 6 ) and the opening ( 501 ) are circular disk-shaped and the radius (R2) of the light wavelength conversion element ( 6 ) greater than the radius (R1) of the opening ( 501 ).

Lighting device according to claim 14, wherein the closure element ( 5 ) a recess ( 502 ) for the light wavelength conversion element ( 6 ) and the size of a gap (SP1) between the closure element ( 5 ) and in the recess ( 502 ) arranged light wavelength conversion element ( 6 ) is less than or equal to the difference of radius (R2) of the light wavelength conversion element ( 6 ) and radius (R1) of the opening ( 501 ).