JP6150147B2 - 光整形部材の位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば反射器である光整形部材の、少なくとも１つの光源に対応する位置決めの方法に関する。

車両の前方又は後方領域に所望の配光を生成するために、車両用前照灯のための光モジュール、或いは車両用前照灯が、１つ以上の光源及び１つ以上の光整形部材、例えば１つ以上の反射器を有する。光源から出射される光は、そのような反射器から所望の光像として、中に車両用前照灯が搭載される車両の領域の中に放射される。

最適かつ、特に法令に順拠した光像の生成を可能にするために、反射器に関連した光源の正確な位置決めは特に重要な意味を持つ。例えば１つ以上の発光ダイオードを光を算出する部材として有する、例えばＬＥＤ光源の使用の際、公称位置からのずれは僅か１０分の１ｍｍの領域にあるため、反射器及びＬＥＤ光源は、相互に非常に正確に配置されなければならない。

今日的な組み立ての概念では、まずＬＥＤ光源がＬＥＤプリント（基板）にはんだ付けされ、このプリントは次に放熱器に、例えばそれに貼着され、又はネジ止めされることで固定される。その後、反射体が放熱器に取り付けられる。

この組み立ての概念では、以下の許容誤差が発生する：ＬＥＤパッケージに対する発光ダイオードの位置の公差、 ＬＥＤパッケージのＬＥＤプリントに対する公差、ＬＥＤプリントの放熱器上の基準位置マークに対する公差、放熱器公差そのもの、放熱器と反射器の公差、反射器公差。

このような組み立ての概念では相応に、ＬＥＤ光源に関連した反射器の最適な位置決めが、相応に複雑な装置において、不可能であるか又は非常に複雑になる。

本発明の課題は、反射器或いは反射器である光整形部材、レンズ、導波管、アパーチャ等の１つ以上の光源に関連付けた、正確かつ簡単な位置決めを可能にする方法を提示することである。

この課題は、冒頭で言及された本発明の方法に従い、以下の工程により解決される：
ａ）少なくとも１つの光源を支持板上に設置し、
ｂ）少なくとも１つの光源の位置を支持板上で測定し、
ｃ）１つ又は好適には複数の基準位置マークを支持板に形設し、そのとき少なくとも１つの基準位置マークの位置が少なくとも１つの光源の位置によって決められ、ｄ）光整形部材を支持板の１つ又は複数の基準位置マークで参照させ、つまり正しい向きに合わせ、
ｅ）光整形部材を支持板に、或いは支持板に関連して固定する。

光源の位置の測定の際の公差、基準位置マークを形設する際の公差及び光整形部材の公差そのものしか発生しなくなるため、本発明の方法により公差の連鎖を明確に短縮することができる。光源及び光整形部材相互の正確な位置決めが、それによって大幅に簡略化される。

代替実施形態では、本発明による以下の工程が設けられる：
ａ）１つの又は好適には複数の基準位置マークを、少なくとも１つの光源のための支持板に形設し、
ｂ）少なくとも１つの基準位置マークの位置を支持板上で測定し、
ｃ）少なくとも１つの基準位置マークの位置を考慮して、少なくとも１つの光源を支持板上に設置し、
ｄ）光整形部材を支持板の１つ以上の基準位置マークで参照させ、つまり正しい向きに合わせ、
ｅ）光整形部材を支持板に、又は支持板に関連して固定する。

光整形部材の正確な位置決めが特に重要である具体的な実施形態では、少なくとも１つの光源が、１つ以上の発光ダイオードを有するＬＥＤ光源であり、支持板が少なくとも１つのＬＥＤ光源のための基板であることができる。

好適にはそのとき、工程ａ）において、少なくとも１つのＬＥＤ光源が基板にはんだ付けされることができる。

簡単かつ正確な位置決めを実現するために、例えば工程ｂ）において、少なくとも１つの光源の幾何学的中心を算出し、基準位置マークがこの幾何学的中心に関連して配置されることができる。

工程ｂ）において、少なくとも１つの光源の最も明るい領域（又は最も明るい点）が算出され、基準位置マークがこの一番明るい領域に関連して支持板に配置されるとき、光整形部材のさらに適した位置決めがなされる。

本発明の方法の具体的な実施形態において、少なくとも１つの光源、或いは少なくとも１つの基準位置マークの位置は、光学的測定方法、好適にはカメラで測定されることができる。

また、より正確だが高コストなレーザー技術を用いた算出も考えられる。

基本的に機械的測定方法も使用可能だが、やはり光学的測定方法が望ましい。

また、具体的な実施形態では、１つ以上の基準位置マークが、例えば長孔のような１つ以上の孔の形状、及び／又は１つ以上の好適には直線状に延びる基準縁の形状に形成されることができる。

光整形部材の利用及び形成に応じて、光整形部材を明確に定義された位置に付かせる適切な基準面／縁／孔が製作される。長孔は、光生成体がもはや向きを変えないようにし、例えば縁は、光生成体の動きを、例えば光源に向けた、決まった方向に限定する。

例えば、基準位置マークは掘削及び／又はフライス加工で製作されてもよい。

基準位置マークは、基本的にはウェブ、孔、支持面或いは設置面、長孔、ストッパーなどの形状で形成することができる。

また好適には、光整形部材は支持板に関連して少なくとも１つの、好適には２つの固定部材によって固定されることができる。

安定した固定のため、特に、光整形部材は少なくとも１つの固定部材によって、支持板が固定された放熱器に固定されることができる。

その上に、特に安定した接続ができるように、具体的な実施形態において、光整形部材は固定台座を具備し、それは放熱器に固定される。

支持板自体は放熱器に固定され、例えばこれと貼着されるため、支持板から放熱器への良好な熱伝導が保証される。

次に本発明は図面によって詳細に説明される。
図１は、基準位置マークの支持板上の位置決めのための本発明の基本的な構造を示す。 図２は、図１の支持板の詳細を示す。 図３は、支持板に位置付けられた反射器の側面図を示す。 図４は、反対側から見た図３の反射器を示す。 図５は、位置付けられた反射器を有する支持板を下から見た図を示す。 図６は、取り付けられた反射器を有する支持板を斜め上から見た図を示す。 図７は、支持板に関連して放熱器に固定された反射器を示す。

図１は、例えば反射器１のような光整形部材の、少なくとも１つの光源２に対応する位置決めのための本発明による方法を実行するための構成を示す。

図１は、ここではその上に工程ａ）において光源２が装着される基板（ＬＥＤプリント）である支持板３を示している。

図示された変形例では、光源２が、ここでは２つの発光ダイオードを有するＬＥＤ光源である。それに対応して、すでに上記で言及したように、支持板３はＬＥＤ光源２のための基板である。好適にはそのとき工程ａ）でＬＥＤ光源２が基板３とはんだ付けされる。

図１はさらに、工程ｂ）でＬＥＤ光源２の位置を支持板３上で算出するカメラ２００を示す。

そのとき例えば工程ｂ）でＬＥＤ光源２の幾何学的中心が算出され、又は工程ｂ）でＬＥＤ光源２の決定的に最も明るい領域（或いは最も明るい点）が算出される。

そのときＬＥＤ光源が正確に１つのＬＥＤを含む場合、このＬＥＤの最も明るい点は基準位置マークの参照又は位置決めを決定付ける。

そのときＬＥＤ光源が２つ以上のＬＥＤを含む場合、重要な最も明るい点がＬＥＤ光源の全てのＬＥＤによって共同で生成されているものであるか、又はＬＥＤ光源の特定の定められたＬＥＤ（例えば３つのＬＥＤの場合中心のＬＥＤ）のみの最も明るい点が見られるのかは、それぞれの使用の場合によって決まる。後者の場合、この１つの際立ったＬＥＤの測定或いは算出のみが必要である。ＬＥＤ光源の全てのＬＥＤの部分集合が見られ、その共同で生成された最も明るい点が算出されることもできる。

つまり一般に、ＬＥＤ回路基板にＬＥＤ光源を装備した後、具体的な利用の場合にとって決定的な最も明るい点、或いは領域は、１つの規定のＬＥＤ、複数の規定のＬＥＤ、又は全てのＬＥＤの測定を通じて算出される。

発光ダイオード或いはＬＥＤ光源の製造者側などで、どの点が最も明るい点であるか、或いはどの点を参照の起点として使用するべきかが、予め明確に決まっているということも考えられる。

次の工程ｃ）において、反射器１のための複数の基準位置マーク４が支持板３に形設され、そのとき基準位置マーク４の位置は、ＬＥＤ光源２の位置によって決まる。

基準位置マークの配置は、そのとき好適にはＬＥＤ光源２の幾何学的中心、又はＬＥＤ光源２の最も明るい領域を考慮して行われる。

基準位置マーク４は、図示された例、特に図２でわかるように、片側が開いた長孔４ａ及び２つの直線的に延びる基準縁、或いは基準面４ｂである。基準位置マーク４は、例えば掘削、フライス加工及び他の方法で製造され、例えばレーザ切断も使用することができる。

また、ＬＥＤ光源２の電気的接触のためのプラグハウジング５も図２に示されている。

これらの基準位置マーク４に、次の工程ｄ）で反射器１が参照され、すなわち図３から６に異なった視点から示されるように、支持板３に正しく向きを合わせて位置付けられる。

反射器１はそのとき図示された実施例において、例えば長孔４ａに配置される拡張部１ａ、及び支持板３の参照面４ｂの設備に到達する土台面或いは台座面１ｂなどの、相応な基準位置マーク４ａ、４ｂに対応する形状を備えた固定台座１’を包含する。（反射器１の少なくとも１つの反射面は図示されていない。）

図３及び４で反射器あるいは反射器台座１’の基準面４ｂでの参照は、その部分１ｂによって明確に視認でき、図５及び６は、反射器１或いは長孔４ａ中に拡張部１ａを有する台座１’がどのように位置付けられているかを示す。

このようにして反射器１は、支持板３の所望の位置に、支持板３上に配置されたＬＥＤ光源２に関連して位置付けられ、次に工程ｅ）で支持板３に、或いは支持板３に関連して固定される。

基準位置マーク４ａ、４ｂによって、反射器１は所望の位置を占め、その中でそれは、以下で具体的な実施例を参照して例示的に記述されるように、結局その位置で最終的に（しかし場合によっては取り外し可能に）固着されるまで、例えば独自の図示されない保持装置によって保持され、固定されることができる。

反射器或いは一般的には光整形部材を、それが固着されるまでその基準位置マークに保持する、例えば１つ以上の（圧縮ばねのような）ばねの形状の、例えば１つ以上の復元部材７を設けることができる。

図７はこの文脈での本発明の光モジュール１０を示す。復元部材７は固定台座１’と放熱器６の部分６ｂとの間に配置され、例えば反射器１をその基準位置マークに位置付けることによって付勢することができ、それによって反射器１をこの位置に少なくとも一時的に保持する。

図示されたように、少なくとも１つの復元部材７は好適には反射器１と一体となり、特にその固定台座１’に接続している。

放熱器６は具体的に、例えば互いに直交する２つの部分６ａ、６ａ’を有する。支持板３は両部分６ａ、６ａ’の一方の上に配置され、例えばこれと貼着されている。また、放熱器６は復元部材７の停止領域６ｂを具備し、その停止領域６ｂは例えば両部分６ａ、６ａ’と一体となって形成されている。

反射器１の位置決めの場合、復元部材７は停止領域６ｂに当接し、圧迫される。つまり、固定台座１’が基準位置マーク４ａ、４ｂに押圧されるように、復元部材７は部分６ｂと固定台座１’の間に付勢される。このようにして反射器１はこの位置に少なくとも一時的に保持される。

反射器１の固定のために、例えば反射器１が少なくとも１つの、好適には図示されたように２つの固定部材８によって放熱器６に（図示された例では、支持板３が固定された放熱器６の部分６ａに）固定される。それは概略的に図７に示されている。

安定した固定ができるように、具体的には反射器１は固定台座１'によって放熱器６に固定される。

支持板３自体は放熱器６に固定され、例えばこれと貼着される。

好適には反射器１或いはその固定台座１’は支持面を包含し、それによって台座１’は回路基板に着座する。そのようにして、反射面の少なくとも１つの光源との間隔が確実に調整されることができる。

固定部材８は例えばばね、例えば板ばねとして形成され、そのばねは好適には保釈ばねの形状に形成されている。ばねは放熱器及び固定台座上に、この実施形態では好適にはクリップ状に固定され、台座１’はさらに、例えば図７が示すような、固定部材８を掛合するためのスロット状の開口部も有する。

ここではよりよい明瞭性のためにも、光モジュール１０は、図示された光モジュール１０のみに割り当てられた特定の放熱器６とともに示されている。しかし実際には、単一の放熱器上に光源及び光整形部材を有する複数の支持板が配置されるように、複数の光モジュール用の放熱器が設けられこともできる。

本発明は上述で反射器を参照に説明されたが、光整形部材においてはレンズ、導光などの光学の問題でもありうる。

Claims (12)

1. 光整形部材（１）を、少なくとも１つの光源（２）に対応して位置決めをする方法であって、次の工程、すなわち、
   ａ）前記少なくとも１つの光源（２）を支持板（３）上に設置する工程、
   ｂ）前記少なくとも１つの光源（２）の位置を前記支持板（３）上で測定する工程、
   ｃ）１つ又は複数の基準位置マーク（４）を前記支持板（３）に形設する工程であって、前記少なくとも１つの基準位置マーク（４）の位置は前記少なくとも１つの光源（２）の位置によって決定される工程、
   ｄ）前記光整形部材（１）を前記支持板（３）の前記１つ以上の基準位置マーク（４）に直接接触させることにより、正しい位置に位置合わせする工程、
   ｅ）前記光整形部材（１）を前記支持板（３）に、又は前記支持板（３）に関連して固定する工程、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 光整形部材（１）を、少なくとも１つの光源（２）に対応して位置決めをする方法であって、次の工程、すなわち、
   ａ）１つ又は複数の基準位置マーク（４）を前記少なくとも１つの光源（２）のための支持板（３）に形設する工程、
   ｂ）前記少なくとも１つの基準位置マーク（４）の位置を前記支持板（３）上で測定する工程、
   ｃ）前記少なくとも１つの基準位置マーク（４）の位置を考慮して、前記少なくとも１つの光源（２）を前記支持板（３）上に設置する工程、
   ｄ）前記光整形部材（１）を前記支持板（３）の前記１つ以上の基準位置マーク（４）に直接接触させることにより正しい位置に位置合わせする工程、
   ｅ）前記光整形部材（１）を前記支持板（３）に、又は前記支持板（３）に関連して固定する工程、
   を含むことを特徴とする方法。
3. 前記少なくとも１つの光源（２）が１つ以上の発光ダイオードを有するＬＥＤ光源であり、前記支持板（３）が前記少なくとも１つのＬＥＤ光源のための基板であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの光源（２）を前記支持板（３）上に設置する工程において、前記少なくとも１つのＬＥＤ光源（２）が前記基板（３）とはんだ付けされることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記工程ｂ）で、前記少なくとも１つの光源（２）の幾何学的中心が算出され、前記工程ｃ）で前記基準位置マーク（４）がその幾何学的中心に関連して前記支持板（３）に配置されることを特徴とする、請求項１もしくは、請求項１に従属する限りの請求項３又は４に記載の方法。
6. 前記工程ｂ）で、前記少なくとも１つの光源（２）の最も明るい領域、又は最も明るい点が算出され、前記基準位置マーク（４）が前記最も明るい領域、又は最も明るい点に関連して前記支持板（３）に配置されることを特徴とする、請求項１もしくは、請求項１に従属する限りの請求項３又は４に記載の方法。
7. 前記少なくとも１つの光源（２）或いは前記少なくとも１つの基準位置マーク（４）の位置が、光学的な測定方法で決定されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの光源（２）或いは前記少なくとも１つの基準位置マーク（４）の位置が、カメラを用いた光学的な測定方法で決定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記１つ以上の基準位置マーク（４）が１つ以上の一端が開放された細長い溝（４ａ）として、及び／又は１つ以上の直線的に延びるエッジ（４ｂ）として形成されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記１つ以上の基準位置マーク（４）が掘削及び／又はフライス加工されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記光整形部材（１）が少なくとも１つの固定部材（８）によって、前記支持板（３）に関連して固定されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記光整形部材（１）が前記少なくとも１つの固定部材（８）によって、上に前記支持板（３）が固定されている放熱器（６）に固定されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。

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