WO2018210696A1 - Verfahren zur montage eines lichtmoduls für eine beleuchtungseinrichtung - Google Patents

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lighting means
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David Duhme
Werner Kösters
Stefan Kraus
Thomas Albert RÖBBECKE
Ralf Seiger
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device

Definitions

  • the present invention relates to a method for mounting a light module and a light module for a lighting device, which is mounted by means of such a method, with at least one light source for emitting light and at least one optical element for beam shaping of the light, the relative arrangement between the Illuminant and the optical element is adjusted.
  • DE 10 2015 103 649 A1 discloses a light module with which an adjustment method can be carried out in order to change the relative arrangement between a luminous means and an optical element embodied as a reflector such that finally the luminous means and the optical element a required light field can be generated.
  • the connection between the optical element and the lighting means comprises mechanical elements that can be adjusted to each other.
  • the adjustment possibilities are limited by a simple mechanical measurement of the relative arrangement between the luminous means and the optical element, and a desired-actual deviation can not readily be determined to the necessary accuracy.
  • a desired-actual deviation can not readily be determined to the necessary accuracy.
  • the light emitting aperture sizes of the optical elements become smaller and smaller and the distance between the light emitting means and the optical element is further reduced, increased accuracy in the relative arrangement between the light source and the optical element is increased Lamp and the optical element required, the further assembly procedures require.
  • the object of the invention is the development of a method for mounting a light module, wherein the relative arrangement between the light source and the optical element of the light module is to be adjusted to the highest possible accuracy.
  • a desired-actual deviation of the relative arrangement should be as minimal or zero as possible.
  • the method according to the invention provides at least the following steps: arrangement of the light module in an adjustment device; Providing a light detection device; Switching on the illuminant and illuminating the light-detecting device with the light; Measuring a desired-actual deviation of a light field generated by the light to a required light field and adjusting the relative arrangement between the light source and the optical element until the target-actual deviation is minimal or zero.
  • the basic idea of the invention is to make the relative arrangement between the at least one light-emitting means and at least one optical element with the aid of a light-detecting device, and when the light of the at least one light-emitting means is turned on, a desired-actual deviation between an actual light field and a required light field can be determined. Due to this deviation, the adjustment device can be controlled to adjust the relative arrangement between the lamp and the optical element so that the target-actual deviation is minimal or zero.
  • the method comprises both the possibility of the illuminant relative to the optical element in the position to change or the optical element relative to the light source in the Able to change.
  • the luminous means and the optical element need not be directly connected with each other, and intermediate elements may be provided which are involved in the connection between the luminous means and the optical element, for example circuit boards, heat sinks or the like.
  • the adjustment of the relative arrangement between the luminous means and the optical element is carried out by means of a manipulation device of the adjusting device.
  • the adjustment device preferably has the manipulation device itself, and the manipulation device serves to adjust the relative arrangement between the illuminant and the optical element.
  • the manipulation device may comprise a receiving means, with which the optical element, for example, but also the light source is temporarily recorded until the position of the optical element or the lighting means has been changed until the target-actual deviation between the light source and the optical element is zero.
  • a control unit is provided, and the control of the manipulation device is carried out by means of the control unit, wherein the detected with the light detection device target-actual deviation is output as an input to the control unit.
  • the control unit is used in particular to receive the target-actual deviation between a currently generated light field and a required light field as an input variable and to convert it into control commands, with which the manipulation device is controlled.
  • the light detection device and / or the control unit can be constructed decentralized to the adjustment device, in particular in order to provide a necessary distance between the light module and the recorded light field, but it is also conceivable that the adjustment device, the control unit and the light detection device are designed to be of uniform construction.
  • the manipulation device is part of the adjustment device.
  • a permanently holding connection between the luminous means and the optical element is obtained. ment is produced at least indirectly.
  • the permanently retaining connection can be provided by mechanical means, but in particular it is advantageous if the permanently retaining connection is made with an adhesive.
  • a cavity is provided for this purpose, into which an extension protrudes, and the adhesive for producing the permanently holding connection can be entered into the cavity after the relative positioning between the illuminant and the optical element has been established, thus providing an interface between the light source Illuminant and the optical element forms.
  • the optical element is received on a heat sink via a printed circuit board, and the extension is located on the heat sink and protrudes into the cavity.
  • the cavity may be incorporated in a body, on which the optical element is formed, for example in the form of a reflector.
  • the cavity is designed so that in the clamped state of the light module in the adjustment device, the adhesive can be introduced into the cavity and can remain in the cavity due to gravity.
  • the adhesive is introduced through an injection feed into the cavity.
  • the injection supply may for example form a tube which is temporarily passed through the heat sink and / or through the extension and / or through the body to direct the adhesive through the tube and fill in the cavity.
  • the cavity can be introduced, for example, in the body, which is located below the heat sink, to which in turn the extension is mounted, which projects into the cavity.
  • the injection supply can be passed through a channel which is introduced in the heat sink and which extends into the extension and at the end of the extension has an opening.
  • the adhesive is light-curing, in particular UV-curing, and after entering into the cavity, the adhesive can be irradiated with light to trigger a curing process of the adhesive and in particular to accelerate. After curing of the adhesive, the position of the optical element relative to the bulb is thus adjusted and frozen in some way, so that it does not change.
  • the advantage of the adhesive solution is to be seen in particular in that the adjustment of the relative arrangement between the lighting means and the optical element by the manipulation device can be made powerless.
  • the arrangement of the extension and a cavity filled with adhesive may in particular also be present several times.
  • the method further provides that the light module is removed after curing of the adhesive from the adjustment device and wherein the light source is then put into operation again to illuminate the light detection device with light.
  • the invention is further directed to a light module mounted by a method as described above.
  • the at least indirect connection between the at least one luminous means and the optical element has at least one adhesive joint.
  • the invention is directed to an adjustment device for carrying out the method for mounting a light module according to claim 11.
  • the adjusting device has, in particular, a manipulation device for adjusting the relative arrangement between the luminous means and the optical element.
  • the adjustment device has an injection feed for supplying an adhesive for generating a permanently retaining connection between the light source and the optical element, for which the injection feeder is designed such that it through the heat sink and / or by the extension and / or by the Body is passed to fill the adhesive in the cavity.
  • FIG. 1 is a schematic view of the arrangement of a light module in an adjustment device with a switched on lighting means for illuminating a light detection device
  • FIG. 2 shows the view of the light module in arrangement in the adjustment device, wherein an adhesive device between the light-emitting means and the optical element is produced and
  • Fig. 3 taken from the adjustment device light module with finished adhesive joint between the lamp and the optical element.
  • the light module 1 shows a schematic view of the arrangement of a light module 1 in an adjustment device 13.
  • the light module 1 has, for example, a light source 10 which is put into operation and emits light 1 1.
  • the light-emitting means 10 is accommodated on a printed circuit board 23, which is fastened to a heat sink 22.
  • the heat sink 22 is in a fixed arrangement on the adjustment device 13.
  • the optical element 12 is formed by a mirror or a reflector, wherein the reflector is formed on a body 24.
  • the adjusting device 13 comprises a manipulation device 17, and the body 24 with the optical element 12 designed as a reflector is arranged on the manipulation device 17.
  • the light 1 1 generated by the light source 10 leaves the light mode 1 in a main axis and irradiates a light detection device 14.
  • the light 1 1 thereby generates a current light field 15, and the illustration shows by way of example that the light field 15 currently generated differs in position By way of example, a light-dark boundary is shown in an excessively high setting.
  • the light detection device 14 is connected to the manipulation device 17 via a control unit 18.
  • the lighting device 10 is initially switched on and thus the illumination of the light detection device 14, in which the light field 15 is generated. With the light detection device 14, a desired-actual deviation of the generated light field 15 with a required light field 16 is measured. These measured values are output to the control unit 18.
  • the control unit 18 transforms this deviation into control commands and sends them to the manipulation device 17, which changes the relative position of the body 24 and thus also of the optical element 12 to the illuminant 10 until the desired-actual deviation is minimal or zero. This is done by varying the light 1 1 in its propagation axis until an overlap occurs between the actually generated light field 15 and the required light field 16.
  • Figure 2 shows the arrangement of the light module 1 in the adjustment device 13, and the figure shows an extension 21 which is arranged on the heat sink 22, wherein the light-emitting means 10 is attached via the circuit board 23 on the heat sink 22.
  • the light-emitting means 10 consequently forms a rigid unit with the extension 21.
  • the body 24 has a cavity 20 into which the extension 21 of the heat sink 22 extends.
  • the cavity 20 serves to receive an adhesive 19, with which the extension 21 can be glued in the cavity 20. If an adjustment of the relative arrangement between the luminous means 10 and the optical element 12 has taken place, the body 24 is initially held with the manipulation device 17 of the adjusting device 13, while the adhesive 19 is, for example is input via an injection feeder 25 into the cavity 20.
  • the injection feed 25 advantageously extends through the extension 21, so that the adhesive 19 can be entered directly into the cavity 20.
  • the heat sink 22 is rigidly arranged relative to the body 24. Consequently, the arrangement of the light source 10 relative to the optical element 12 is also fixed, and the light module 1 can be removed from the adjustment device 13.
  • Figure 3 illustrates the light module 1 isolated, and the adhesive 19 is already solidified in the cavity 20, so that the heat sink 22 is also disposed relative to the body 24 is also rigid.
  • the light 1 1 can also be generated when the light module 1 is already isolated, so that a control of the minimum possible target deviation can be performed.
  • the light can again irradiate the light detection device 14 in a manner not shown in detail.
  • a light module 1 is provided which has an adhesive joint with an adhesive 19 at least indirectly in the arrangement between the light-emitting means 10 and the optical element 12, the light-emitting means 10 being precisely adjusted relative to the optical element 12 in a desired position.
  • the adhesive joint with the adhesive 19 forms a compensation gap of all accumulating tolerances in particular between the light source 10, the printed circuit board 23, the heat sink 22 and the optical element 12 on the body 24. Regardless of other tolerances can be by measuring the target-actual deviation the generated light field in comparison to a required light field allow a precise Einjus- days of the bulb 10 relative to the optical element 12.
  • the exact position is frozen as it were.
  • the end of the extension 21, which extends into the cavity 20 and thus immersed in the adhesive 19, is executed according to this illustrated variant with a thickening 26.
  • the cavity 20 be designed with a circumferential and inward-facing edge so that a positive connection between the adhesive 19 and the body 24 is formed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls (1) sowie ein Lichtmodul (1), das mittels eines solchen Verfahrens montiert ist, mit wenigstens einem Leuchtmittel (10) zur Aussendung von Licht (11) und mit wenigstens einem optischen Element (12) zur Strahlformung des Lichtes (11), wobei die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) einjustiert wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Anordnung des Lichtmoduls (1) in einer Justagevorrichtung (13), - Bereitstellen einer Lichterkennungseinrichtung (14), - Einschalten des Leuchtmittels (10) und Beleuchten der Lichterkennungseinrichtung (14) mit dem Licht (11), - Messen einer Soll-Ist-Abweichung eines mit dem Licht (11) erzeugten Lichtfeldes (15) zu einem geforderten Lichtfeld (16) und - Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem opti- schen Element (12), bis die Soll-Ist-Abweichung minimal oder Nul ist

Description

Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls für eine Beleuchtungseinrichtung Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls sowie ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung, das mittels eines solchen Verfahrens montiert ist, mit wenigstens einem Leuchtmittel zur Aussendung von Licht und mit wenigstens einem optischen Element zur Strahlformung des Lichtes, wobei die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element einjustiert wird.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 10 2012 106 313 A1 ist ein Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls mit wenigstens einem Leuchtmittel und einem optischen Element bekannt, und das Lichtmodul kann einjustiert werden, indem das optische Element, repräsentiert durch einen Reflektor, relativ zum Leuchtmittel einjustiert wird. Eine messtechnische Analyse der Abweichung zwischen einer Soll-Position und einer Ist-Position des Reflektors relativ zur Hableiterlichtquelle wird nicht näher beschrieben.
Aus der DE 10 2015 103 649 A1 ist ein Lichtmodul bekannt, mit dem ein Justagever- fahren ausgeführt werden kann, um die relative Anordnung zwischen einem Leuchtmittel und einem als Reflektor ausgeführten optischen Element so zu ändern, dass schließlich mit dem Leuchtmittel und dem optischen Element ein gefordertes Lichtfeld erzeugt werden kann. Die Verbindung zwischen dem optischen Element und dem Leuchtmittel umfasst dabei mechanische Elemente, die zueinander verstellt werden können.
Nachteilhafterweise sind die Justagemoglichkeiten durch ein einfaches mechanisches Einmessen der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element begrenzt, und eine Soll-Ist-Abweichung kann ohne Weiteres nicht auf die notwendige Genauigkeit bestimmt werden. Insbesondere dann, wenn die lichtabgebenden Öffnungsweiten der optischen Elemente immer kleiner werden und wenn der Abstand zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element immer weiter reduziert wird, sind erhöhte Genauigkeiten in der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element erforderlich, die weiterführende Montageverfahren erfordern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Montage eines Lichtmoduls, wobei die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element des Lichtmoduls auf eine möglichst hohe Genauigkeit einjustiert werden soll. Insbesondere soll eine Soll-Ist-Abweichung der relativen Anordnung möglichst minimal oder Null sein.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und ausgehend von einem Lichtmodul gemäß Anspruch 9 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Verfahren sieht dabei erfindungsgemäß wenigstens die folgenden Schritte vor: Anordnung des Lichtmoduls in einer Justagevorrichtung; Bereitstellen einer Lichterkennungseinrichtung; Einschalten des Leuchtmittels und Beleuchten der Lichterkennungseinrichtung mit dem Licht; Messen einer Soll-Ist-Abweichung eines mit dem Licht erzeugten Lichtfeldes zu einem geforderten Lichtfeld und Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element, bis die Soll-Ist- Abweichung minimal oder Null ist.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die relative Anordnung zwischen dem wenigstens einem Leuchtmittel und wenigstens einem optischen Element unter Zuhilfenahme einer Lichterkennungseinrichtung vorzunehmen, und wenn das Licht des wenigstens einen Leuchtmittels eingeschaltet wird, kann eine Soll-Ist-Abweichung zwischen einem tatsächlichen Lichtfeld und einem geforderten Lichtfeld ermittelt werden. Aufgrund dieser Abweichung kann die Justagevorrichtung dazu angesteuert werden, die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element so zu verstellen, dass die Soll-Ist-Abweichung minimal oder Null wird. Das Verfahren umfasst dabei sowohl die Möglichkeit, das Leuchtmittel relativ zum optischen Element in der Lage zu verändern oder das optische Element relativ zum Leuchtmittel in der Lage zu verändern. Das Leuchtmittel und das optische Element müssen dabei nicht direkt miteinander in Verbindung stehen, und es können Zwischenelemente vorgesehen sein, die an der Verbindung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element beteiligt sind, beispielsweise Leiterplatten, Kühlkörper oder dergleichen.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element mittels einer Manipulationseinrichtung der Justagevorrichtung ausgeführt wird. Die Justagevorrichtung weist dabei vorzugsweise selbst die Manipulationseinrichtung auf, und die Manipulationseinrichtung dient dazu, die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element zu verstellen. Beispielsweise kann die Manipulationseinrichtung ein Aufnahmemittel umfassen, mit dem das optische Element, beispielsweise jedoch auch das Leuchtmittel, vorübergehend aufgenommen wird, bis die Lage des optischen Elementes bzw. des Leuchtmittels solange verändert wurde, bis die Soll-Ist-Abweichung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element Null ist.
Mit weiterem Vorteil ist eine Steuereinheit vorgesehen, und die Ansteuerung der Manipulationseinrichtung wird mittels der Steuereinheit ausgeführt, wobei die mit der Lichterkennungseinrichtung erkannte Soll-Ist-Abweichung als Eingangsgröße an die Steuereinheit ausgegeben wird. Die Steuereinheit dient dabei insbesondere dazu, die Soll-Ist-Abweichung zwischen einem aktuell erzeugten Lichtfeld und einem geforderten Lichtfeld als Eingangsgröße aufzunehmen und in Steuerbefehle umzuwandeln, mit denen die Manipulationseinrichtung angesteuert wird. Die Lichterkennungseinrichtung und/oder die Steuereinheit können dezentral zur Justagevorrichtung aufgebaut sein, insbesondere um einen notwendigen Abstand zwischen dem Lichtmodul und dem aufgenommenen Lichtfeld vorzusehen, es ist jedoch auch denkbar, dass die Justagevorrichtung, die Steuereinheit und die Lichterkennungseinrichtung baueinheitlich ausgeführt sind. Insbesondere ist die Manipulationseinrichtung Bestandteil der Justagevorrichtung.
Als weiterer erfindungsgemäßer Schritt ist vorgesehen, dass nach der Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element eine dauerhaft haltende Verbindung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Ele- ment wenigstens mittelbar hergestellt wird. Die dauerhaft haltende Verbindung kann dabei mit mechanischen Mitteln vorgesehen sein, insbesondere ist es jedoch von Vorteil, wenn die dauerhaft haltende Verbindung mit einem Klebstoff hergestellt wird.
Beispielsweise ist hierfür eine Kavität vorgesehen, in die ein Fortsatz hineinragt, und der Klebstoff zur Herstellung der dauerhaft haltenden Verbindung kann nach der Jus- tage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element in die Kavität eingegeben werden, die somit eine Schnittstelle zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element bildet. Beispielsweise ist das optische Element über eine Leiterplatte an einem Kühlkörper aufgenommen, und der Fortsatz befindet sich am Kühlkörper und ragt in die Kavität hinein. Die Kavität kann dabei in einem Körper eingebracht sein, an dem auch das optische Element ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines Reflektors. Dabei besteht alternativ auch die Möglichkeit, die Kavität im Kühlkörper auszubilden, und der Körper, an dem das optische Element ausgebildet ist, kann den Fortsatz umfassen. Vorteilhaft ist die Kavität so ausgebildet, dass im eingespannten Zustand des Lichtmoduls in der Justagevorrichtung der Klebstoff in die Kavität eingebracht werden und schwerkraftbedingt auch in dieser verbleiben kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Klebstoff durch eine Injektionszuführung in die Kavität eingegeben. Hierfür kann die Injektionszuführung beispielsweise ein Röhrchen bilden, das vorübergehend durch den Kühlkörper und/oder durch den Fortsatz und/oder durch den Körper hindurchgeführt wird, um den Klebstoff durch das Röhrchen zu leiten und in die Kavität zu füllen. Die Kavität kann beispielsweise im Körper eingebracht sein, der sich unterhalb des Kühlkörpers befindet, an dem wiederum der Fortsatz angebracht ist, der in die Kavität hineinragt. So kann mit besonderem Vorteil von oben die Injektionszuführung durch einen Kanal geleitet werden, der im Kühlkörper eingebracht ist und der sich bis in den Fortsatz hinein erstreckt und am Ende des Fortsatzes eine Öffnung aufweist. Wird der Klebstoff nun durch die röhrchenartige Injektionszuführung geleitet, so kann dieser in die Kavität gefüllt werden, in der der Klebstoff anschließend schwerkraftbedingt verbleibt, da die Kavität nur nach oben in Richtung zum Kühlkörper eine Öffnung aufweist. Auf diese Weise können innenliegende Kavitäten mit Klebstoff befüllt werden, die im Allgemeinen nicht zugänglich sind. Ein wesentlicher Vorteil ist dabei zudem die Störunanfälligkeit des Verfahrens zur Klebstoffzufuhr, da keine Tropfmengen entstehen können, die zu beseitigen wären.
Mit weiterem Vorteil ist der Klebstoff lichtaushärtend, insbesondere UV-aushärtend, und nach dem Eingeben in die Kavität kann der Klebstoff mit Licht bestrahlt werden, um einen Härteprozess des Klebstoffs auszulösen und insbesondere zu beschleunigen. Nach Aushärten des Klebstoffs ist die Position des optischen Elementes relativ zum Leuchtmittel folglich eingestellt und in gewisser Weise eingefroren, sodass sich diese nicht mehr ändert. Der Vorteil der Klebstofflösung ist insbesondere darin zu sehen, dass die Verstellung der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element durch die Manipulationseinrichtung kraftlos erfolgen kann. Die Anordnung des Fortsatzes und einer mit Klebstoff gefüllten Kavität kann insbesondere auch mehrfach vorhanden sein.
Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass das Lichtmodul nach dem Aushärten des Klebstoffes aus der Justagevorrichtung entnommen wird und wobei das Leuchtmittel anschließend erneut in Betrieb genommen wird, um die Lichterkennungseinrichtung mit Licht zu beleuchten. Damit erfolgt in gewisser Weise eine Kontrolle, ob das Lichtmodul mit dem Leuchtmittel und dem optischen Element derart richtig montiert sind, dass die Soli-Ist-Abweichung zwischen dem tatsächlich erzeugbaren Lichtfeld und dem geforderten Lichtfeld möglichst minimal oder Null ist, auch wenn sich das Lichtmodul nicht mehr in der Justagevorrichtung befindet.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Lichtmodul, das mit einem vorstehend beschriebenen Verfahren montiert wurde. Dabei weist die wenigstens mittelbare Verbindung zwischen dem wenigstens einen Leuchtmittel und dem optischen Element zumindest eine Klebefuge auf.
Ferner richtet sich die Erfindung auf eine Justagevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur Montage eines Lichtmoduls gemäß Anspruch 1 1 . Die Justagevorrichtung weist insbesondere eine Manipulationseinrichtung zum Justieren der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element auf. Mit weiterem Vorteil weist die Justagevorrichtung eine Injektionszuführung zur Zufuhr eines Klebstoffes zur Erzeugung einer dauerhaft haltenden Verbindung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element auf, wofür die Injektionszuführung so ausgestaltet ist, dass diese durch den Kühlkörper und/oder durch den Fortsatz und/oder durch den Körper hindurchführbar ist, um den Klebstoff in die Kavität zu füllen.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anordnung eines Lichtmoduls in einer Justagevorrichtung mit eingeschaltetem Leuchtmittel zur Beleuchtung einer Lichterkennungseinrichtung,
Fig. 2 die Ansicht des Lichtmoduls in Anordnung in der Justagevorrichtung, wobei eine Klebevorrichtung zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element hergestellt wird und
Fig. 3 das aus der Justagevorrichtung entnommene Lichtmodul mit fertiger Klebefuge zwischen dem Leuchtmittel und dem optischen Element.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht der Anordnung eines Lichtmoduls 1 in einer Justagevorrichtung 13. Das Lichtmodul 1 weist beispielhaft ein Leuchtmittel 10 auf, das in Betrieb genommen wird und Licht 1 1 emittiert. Das Leuchtmittel 10 ist auf einer Leiterplatte 23 aufgenommen, welche an einem Kühlkörper 22 befestigt ist. Der Kühlkörper 22 befindet sich in fester Anordnung an der Justagevorrichtung 13.
Das optische Element 12 wird durch einen Spiegel oder einen Reflektor gebildet, wobei der Reflektor an einem Körper 24 ausgebildet ist. Die Justagevorrichtung 13 um- fasst eine Manipulationseinrichtung 17, und der Körper 24 mit dem als Reflektor ausgebildeten optischen Element 12 ist an der Manipulationseinrichtung 17 angeordnet. Das vom Leuchtmittel 10 erzeugte Licht 1 1 verlässt in einer Hauptachse das Lichtmo- dui 1 und bestrahlt eine Lichterkennungseinrichtung 14. Das Licht 1 1 erzeugt dabei ein aktuelles Lichtfeld 15, und die Darstellung zeigt beispielhaft, dass das aktuell erzeugte Lichtfeld 15 in der Lage abweicht von einem geforderten Lichtfeld 16. Beispielhaft ist dabei eine Hell-Dunkel-Grenze in einer zu hohen Einstellung gezeigt.
Die Lichterkennungseinrichtung 14 ist über eine Steuereinheit 18 mit der Manipulationseinrichtung 17 verbunden.
Wird das Verfahren zur Montage des Lichtmoduls 1 ausgeführt, so erfolgt zunächst die Einschaltung des Leuchtmittels 10 und damit die Beleuchtung der Lichterkennungseinrichtung 14, in dem das Lichtfeld 15 erzeugt wird. Mit der Lichterkennungseinrichtung 14 wird eine Soll-Ist-Abweichung des erzeugten Lichtfeldes 15 mit einem geforderten Lichtfeld 16 gemessen. Diese Messwerte werden an die Steuereinheit 18 ausgegeben. Die Steuereinheit 18 transformiert diese Abweichung in Steuerbefehle und sendet diese an die Manipulationseinrichtung 17, die die relative Lage des Körpers 24 und damit auch des optischen Elementes 12 zum Leuchtmittel 10 solange verändert, bis die Soll-Ist-Abweichung minimal oder Null ist. Dies erfolgt dadurch, dass das Licht 1 1 in seiner Ausbreitungsachse variiert wird, bis eine Überdeckung stattfindet zwischen dem tatsächlich erzeugten Lichtfeld 15 und dem geforderten Lichtfeld 16.
Figur 2 zeigt die Anordnung des Lichtmoduls 1 in der Justagevorrichtung 13, und die Abbildung zeigt einen Fortsatz 21 , der am Kühlkörper 22 angeordnet ist, wobei das Leuchtmittel 10 über die Leiterplatte 23 am Kühlkörper 22 befestigt ist. Das Leuchtmittel 10 bildet folglich mit dem Fortsatz 21 eine starre Einheit.
Der Körper 24 weist eine Kavität 20 auf, in die sich der Fortsatz 21 des Kühlkörpers 22 hinein erstreckt. Die Kavität 20 dient zur Aufnahme eines Klebstoffes 19, mit dem der Fortsatz 21 in der Kavität 20 verklebt werden kann. Hat eine Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel 10 und dem optischen Element 12 stattgefunden, so wird zunächst noch der Körper 24 mit der Manipulationseinrichtung 17 der Justagevorrichtung 13 gehalten, während der Klebstoff 19 beispielsweise über eine Injektionszuführung 25 in die Kavität 20 eingegeben wird. Die Injektionszuführung 25 erstreckt sich dabei vorteilhaft durch den Fortsatz 21 hindurch, sodass der Klebstoff 19 unmittelbar in die Kavität 20 eingegeben werden kann.
Nach einer Trocknung des Klebstoffes 19 ist folglich der Kühlkörper 22 starr angeordnet zum Körper 24. Folgerichtig ist auch die Anordnung des Leuchtmittels 10 relativ zum optischen Element 12 fixiert, und das Lichtmodul 1 kann aus der Justagevorrich- tung 13 entnommen werden.
Figur 3 stellt das Lichtmodul 1 vereinzelt dar, und der Klebstoff 19 ist in der Kavität 20 bereits erstarrt, sodass der Kühlkörper 22 relativ zum Körper 24 ebenfalls starr angeordnet ist. Durch eine erneute Inbetriebnahme des Leuchtmittels 10 kann das Licht 1 1 auch erzeugt werden, wenn das Lichtmodul 1 bereits vereinzelt ist, sodass eine Kontrolle der möglichst minimalen Soll-Ist-Abweichung durchgeführt werden kann. Hierbei kann das Licht auf nicht näher gezeigte Weise erneut die Lichterkennungseinrichtung 14 bestrahlen. Im Ergebnis wird ein Lichtmodul 1 bereitgestellt, das wenigstens in mittelbarer Anordnung zwischen dem Leuchtmittel 10 und dem optischen Element 12 eine Klebefuge mit einem Klebstoff 19 aufweist, wobei das Leuchtmittel 10 relativ zum optischen Element 12 in einer Soll-Position exakt einjustiert ist. Die Klebefuge mit dem Klebstoff 19 bildet dabei eine Ausgleichsfuge sämtlicher sich aufsummierender Toleranzen insbesondere zwischen dem Leuchtmittel 10, der Leiterplatte 23, dem Kühlkörper 22 sowie dem optischen Element 12 am Körper 24. Ungeachtet sonstiger Toleranzen lässt sich durch die Messung der Soll-Ist-Abweichung des erzeugten Lichtfeldes im Vergleich zu einem geforderten Lichtfeld eine genaue Einjus- tage des Leuchtmittels 10 relativ zum optischen Element 12 ermöglichen.
Durch das Erstarren des Klebstoffes 19 wird die genaue Position gewissermaßen eingefroren. Das Ende des Fortsatzes 21 , der sich in die Kavität 20 hinein erstreckt und damit in den Klebstoff 19 eintaucht, ist gemäß dieser dargestellten Variante mit einer Verdickung 26 ausgeführt. Damit ergibt sich zusätzlich zur Adhäsionswirkung des Klebstoffes ein Formschluss des Fortsatzes 21 mit dem Klebstoff, sodass eine noch höhere Verbindungsfestigkeit zwischen dem Kühlkörper 22 und dem Körper 24 erreicht werden kann. Insbesondere besteht auch noch die Möglichkeit, die Kavität 20 mit einem umlaufenden und nach innen weisenden Rand so auszuführen, dass ein Formschluss zwischen dem Klebstoff 19 und dem Körper 24 entsteht.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
I Lichtmodul
10 Leuchtmittel
I I Licht
12 optisches Element
13 Justagevorrichtung
14 Lichterkennungseinnchtung
15 Lichtfeld
16 Lichtfeld
17 Manipulationseinrichtung
18 Steuereinheit
19 Klebstoff
20 Kavität
21 Fortsatz
22 Kühlkörper
23 Leiterplatte
24 Körper
25 Injektionszuführung
26 Verdickung

Claims

Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls für eine Beleuchtungseinrichtung Patentansprüche
1 . Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls (1 ) mit wenigstens einem Leuchtmittel (10) zur Aussendung von Licht (1 1 ) und mit wenigstens einem optischen Element (12) zur Strahlformung des Lichtes (1 1 ), wobei die relative Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) einjustiert wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:
- Anordnung des Lichtmoduls (1 ) in einer Justagevorrichtung (13),
- Bereitstellen einer Lichterkennungseinrichtung (14),
- Einschalten des Leuchtmittels (10) und Beleuchten der Lichterkennungseinrichtung (14) mit dem Licht (1 1 ),
- Messen einer Soll-Ist-Abweichung eines mit dem Licht (1 1 ) erzeugten Lichtfeldes (15) zu einem geforderten Lichtfeld (16) und
- Justieren der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12), bis die Soll-Ist-Abweichung minimal oder Null ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Justieren der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) mittels einer Manipulationseinrichtung (17) der Justagevorrichtung (13) ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuern ng der Manipulationseinrichtung (17) mittels einer Steuereinheit (18) ausgeführt wird, wobei die mit der Lichterkennungseinrichtung (14) erkannte Soll-Ist-Abweichung als Eingangsgröße an die Steuereinheit (18) ausgegeben wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass nach der Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) eine dauerhaft haltende Verbindung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) wenigstens mittelbar hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dauerhaft haltende Verbindung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) mittels einem Klebstoff (19) hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff
(19) zur Herstellung der dauerhaft haltenden Verbindung nach der Justage der relativen Anordnung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) in eine Kavität (20) eingegeben wird, in die ein Fortsatz (21 ) hineinragt, wobei die Kavität (20) und der Fortsatz (21 ) eine Schnittstelle zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) bilden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff
(19) durch eine Injektionszuführung (25) in die Kavität (20) eingegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionszuführung (25) ein Röhrchen bildet, das vorübergehend durch den Kühlkörper (22) und/oder durch den Fortsatz (21 ) und/oder durch den Körper (24) hindurchgeführt wird, um den Klebstoff (19) durch das Röhrchen zu leiten und in die Kavität (20) zu füllen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Klebstoff (19) nach dem Eingeben in die Kavität (20) mit Licht bestrahlt wird, um einen Härteprozess des Klebstoffes (19) auszulösen oder zu beschleunigen.
10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (1 ) nach dem Aushärten des Klebstoffes (19) aus der Justagevorrichtung (13) entnommen wird und wobei das Leuchtmittel (10) erneut in Betrieb genommen wird, um die Lichterkennungseinrichtung (14) mit Licht (1 1 ) zu beleuchten.
1 1 . Lichtmodul (1 ), montiert mit einem Verfahren nach einem der vorgenannten
Ansprüche.
12. Lichtmodul (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens mittelbare Verbindung zwischen dem wenigstens einen Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12) eine Klebefuge aufweist.
13. Justagevorrichtung (13) zur Ausführung des Verfahrens gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 10 zur Montage eines Lichtmoduls (1 ) gemäß Anspruch 1 1 .
14. Justagevorrichtung (13) nach Anspruch 13, aufweisend eine Manipulationseinrichtung (17) zum Justieren der relativen Anordnung zwischen dem
Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12).
15. Justagevorrichtung (13) nach Anspruch 13 oder 14, aufweisend eine Injektionszuführung (25) zur Zufuhr eines Klebstoffes (19) zur Erzeugung einer dauerhaft haltenden Verbindung zwischen dem Leuchtmittel (10) und dem optischen Element (12), wofür die Injektionszuführung (25) so ausgestaltet ist, dass diese durch den Kühlkörper (22) und/oder durch den Fortsatz (21 ) und/oder durch den Körper (24) hindurchführbar ist, um den Klebstoff (19) in die Kavität (20) zu füllen.
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