專利名稱：具有發(fā)光二極管和用于安裝光學(xué)元件的固定銷的發(fā)光模塊的制作方法
具有發(fā)光二極管和用于安裝光學(xué)元件的固定銷的發(fā)光棋塊 提供一種發(fā)光棋塊.
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種可以特別簡(jiǎn)單制造的發(fā)光模塊.
根據(jù)所述發(fā)光棋塊的至少一個(gè)實(shí)施方式,所述發(fā)光模塊具有一個(gè) 安裝在一個(gè)栽體上的光源.所述光源例如可以涉及一個(gè)或者多個(gè)發(fā)光 二極管芯片.
所述栽體例如具有用于電連接所述光源的連接位置和印制線路. 此外，所述栽體優(yōu)選地適用于導(dǎo)出所迷光源工作時(shí)產(chǎn)生的熱.因此所
述栽體優(yōu)選地具有良好的導(dǎo)熱性，例如所述栽體涉及印刷電路板(PCB printed circuit board' PCB印刷電路板)或者金屬芯板.
根據(jù)所述發(fā)光棋塊的至少一個(gè)實(shí)施方式所述棋塊具有一個(gè)有閨定 銷的光學(xué)元件.就是說，在所述光學(xué)元件上安放至少一個(gè)固定銷，或 者所述光學(xué)元件與至少一個(gè)固定銷構(gòu)成為整體.優(yōu)選地所述光學(xué)元件 的所述固定銷接合在栽體的對(duì)應(yīng)空穴中.就是說，所述栽體具有空穴， 例如孔,所述光學(xué)元件的固定銷可以接合在該空穴中.在此，優(yōu)逸的 是所述光學(xué)元件安排在所述栽體上,使得至少一部分由所述光源在工 作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射穿過所述光學(xué)元件并且光學(xué)地受其影響.
根據(jù)所述發(fā)光棋塊的至少一個(gè)實(shí)施方式,所述發(fā)光模塊包含光 源、用于所迷光源的栽體和光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件具有固定銷， 所述固定銷接合在所述的對(duì)應(yīng)的空穴中.
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，設(shè)置所述閨定銷用于在所述栽 體上調(diào)整所迷光學(xué)元件.就是說所述固定銷起調(diào)整管腳的作用，用之 可以相對(duì)于所述光源調(diào)整所述光學(xué)元件.例如所述光學(xué)元件以所述光 源為中心。優(yōu)選地將所述栽體的空穴的形狀、大小和排列以及所述光 學(xué)元件的固定銷的形狀、大小和排列相互調(diào)準(zhǔn),使得通過在所述空穴 中簡(jiǎn)單插入或者壓入所述固定銷就可以進(jìn)行所述光學(xué)元件相對(duì)于所迷 光源的準(zhǔn)確調(diào)整.
所述發(fā)光模塊的這種實(shí)施方式使得能夠以微小的技術(shù)耗費(fèi)和較高 的精確性把所迷光學(xué)元件安裝在栽體上.光學(xué)元件與栽體之間的機(jī)械
連接例如可以通過設(shè)置在所述光學(xué)元件與所述載體之間的粘合劑達(dá) 到，譬如通過一種粘膠。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述固定銷提供所述光學(xué)元件 與所述載體之間的機(jī)械連接。這例如可以通過把光學(xué)元件的所述固定 銷壓配合到所述載體的所述空穴中達(dá)到。所述空穴的橫向長(zhǎng)度，就是 說例如所述空穴的直徑，在此選擇得剛好稍小于所述固定銷的橫向長(zhǎng) 度，例如小于所述固定銷的直徑。通過機(jī)械地把所述固定銷壓入所述 載體的對(duì)應(yīng)空穴中，出現(xiàn)所述光學(xué)元件與所述載體之間的機(jī)械上牢固 的連接。附加地，例如可以在所述光學(xué)元件與載體之間再設(shè)置一種粘 合劑，所述粘合劑附加地提供所述發(fā)光模塊的這兩個(gè)元件之間的機(jī)械 連接。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的所述固定銷設(shè) 置調(diào)整所述發(fā)光模塊。為此優(yōu)選的是把所述固定銷設(shè)計(jì)得長(zhǎng)到它穿過 所述載體的空穴抵達(dá)所述載體的面對(duì)所述光學(xué)元件的一側(cè)。以此方式 所述光學(xué)元件的固定銷可以起整個(gè)模塊的固定銷的作用。由此例如可 以相對(duì)于一個(gè)模塊支座調(diào)整所述模塊。
所述模塊支座例如可以涉及一種冷卻體，所述冷卻體還可以包含 散熱片。所述模塊支座至少在一個(gè)為安裝所述發(fā)光模塊而設(shè)置的表面 上具有空穴，所述光學(xué)元件的所述固定銷可以接合在該空穴中。為了 在所述模塊支座上機(jī)械地固定所述發(fā)光模塊，可以在所述發(fā)光模塊與 模塊支座之間設(shè)置粘合劑。然而也可以借助于至少一個(gè)螺絲把所述發(fā) 光模塊固定在所述模塊支座上。
通過準(zhǔn)確地相對(duì)于一個(gè)模塊支座調(diào)整所述發(fā)光模塊還可以同時(shí)進(jìn) 行所述發(fā)光模塊相對(duì)于可以與所述模塊支座連接的另一個(gè)光學(xué)元件的 調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的所述固定銷用 于機(jī)械固定所述模塊。就是說，所述固定銷穿過所述載體的所述空穴 而達(dá)到所述載體的面對(duì)所述光學(xué)元件的一側(cè)。于是，把所述發(fā)光模塊 安放在一個(gè)模塊支座上，所述模塊支座具有與所述固定銷對(duì)應(yīng)的空 穴，所述固定銷接合于該空穴中。所述空穴和所述固定銷的橫向長(zhǎng)度 相互匹配，使得通過把所述發(fā)光模塊壓在所述模塊支座上就可以在所 述模塊支座與所述發(fā)光模塊之間出現(xiàn)機(jī)械上牢固的連接。就是說，所
述發(fā)光模塊可以借助于所述固定銷通過壓配合來與所述模塊支座連 接。此外還可以附加地借助于一種粘合劑譬如粘膠或者用至少一個(gè)螺 絲把所述發(fā)光模塊固定在所述模塊支座上。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的所述固定銷還 適用于調(diào)整置于所述模塊之后的另一個(gè)光學(xué)元件。所述另一個(gè)光學(xué)元 件涉及次級(jí)光學(xué)部件，例如一個(gè)投影透鏡。由此，至少一部分穿過所 述發(fā)光模塊的所述光學(xué)元件的光輻射隨后穿過所述次級(jí)光學(xué)部件并且 在光學(xué)上受之影響。
所述發(fā)光模塊的所述光學(xué)元件在該實(shí)施方式優(yōu)選具有至少一個(gè)固 定銷，所述至少一個(gè)固定銷沿所述次級(jí)光學(xué)部件的方向延伸，也就是 說例如背離所述載體。于是所述次級(jí)光學(xué)部件具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的空穴， 所述固定銷可以接合于該空穴中。在此，所述固定銷既沿載體方向延 伸也沿次級(jí)光學(xué)部件方向延伸，從而同一個(gè)固定銷既用于相對(duì)于所述 載體調(diào)整所述光學(xué)元件，也用于相對(duì)于所述發(fā)光模塊調(diào)整所述次級(jí)光 學(xué)部件。然而也可以是，所述光學(xué)元件具有適用于調(diào)整所述光學(xué)元件 的固定銷，以及用于調(diào)整所述次級(jí)光學(xué)部件的其它固定銷。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的所述固定銷用 于機(jī)械地固定所述另一個(gè)光學(xué)元件。這例如可以借助于一種壓配合進(jìn) 行，如前文已經(jīng)說明的那樣。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，設(shè)置其它的固定銷來用于把所 述發(fā)光模塊安裝在一個(gè)模塊支座上，譬如安裝在一個(gè)冷卻體上，和/或 設(shè)置固定銷用于把所述光學(xué)元件的一個(gè)透鏡體安裝在所述光學(xué)元件的 一個(gè)支座中。此外這些固定銷還可以分開地設(shè)置、形成在所述光學(xué)元 件上、透鏡體上或者所述支座上，或者還可以與前述光學(xué)元件的固定 銷重合。
總之，所說明的發(fā)光模塊主要地利用借助于安放在所述光學(xué)元件 上或者與所述光學(xué)元件整體地形成的固定銷可以相對(duì)于光源精確地調(diào) 整所述光學(xué)元件的思想。此外還可以借助于同一固定銷或者其它固定 銷相對(duì)于一個(gè)模塊支座和/或一個(gè)次級(jí)光學(xué)部件來調(diào)整發(fā)光模塊。總之 就是以特別簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生一種非常準(zhǔn)確調(diào)整的光學(xué)排列，其中第一 光學(xué)元件和必要時(shí)的另一個(gè)光學(xué)元件置于一個(gè)光源之后。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的固定銷
的橫截面構(gòu)成為星形。就是說，固定銷的至少接合到所述載體的一個(gè) 對(duì)應(yīng)空穴中的端部具有星形的橫截面。以這樣的方式可以特別良好地 平衡尺寸精確度中的起伏，即例如所述載體的空穴的橫向長(zhǎng)度中的起 伏或者所述固定銷的橫向長(zhǎng)度中的起伏。在此其認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)是，與例如 構(gòu)成為有平滑的外殼面的全圓柱形的固定銷相比，構(gòu)成為星形的固定 銷可以更好地匹配它所壓入其中的空穴。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的至少一 個(gè)固定銷沿所述固定銷具有可變的直徑。例如沿所述固定銷這樣改變 所述直徑，使之匹配于所述載體的空穴、所述模塊支座和/或所述次級(jí) 光學(xué)部件的不同的直徑。還可以以所述光學(xué)元件好《象立于沿所述光學(xué) 元件延伸的支腳上的方式構(gòu)成所述固定銷。這樣一個(gè)固定銷的例如接 合到 一個(gè)載體的空穴中的末端可以具有比其余固定銷小的直徑。此外 所述固定銷的橫截面還可以沿軸向方向連續(xù)地改變。于是把所述固定 銷實(shí)施成平截頭角錐體或者平截頭圓錐體。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，圍繞至少一個(gè)固定銷安 排例如粘合劑的存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器例如可以構(gòu)成為包圍所述固定銷 的槽的形式。如果借助于一種粘合劑如一種粘膠把所述光學(xué)元件固定 在所述載體上，則所述槽適用于接收多余的粘合劑。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件包含一個(gè) 支座和一個(gè)透鏡體。在此所述支座適用于機(jī)械地保持所述透鏡體。優(yōu) 選的是，所述光學(xué)元件的固定銷安放在所述支座上，或者與所述支座 整體地構(gòu)成。所述透鏡體產(chǎn)生所述光學(xué)元件的真正的光學(xué)部件。所述 透鏡體例如適用于對(duì)穿過它的光束成型。所述支座優(yōu)選地以它盡可能 地不影響、或者幾乎不影響所述透鏡體的光學(xué)特性的方式安放在所述 透鏡體上或者與所述透鏡體連接。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述透鏡體實(shí)施為朝著 所述光源漸細(xì)的聚光器。根據(jù)所述模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述透
鏡體可以至少按位置地按照至少一個(gè)下述光學(xué)基本元件的方式構(gòu)成 組合的拋物線聚光器(CPC陽compound parabolic concentrator )、組 合的橢圓聚光器(CEC-compound elliptic concentrator )、組合的雙 曲線聚光器(CHC畫compound hyperbolic concentrator )。 就是說， 所述光學(xué)元件的側(cè)面至少按位置根據(jù)這些光學(xué)基本元件之一的方式形
成。此外還可以是所述聚光器至少按位置地根據(jù)朝著所述光源漸細(xì)的 平截頭角錐體或者平截頭圓錐體的方式形成。所述透鏡體可以構(gòu)成為 實(shí)心體。然而還可以通過一種空心體給出所述透鏡體，所述空心體的 內(nèi)壁構(gòu)成為可以反射，例如可反射的涂層。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的透鏡體
包含一個(gè)光出射面，所述光出射面可以以下述方式彎曲球面、非球 面、橢圓面。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的透鏡體 構(gòu)成為實(shí)心體的。于是所述透鏡體優(yōu)選地含有一種透明材料。在所述 透鏡體的側(cè)面上的反射優(yōu)選地通過全反射進(jìn)行。優(yōu)選的是所述透鏡體 含有一種透明的塑料或者由這樣一種材料組成。特別優(yōu)選的是所述透 鏡體含有以下材料之一或者由這些材料之一組成PMMA、 PMMI、 PC、聚碳酸酯樹脂、APEC、玻璃。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的支座在 側(cè)面包含所述透鏡體。在此所述支座框形地圍繞所述光源。所述透鏡 體坐落在所述支座上，形成在所述支座上，或者以其它的方式固定在 所述支座上。在所述支座上可以形成接合到所述載體的對(duì)應(yīng)空穴中的 固定銷。支座和透鏡體可以構(gòu)成為一體。就是說它們整體地相互連接。 然而，所述光學(xué)元件也可以多件地構(gòu)成。于是，所述支座是一個(gè)單獨(dú) 的元件，在其中可以插入、放入、夾住或者粘接所述透鏡體。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的支座具 有按位置彎曲的側(cè)面。對(duì)此，所述支座例如可以至少按位置地以一個(gè) 空心圓柱的方式構(gòu)成。在此，以一個(gè)空心圓柱的方式指的是，所述支 座的側(cè)壁至少按位置地以一個(gè)具有圓形的、橢圓形的或者卵形的基礎(chǔ) 面的圓柱方式彎曲。于是所述支座的側(cè)壁也可以按位置地平坦地，也 就是說無彎曲地構(gòu)成。所述支座的側(cè)壁的這些平坦區(qū)域例如可以使所 述光學(xué)元件的安裝和制造更為方便。
樣一種支座補(bǔ)償?shù)恼J(rèn)識(shí)。如果在所述光源^作時(shí);斤述光學(xué)元件受熱:
從而固定在所述載體上的支座向背離所述載體的方向膨脹。所述透鏡 體優(yōu)選地固定在所述支座的背離所述載體的上側(cè)的至少兩個(gè)位置上。 因此它沿所述載體的方向背離所述支座表面地膨脹。優(yōu)選地所述支座
和透鏡體具有一個(gè)匹配的溫度膨脹系數(shù)。為此所述支座和透鏡體例如 可以用相同的材料組成。
以此方式補(bǔ)償所述支座背離所述載體的熱膨脹和所述透鏡體朝向 所述載體的熱膨脹。以此方式所述鏡體的光入射面到所述光源的間距 至少近似地保持恒定。
如果所述光學(xué)元件附加地具有至少按位置彎曲的側(cè)面，則還特別 有效地補(bǔ)償光學(xué)元件在一個(gè)與所述載體平行的平面中的熱張力。所述 光學(xué)元件的這種結(jié)構(gòu)形式使得能夠特別準(zhǔn)確地相對(duì)于一個(gè)光源將所述 光學(xué)元件定位在一個(gè)平行于所述載體的平面中，即使在所述模塊發(fā)熱 時(shí)也是這樣。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，盒狀地構(gòu)成所述光學(xué)元 件。就是說，例如按照一種盒子的方式形成所述光學(xué)元件的支座，所 述盒子也可以有彎曲的側(cè)面。所述支座優(yōu)選地從至少四個(gè)側(cè)面包繞安 排在所述載體上的所述光源。就是說，所述光學(xué)元件除了其光學(xué)特性 以外還產(chǎn)生保護(hù)所述光源免受機(jī)械負(fù)荷和污染的作用。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件單件地構(gòu) 成。就是說，所述光學(xué)元件的所有組成部分如固定銷、支座和透鏡體 整體地相互連接。于是所述光學(xué)元件的所有部件優(yōu)選地由同一材料組 成。在此情況下所述光學(xué)元件可以通過一種澆鑄工藝制造。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件多件地構(gòu) 成。就是說，所述光學(xué)元件的至少一個(gè)部件如固定銷、支座和透鏡體 與所述光學(xué)元件的其它組成部分分開地制造。在此情況下所述各個(gè)組 成部分也可以借助于壓鑄工藝制造。在此情況下還可以用不同的材料 制造不同的部件。此外還可以例如不透明地，而是有色地或者黑色地 構(gòu)成所述支座。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光源包含至少一個(gè) 發(fā)光二極管芯片。尤其優(yōu)選的是，所述光源包含許多薄膜結(jié)構(gòu)方式的 發(fā)光二極管芯片。
所述薄膜發(fā)光二極管可以有以下的特征
-在一個(gè)產(chǎn)生光束的外延層序列的朝向載體元件的第一主面上安放 或者構(gòu)成一個(gè)反射層，所述反射層把在所述外延層序列中產(chǎn)生的電磁 射線的至少一部分反射回所述外延層序列中。所述反射層例如涉及一
種布拉格鏡，尤其優(yōu)選的是涉及一種例如由一個(gè)薄層構(gòu)成的金屬鏡， 所述薄層至少包含銀、金、金鍺合金、鋁和鉑中的一種材料。
-所述外延層序列厚度在20 iu m或者以下范圍，優(yōu)選地在10 y m的 范圍。所述外延層序列為了產(chǎn)生電磁射線例如含有一個(gè)pn結(jié)、 一個(gè)單 個(gè)的量子諧振腔或者一個(gè)多重量子諧振腔結(jié)構(gòu)。在本申請(qǐng)的范疇內(nèi)所 述量子諧振腔結(jié)構(gòu)的名稱包含其中載流子由于夾雜("制約")經(jīng)受 其能態(tài)的量子化的那些結(jié)構(gòu)。尤其是，量子諧振腔的名稱不涉及對(duì)量 子化的維度的說明。從而它主要地包含量子槽、量子線、量子點(diǎn)和這 些結(jié)構(gòu)的每種組合。
所述外延層序列包含至少一個(gè)有至少一個(gè)面的半導(dǎo)體層，所述面 具有一種混雜的結(jié)構(gòu)，所述混雜結(jié)構(gòu)在理想的情況下導(dǎo)致光在所述外 延附生的外延層序列中產(chǎn)生幾乎遍歷性的分布，就是說它具有一種盡 可能遍歷性的隨機(jī)散射特性。
尤其有利的是，可以相對(duì)自由地選擇與一種生長(zhǎng)基底類似的載體 元件。從而所述載體在一些特性方面如電導(dǎo)率和/或?qū)崧驶蛘叻€(wěn)定性 方面，比生長(zhǎng)基底更加適用于該部件，該生長(zhǎng)基底在制造質(zhì)量高的外 延生長(zhǎng)的層序列時(shí)受到嚴(yán)格的限制。從而為了得到質(zhì)量高的外延層， 外延沉積的材料必須例如與所述生長(zhǎng)基底晶格匹配。
薄膜發(fā)光二極管芯片的基本原理例如說明于Schnitzer I.等著 "30% external quantum efficiency from surface textured LEDs"， Appl. Phys. Lett.，Okt 1993， Bd.63，2174-2176頁，其披露內(nèi)容引入本文作為參考。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述發(fā)光二極管芯片沒 有灌注材料。如果盒樣地構(gòu)成所述光學(xué)元件，并且所述發(fā)光二極管芯 片至少在四側(cè)上受到包繞，則尤其可以沒有灌注材料。以此方式所述 發(fā)光二極管芯片也不再使用灌注材料來抵御機(jī)械負(fù)荷和污染。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，在所述光源的發(fā)光二極 管芯片與所述光學(xué)元件的一個(gè)光入射面之間設(shè)置一個(gè)縫隙。該縫隙例 如用一種氣體填充，優(yōu)選地用空氣填充。
根據(jù)所述發(fā)光模塊的至少一個(gè)實(shí)施方式，所述發(fā)光模塊的光學(xué)元 件與所述光源的一個(gè)發(fā)光二極管芯片的灌注材料之間具有一個(gè)接觸 面。為此可以把所述光學(xué)元件的一個(gè)光入射面壓入所述發(fā)光二極管芯片的灌注材料中。在此，所述發(fā)光二極管芯片的灌注材料可以在安放 所述光學(xué)元件以后硬化，或者涉及一種軟的不必硬化的凝膠狀灌注材 料。
還可以首先用一種硬化的灌注材料灌注發(fā)光二極管芯片。接著可 以用另一種凝膠狀的灌注材料包裹已灌注的發(fā)光二極管芯片。優(yōu)逸的 是不完全硬化這種灌注材料。所述光學(xué)元件的光入射面在將所述光學(xué) 元件安裝在載體上時(shí)壓入到該凝膠狀灌注材料中。所述凝膠狀灌注材 料例如涉及一種耦連凝膠或者一種指數(shù)匹配凝膠。在此所述灌注材料 尤其良好地適用于產(chǎn)生發(fā)光二極管芯片與光學(xué)元件之間的光耦連，從 而在從光源發(fā)出的電磁射線入射到所述光學(xué)元件中時(shí)只有較小的折射 率階躍，甚至沒有折射率階躍。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件的光入射面與發(fā)光二極管
芯片的光出射面之間的間距最多為250jum，優(yōu)選的是最多200jum。 在所述光學(xué)元件與發(fā)光二極管之間的如此小的 一種間距使得能夠把從 發(fā)光二極管芯片發(fā)出的電磁射線的盡可能大的部分耦連進(jìn)所述光學(xué)元 件中。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，所述發(fā)光模塊是設(shè)置在光投影設(shè)備或者 汽車大燈例如前燈中的光源。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，所述光學(xué)元件具有至少兩個(gè)固定銷，所 述固定銷接合進(jìn)所述載體的對(duì)應(yīng)空穴中。以此方式可以在安裝所述光 學(xué)元件時(shí)特別有效地防止所述透鏡相對(duì)于光源扭轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是所述光 學(xué)元件具有三個(gè)或者四個(gè)接合進(jìn)所述載體的對(duì)應(yīng)空穴中的固定銷。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，為了固定所述光學(xué)元件把所述光學(xué)元件 粘接在所述載體上。此外還可以熱沖壓所述固定銷，并且以此方式將 所述光學(xué)元件固定在所述載體上。
所述發(fā)光模塊的其它優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)選實(shí)施方式和擴(kuò)展在以下參照附圖 說明的實(shí)施方式中得出。附圖中


圖1是一個(gè)發(fā)光模塊的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，所述發(fā)光模 塊具有一個(gè)光源、 一個(gè)光源的載體和一個(gè)光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元 件具有接合進(jìn)所述載體的對(duì)應(yīng)空穴中的固定銷，
圖2是所述發(fā)光模塊的光學(xué)元件的一個(gè)優(yōu)選單件構(gòu)成的光學(xué)元件 的實(shí)施例的示意性透視圖，
圖3是所述發(fā)光模塊的光學(xué)元件的一個(gè)優(yōu)選單件構(gòu)成的、框狀光 學(xué)元件的實(shí)施例的示意性透視圖，
圖4是具有星狀固定銷的發(fā)光模塊的優(yōu)選單件構(gòu)成的光學(xué)元件的 實(shí)施例的示意性透視圖，
圖5、 6、 7和8是按照聚光器的方式構(gòu)成的、部分地盒狀實(shí)施的優(yōu) 選單件構(gòu)成的光學(xué)元件的實(shí)施例的四個(gè)變例的示意性透視圖，
圖9a和9b是具有構(gòu)成為安裝在所述載體上的"支腳"的固定銷 的，按照聚光器的方式優(yōu)選單件構(gòu)成的一個(gè)光學(xué)元件的實(shí)施例的示意 性透視圖，其中所述固定銷橫向地安放在所述光學(xué)元件的光出射面 上，
圖10a和10b是具有一個(gè)透鏡體和一個(gè)支座的按照聚光器的方式
多件構(gòu)成的光學(xué)元件的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，
圖11和圖12是按照聚光器的方式單件構(gòu)成的、部分地盒狀實(shí)施的
一個(gè)優(yōu)選單件構(gòu)成的光學(xué)元件的實(shí)施例的兩個(gè)變例的示意性透視圖， 圖13a、 13b、 13c、 13d、 13e和13f是具有一個(gè)透鏡體和一個(gè)支座
的按照聚光器的方式多件構(gòu)成的光學(xué)元件或者一個(gè)對(duì)應(yīng)的發(fā)光模塊的 實(shí)施例的示意性透視圖，
圖14a、 14b和14c是具有包括一個(gè)透鏡體和一個(gè)支座的多件構(gòu)成 的光學(xué)元件的發(fā)光模塊的實(shí)施例的示意性透視圖，
圖15a、 15b、 15c、 15d、 15e和15f是具有包括一個(gè)透鏡體和一個(gè)
支座的多件構(gòu)成的光學(xué)元件的發(fā)光模塊的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視 圖，所述發(fā)光模塊安放在一個(gè)冷卻體形式的模塊支座上，
圖16a、 16b、 16c、 16d和16e是具有包括一個(gè)透鏡體和一個(gè)支座 的多件構(gòu)成的光學(xué)元件的發(fā)光模塊的實(shí)施例的示意性透視圖，
圖17a、 17b、 17c、 17d、 17e、 17f是按照聚光器的方式優(yōu)選單件 構(gòu)成的光學(xué)元件的一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)變例的示意性透視圖，所述聚光 器在光出射側(cè)形成一個(gè)框狀的、具有固定銷的支座，
圖18a、 18b、 18c、 18d是按照聚光器的方式優(yōu)選單件構(gòu)成的光學(xué) 元件的一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)變例的示意性透視圖，所述聚光器在光出射 側(cè)形成一個(gè)框狀的、具有固定銷的支座，
圖19a和19b是包含一個(gè)設(shè)置在載體上的LED芯片形式的光源的 一個(gè)發(fā)光模塊的示意性透視圖。
在這些實(shí)施例和附圖中相同的或者相同作用的部件分別用相同的 附圖標(biāo)記指代。附圖中示出的元件不必看作是按正確比例的，相反為 了方便理解各個(gè)部件可能部分過大地示出。
圖1示出本文說明的發(fā)光模塊的第一實(shí)施例的示意透視圖。圖1
示出一個(gè)固定在載體8上的光學(xué)元件1。載體8例如涉及一個(gè)具有線路 的印刷電路板，通過所述線路可以電連接所述光源。所述印刷電路板 例如由一種金屬核板給出，所述金屬核板可以含有良導(dǎo)熱材料，譬如 銅或者鋁。
光源例如涉及發(fā)光二極管芯片9,發(fā)光二極管芯片9可以安放在一 個(gè)陶瓷基底上。所述陶瓷基底優(yōu)選地具有貫通連接，例如通孔，經(jīng)所 述通孔所述發(fā)光二極管芯片9可以導(dǎo)電地與所述載體的線路連接。在 此，所述陶瓷基底優(yōu)選地含有以下材料的至少一種鋁氮化物、鋁氧 化物、玻璃陶資、玻璃、金屬。
所述光學(xué)元件具有一個(gè)支座5和一個(gè)透鏡體6。在圖1所示的實(shí)施 例中，支座5和透鏡體6單件地構(gòu)成。為此例如光學(xué)元件l借助于一種 澆鑄工藝或者加壓注塑工藝制造。光學(xué)元件1的透鏡體6例如由向著發(fā) 光二極管芯片9漸細(xì)的聚光器給出。就是說每一個(gè)聚光器的截面積沿 發(fā)光二極管芯片9的方向縮小。
如前文所說明，在此透鏡體6的側(cè)面至少按位置地按下列至少一 種光學(xué)元件的方式構(gòu)成CPC、 CHC、 CEC、平截頭角錐體透鏡、平 截頭圓錐體透鏡。透鏡體6可以構(gòu)成為其內(nèi)壁涂覆一種反射材料的空 心體，所述反射材料適用于反射至少一大部分發(fā)光二極管芯片9在工 作時(shí)產(chǎn)生的電磁射線。優(yōu)選地用一種金屬涂覆透鏡體6的內(nèi)側(cè)。
鏡體6可以用作減少發(fā)散、形成光束、和/或充分混合穿過它的光束。
光學(xué)元件1的一個(gè)光出射面3沿光束方向置于透鏡體6之后。所述 光出射面例如由一個(gè)透明的板給出，所述透明的板由一種具有與支座5 和透鏡體6相同的熱膨脹系數(shù)的材料制造。優(yōu)選的是所述板由與所述 光學(xué)元件的其余組成部分相同的材料制造。為此光出射面3例如可以 與光學(xué)元件1的其余元件一起單件地構(gòu)成。
光學(xué)元件1具有固定銷2。固定銷2優(yōu)選地與支座5整體地構(gòu)成。 優(yōu)選的是，所述固定銷與支座5和透鏡體6—起用一種澆鑄工藝制造。
在圖1所示的實(shí)施例中光學(xué)元件l有三個(gè)固定銷。所述固定銷涉及
接合進(jìn)載體8的對(duì)應(yīng)空穴中的調(diào)整銷。為了機(jī)械地固定在載體8上可以 在支座5與載體8之間的界面上用粘合劑把光學(xué)元件1膠粘在載體8 上。作為可供選擇的替代方案，或者附加地，還可以借助于固定銷2 通過壓配合把光學(xué)元件1與載體8機(jī)械連接。就是說載體8的空穴具有 稍小于固定銷1的直徑。于是在把固定銷2機(jī)械地壓進(jìn)所述載體的空穴 中的時(shí)候，同時(shí)為了調(diào)整進(jìn)行所述光學(xué)元件在所述載體上的機(jī)械固 定。
在圖1所示的實(shí)施例中盒形地構(gòu)成光學(xué)元件1。就是說支座5的側(cè) 面以一個(gè)盒子或者匣子的方式完全地包繞發(fā)光二極管芯片9。在這種情 況可以取消發(fā)光二極管芯片9的灌注。光學(xué)元件1的盒狀實(shí)施方式產(chǎn)生 發(fā)光二極管芯片9對(duì)機(jī)械負(fù)荷和對(duì)污染的防護(hù)。
有利的是，在此情況下透鏡體6可以特別良好地匹配發(fā)光二極管 芯片。例如透鏡體6可以特別靠近發(fā)光二極管芯片9，由此可以把透鏡 的高度選得很小。透鏡體6的光入射面4與一個(gè)發(fā)光二極管芯片9的光 線出射面之間的間距優(yōu)選在100至300jnm之間，尤其優(yōu)選的是在150 與250pm之間。在光學(xué)元件的光入射面4與一個(gè)發(fā)光二極管芯片9的 光線出射面之間的間距方面的限制在該實(shí)施例中只由可能存在的、用 于連接例如發(fā)光二極管芯片9的n側(cè)的結(jié)合線給出。在該實(shí)施例中， 在發(fā)光二極管芯片9的光線出射面與光學(xué)元件1的光入射面4之間優(yōu)選 有一個(gè)用氣體填充的縫隙，例如用空氣填充。
圖2示出一個(gè)優(yōu)選單件構(gòu)成的光學(xué)元件1的第二實(shí)施例的示意透 視圖。如在圖1的實(shí)施例中已經(jīng)說明的那樣，該光學(xué)元件具有一個(gè)支 座5和一個(gè)透鏡體6。與圖l所示的實(shí)施例相反，在圖2所示的實(shí)施例 中光學(xué)元件1不是實(shí)施為盒樣。透鏡體6優(yōu)選實(shí)施成實(shí)心體。例如，光 學(xué)元件1用一種透明的材料如透明塑料制造。優(yōu)選的是光學(xué)元件1包含 下列材料的至少一種或者用下列材料的至少一種組成COC、 PMMA、 PMMI、 PC、聚碳酸酯樹脂、APEC。
在圖2所示的實(shí)施例中，透鏡體6分別按照向每個(gè)透鏡體6的光入 射口 4漸細(xì)的平截頭角錐體的方式構(gòu)成。光學(xué)元件1的光出射口 3透鏡 樣地以拱形方式處于每個(gè)透鏡體6的上方。 一方面這可以用于形成光 束，另一方面這種光出射面3的造型可以提高穿過透鏡體6的電磁射線 的去耦概率。
在此，透鏡樣形成的光出射面3優(yōu)選與支座5和透鏡體6 —起單件 地構(gòu)成。優(yōu)選的是用一種澆鑄工藝或者加壓澆鑄工藝單件地制造。
此外光學(xué)元件1具有用于在載體8上調(diào)整和/或固定光學(xué)元件1的 固定銷2，所述載體8同樣與光學(xué)元件1單件地構(gòu)成。
支座5包繞透鏡體6的上側(cè)，也就是說在光學(xué)元件1的光出射口 3 的附近包繞透鏡體6。以此方式確保透鏡體6的光學(xué)特性盡可能少地受 支座5影響。從而例如在透鏡體6的光入射口 4上的光線可以不受到透 鏡體6的支座的干擾性反射地耦連到透鏡體6中。
光學(xué)元件1例如固定在載體8上，如其在圖1的實(shí)施例中所示的那 樣。優(yōu)選的是，每個(gè)透鏡體6剛好置于一個(gè)發(fā)光二極管9之后。在透鏡 體6與發(fā)光二極管9之間優(yōu)選設(shè)置發(fā)光二極管的一種灌注材料或者一 種指數(shù)匹配凝膠。由此可以達(dá)到所述發(fā)光二極管芯片對(duì)所屬透鏡體6 的更好的光學(xué)耦連。就是說減少了在光入射口 4上反射的概率。發(fā)光 二極管芯片9的光線出射面與透鏡體6的光入射口 4之間的間距優(yōu)選地 分別約為200]um。優(yōu)選的是每個(gè)發(fā)光二極管芯片9的灌注材料和一個(gè) 所屬的透鏡體6的光入射口 4之間具有接觸面。
為此可以把光學(xué)元件1的光入射面4壓入發(fā)光二極管芯片9的灌注 材料中。在此，發(fā)光二極管芯片9的灌注材料可以在安放了光學(xué)元件1 以后硬化，也可以涉及一種不必硬化的軟的、凝膠樣的灌注材料。
然而還可以首先用一種硬化的灌注材料灌注發(fā)光二極管芯片9。接 著可以用凝膠樣的另一種灌注材料包裹已灌注的發(fā)光二極管芯片9。優(yōu) 選該灌注材料不完全硬化。然后在載體8上安裝光學(xué)元件1時(shí)把光學(xué)元 件1的光入射面4壓入這種凝膠樣的灌注材料中。例如所述凝膠樣灌注 材料涉及一種耦連凝膠或者一種指數(shù)匹配凝膠。在此所述灌注材料尤 其適用于產(chǎn)生發(fā)光二極管9與光學(xué)元件l之間的光耦連，從而在從光源 9發(fā)出的電磁射線入射進(jìn)光學(xué)元件1時(shí)僅有很少的，甚至于完全沒有折 射率的階躍。
圖3示出光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，透鏡體6 以一個(gè)長(zhǎng)方六面體的形式給出，所述長(zhǎng)方六面體可以置于許多發(fā)光二 極管芯片9之后。所述長(zhǎng)方六面體可以構(gòu)成為鏡面化的空心體或者優(yōu) 選地構(gòu)成為實(shí)心體。在此情況下透鏡體6例如由前面說明的透明塑料 構(gòu)成。透鏡體6起光混合器的作用。所述透鏡體例如可以置于適用于 發(fā)出不同顏色的光的發(fā)光二極管芯片9之后。透鏡體6把這些顏色的光 混合成統(tǒng)一顏色的光，例如白色光。透鏡體6優(yōu)選與一個(gè)支座5單件地 構(gòu)成。支座5在至少兩個(gè)對(duì)角對(duì)置的側(cè)面上具有固定銷2，用于在載體 8上調(diào)整和/或安裝光學(xué)元件1。優(yōu)選的用一種澆鑄或者加壓澆鑄工藝制 造光學(xué)元件l。在圖3的實(shí)施例中透鏡體6在光入射口 4上固定在支座 5的橋接片5a上。
圖4示出另一種光學(xué)元件1的示意性透視圖。在該實(shí)施例中透鏡體 6透鏡樣地構(gòu)成。尤其是透鏡體6的光出射口 3按照聚光透鏡的方式向 外凸起地彎曲。在此光出射口 3按位置地具有至少下面的彎曲之一 球面、非球面、橢圓。通過所述光出射口的彎曲有利地降低在光射出 透鏡體6時(shí)全反射的概率。透鏡體6優(yōu)選置于許多發(fā)光二極管芯片9 之后。然而還可以是，光學(xué)元件l根據(jù)圖4的實(shí)施例剛好置于一個(gè)發(fā)光 二極管芯片9之后。透鏡體6由三個(gè)橋接片5a保持，在橋接片的端部 優(yōu)選地有用于在載體8上調(diào)整和/或固定光學(xué)元件1的固定銷2。在所 示的實(shí)施例中所述固定銷星形地形成。由此在保持尺寸精度的情況下 能夠良好地平衡振動(dòng)。優(yōu)選的是，圖4所示的光學(xué)元件單件地構(gòu)成并 且借助于一種澆鑄工藝或者加壓澆鑄工藝制造。
圖5示出類似于參照?qǐng)D1說明的一種光學(xué)元件1的實(shí)施例的透視 圖。在此所述光學(xué)元件具有優(yōu)選地分別置于一個(gè)單個(gè)的發(fā)光二極管芯 片9之后的新透鏡體6。圖5的光學(xué)元件l是盒樣實(shí)施的，從而在需要 時(shí)可以取消發(fā)光二極管芯片9的灌注。
圖6示出一個(gè)光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。與圖1 和圖5的實(shí)施例相反，該光學(xué)元件1不是盒樣構(gòu)成的。
圖7示出光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。與圖1、 2、 5和6的實(shí)施例相反，光學(xué)元件1具有一個(gè)單個(gè)的聚光器作為透鏡體6。 透鏡體6例如構(gòu)成為空心體，其內(nèi)壁涂覆成能反射。如在圖7中所示， 優(yōu)選的是光學(xué)元件1置于許多發(fā)光二極管芯片9之后。
圖8示出類似于參照?qǐng)Dl說明的光學(xué)元件1的實(shí)施例的光學(xué)元件1
的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。
圖9a和圖9b示出另一個(gè)光學(xué)元件的實(shí)施例的示意性透視圖。在圖 9a和圖9b的實(shí)施例中透鏡體6與支座5單件地構(gòu)成。在此支座5部分
地由光學(xué)元件1的光出射面3構(gòu)成。支腳橫向地安放在光出射面3上并 且沿透鏡體6延伸。在圖9a的實(shí)施例中，在所述支腳的與光出射面3 對(duì)置的端側(cè)上安放用于在載體8上調(diào)整和/或固定光學(xué)元件1的固定銷 2。在圖9b的實(shí)施例中，所述支腳本身構(gòu)成固定銷2。優(yōu)選的是圖9a 和圖9b中示出的光學(xué)元件l分別單件地構(gòu)成。
圖10a和圖10b示出一個(gè)多件構(gòu)成的光學(xué)元件的兩個(gè)實(shí)施例的示 意性透視圖。在圖10a的實(shí)施例中，支座5只在兩個(gè)位置上接合優(yōu)選構(gòu) 成為實(shí)心體的透鏡體6。以此方式透鏡體6的光學(xué)特征只很少地受支座 5影響。圖10b示出一個(gè)優(yōu)選置于發(fā)光二極管芯片9之后的光學(xué)元件1。 作為透鏡體6， 一個(gè)聚光器夾在支座5的側(cè)壁中。支座5的側(cè)壁通過一 個(gè)例如滑動(dòng)到所述側(cè)壁上方并且按位置包圍所述側(cè)壁的套筒咬合。夾 住的鏡位6既可以涉及一種其內(nèi)壁被涂覆成可以反射的空心體，也可 以涉及實(shí)心體。
圖11示出一個(gè)光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。在 此，圖11示出一個(gè)類似于圖2的實(shí)施例的光學(xué)元件1。該光學(xué)元件是 盒樣地實(shí)施的。光學(xué)元件1的透鏡體6優(yōu)選是具有平截頭角錐形狀的實(shí) 心體。然而還可以4吏用其它例如在本說明書的發(fā)明內(nèi)容部分中i兌明的 聚光器作為透鏡體6。
圖12示出類似于圖1的實(shí)施例的一個(gè)光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例 的示意性透視圖。然而，在此該光學(xué)元件卻不是盒樣構(gòu)成的，而是支 座5在四個(gè)側(cè)面至少部分開放。在該矩形形成的光學(xué)元件1的四角上具
有用于調(diào)整和/或安裝光學(xué)元件1的固定銷2。
圖13a至圖13f示出光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。 在該實(shí)施例中光學(xué)元件1多件地構(gòu)成。光學(xué)元件1具有在圖13a和圖 13b中示出的透鏡體6。透鏡體6由一個(gè)聚光器和一個(gè)光出射面3組成。 所述聚光器優(yōu)選地構(gòu)成為例如可以用前述透明塑料組成的實(shí)心體。在 圖13a至圖13f的實(shí)施例中透鏡體6與光出射面3—起單件地構(gòu)成。光 出射面3在側(cè)緣處于所述聚光器上方，從而可以自由通達(dá)在支座5中用 于調(diào)整和/或機(jī)構(gòu)固定透鏡體6的固定銷2。
在透鏡體6的光入射面4上例如可以設(shè)置許多發(fā)光二極管芯片9。 例如五個(gè)發(fā)光二極管芯片9按直線排列在光入射面4上。優(yōu)選的是透鏡 體6在其光入射面4上具有一個(gè)與發(fā)光二極管芯片9的灌注材料接觸的
接觸面。就是說，光學(xué)元件1以其光入射面4例如壓入發(fā)光二極管芯片 9的灌注材料中。
圖13a和圖13b中示出的透鏡體6優(yōu)選地用一種澆鑄工藝或者用一 種加壓澆鑄工藝制造。所述透鏡體尤其適用在汽車中用作前燈。例如， 如其在參照?qǐng)D13a和圖13b所說明的那樣，可以通過一個(gè)透鏡體6形成
適于盡可能均勻地照亮一輛汽車前的空間的相對(duì)寬的光分布。
圖13c和圖13d示出用于圖13a和圖13b的透鏡體6的一個(gè)支座5。 支座5適配透鏡體6的方式是可以把透鏡體6夾在支座5中和/或用支 座5壓在或者粘接在光出射面3的邊緣上。在光出射面3上的固定銷在 此優(yōu)選地用作在支座5中調(diào)整和機(jī)械固定透鏡體6。支座5具有一個(gè)有 用于容納透鏡體6的開口的基體以及一個(gè)底板。所述底板具有用于在 支座8上調(diào)整支座5的固定銷2。支座5優(yōu)選單件地實(shí)施。支座5的熱 膨脹系數(shù)與透鏡體6的熱膨脹系統(tǒng)匹配。支座5例如可以用與透鏡體6 相同的材料組成。此外支座5還可以是有顏色的或者黑色的。
圖13f和圖13g示出由一個(gè)透鏡體6和一個(gè)支座5組成的光學(xué)元件 l設(shè)置在載體8上，所述載體例如由參照?qǐng)Dl說明的載體8給出。在此 透鏡體6夾在支座5中。
圖14a至圖14c示出安裝在一個(gè)載體8上的圖13a至圖13f的光學(xué) 元件1從不同的透視方向看的示意性透視圖。在圖14a和圖14c中可以 看到，構(gòu)成在支座5的底板上的固定銷2插入載體8的對(duì)應(yīng)空穴并且在 載體8的背離光學(xué)元件1的側(cè)面上伸出。因此，該固定銷2可以用于在 一個(gè)模塊支座7上調(diào)整和/或安裝由光學(xué)元件1和載體8組成的所述模 塊。
圖15a至圖15f示出具有安放在一個(gè)模塊支座7上的光學(xué)元件l的 一個(gè)發(fā)光模塊的實(shí)施例的示意性透視圖。
光學(xué)元件1例如涉及一個(gè)多件構(gòu)成的光學(xué)元件，如參照?qǐng)D13和圖 14所說明的。在圖15a至圖15f的實(shí)施例中模塊支座7構(gòu)成為具有散熱 片IO的冷卻體。優(yōu)選的是安裝支座7由良導(dǎo)熱材料例如一種金屬或者 一種陶瓷材料構(gòu)成。如參照?qǐng)D15a和圖15b舉例說明的那樣，設(shè)置在支 座5的底板上的固定銷2還用于在模塊支座7上調(diào)整所述發(fā)光模塊。為 此固定銷2接合在模塊支座7的對(duì)應(yīng)空穴中。該模塊借助于螺絲12機(jī) 械發(fā)固定在模塊支座7上。
圖16a至圖16e示出一個(gè)發(fā)光模塊的另一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。
該模塊具有類似于在圖13a和圖13b中所示的透鏡體的一個(gè)透鏡 體6。(為此參見圖16c)。與在圖13a和圖13b中所示的透鏡體不同， 圖16c的透鏡體6長(zhǎng)度更小。它例如尤其適用于為汽車的遠(yuǎn)光照明產(chǎn)生 一種熱點(diǎn)(Hotspot)光分布。
圖17a至圖17f示出光學(xué)元件1的一個(gè)實(shí)施例。光學(xué)元件l具有一 個(gè)類似于圖13至圖16的透鏡體6的透鏡體6。
圖17a至圖17d示出針對(duì)寬光分布的透鏡體6，圖17e和圖17f示 出用于熱點(diǎn)分布的透鏡體6。與圖13至圖16的實(shí)施例相反，圖17a至 圖17f的光學(xué)元件l是單件構(gòu)成的。在此優(yōu)選的是光學(xué)元件l通過澆鑄 工藝或者加壓澆鑄工藝制造。
該光學(xué)元件1在兩個(gè)位置上與一個(gè)支座5整體連接。優(yōu)選的是光學(xué) 元件l在支座5的背離載體8的側(cè)面上與該支座連接。支座5優(yōu)選至少 按位置彎曲地實(shí)施。就是說支座5具有至少按位置彎曲的側(cè)壁。圖17a 至圖17f的支座5具有一個(gè)有卵圓形基面的空心圓柱體形狀。在此，圖 17a至圖17f的光學(xué)元件1主要利用了支座5的這樣的造型可以特別良 好地補(bǔ)償所述光學(xué)元件的熱膨脹的認(rèn)識(shí)。從而例如在受熱時(shí)，支座5 沿垂直于光學(xué)元件1的固定在載體8上的底板的方向背離載體8地膨 脹。在兩個(gè)位置上與支座5連接的透鏡體6沿底板的方向朝向載體8 膨脹。由于光學(xué)元件1的一體化的實(shí)施，透鏡體6和支座5有相同的熱 膨脹系數(shù)，從而抵消地補(bǔ)償這兩個(gè)元件的熱膨脹。以此方式使之能夠 把發(fā)光二極管芯片9與透鏡體6的光入射面4之間的間距基本上保持恒 定。
此外支座5的彎曲的形狀引起在平行于載體8的平面中對(duì)熱張力 的補(bǔ)償。載體5例如涉及在受熱時(shí)膨脹強(qiáng)于光學(xué)元件1的金屬核板。圖 示的至少按位置彎曲的支座5適用于補(bǔ)償平行于載體8的平面中的張 力。以此方式光學(xué)元件1的光入射面4在發(fā)光二極管芯片9工作時(shí)也在 該平面中特別準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)發(fā)光二極管芯片。
光學(xué)元件1的側(cè)壁的壁厚例如在1至3mm之間，優(yōu)選的是在1.3 至1.7mm之間。在此，例如光學(xué)元件1的光入射面4置于五個(gè)沿一條 直線排列的發(fā)光二極管芯片9之后。
圖17a至圖17e的實(shí)施例的透鏡體6例如長(zhǎng)度為約20mm。就是說 光入射面4至光出射面3的間距約為20mm。支座5的較小的直徑在光 出射面3上約為15mm，較大的直徑約為25mm。圖17a至圖17c的光 學(xué)元件1尤其適用于形成可以用作汽車前燈的基本光分布的寬的光分布。
圖17e和圖17f的實(shí)施例的透鏡體6例如具有約10mm的光入射面 4到光出射面3的間距。支座5的較小的直徑在光出射面3上在所示實(shí) 施例中約為14mm，較大的直徑約為20mm。圖17e和圖17f的光學(xué)元 件1尤其適用于形成熱點(diǎn)光分布。
圖18a至圖18d示出光學(xué)元件1的另一個(gè)實(shí)施例。與圖17a至圖 17f的光學(xué)元件l不同，圖18a至圖18d的光學(xué)元件1的支座具有沿透 鏡體6的光入射口 4的方向漸細(xì)的、按位置平坦的側(cè)面11。平坦的側(cè) 面ll使得容易借助于澆鑄來制造光學(xué)元件1。此外該平坦的側(cè)面11還 使得容易安裝光學(xué)元件1。
該平坦的側(cè)面通過支座5的彎曲的側(cè)面相互連接，所述彎曲的側(cè) 面在俯視圖中例如以一個(gè)圓或者一個(gè)橢圓的方式形成。如以上所i兌明 的，這種按位置彎曲的支座被證明在發(fā)光二極管9工作時(shí)補(bǔ)償熱膨脹 方面尤其有利。
同樣地有別于圖17a至圖17f中示出的實(shí)施例，圖18a至圖18d的 光學(xué)元件具有一個(gè)沿兩個(gè)方向伸出支座5的底板的固定銷2a。該固定 銷2a例如使得能夠相對(duì)于所述發(fā)光模塊調(diào)整可以沿發(fā)光二極管芯片9 的主輻射方向置于光學(xué)元件1之后的一個(gè)次級(jí)光學(xué)部件。
圖18a和圖18b的實(shí)施例的透鏡體6例如具有約20mm的長(zhǎng)度。就 是說，光入射面4到光出射面3的間距約為20mm。支座5的較小的直 徑在光出射面3上約為15mm，較大的直徑約為25mm。圖18a和圖18b 的光學(xué)元件1尤其適用于形成可以用作汽車前燈的基本光分布的寬的 光分布。
圖18c和圖18d的實(shí)施例的透鏡體6例如具有約10mm的光入射面 4到光出射面3的間距。支座5的較小的直徑在光出射面3上在所示實(shí) 施例中約為14mm，較大的直徑約為20mm。圖18c和圖18d的光學(xué)元 件1尤其適用于形成熱點(diǎn)光分布。
圖19a和圖19b中所示的在支座8上的光源9例如包含五個(gè)薄膜LED芯片22。 LED芯片22例如涉及具有每瓦至少20流明的光效率的 薄膜LED芯片。優(yōu)選的是LED芯片22適用于產(chǎn)生藍(lán)光范圍中的光。 由此在LED芯片之后設(shè)置一種萸光轉(zhuǎn)換材料。由發(fā)光二極管芯片22 發(fā)出的射線的頻率轉(zhuǎn)換了的成分與沒有轉(zhuǎn)換的成分優(yōu)選地混合成白 光。
LED芯片22設(shè)置在一個(gè)載體上，例如設(shè)置在一個(gè)殼體23的殼底 24上。殼體23例如可以由一種陶瓷材料構(gòu)成。優(yōu)選地殼體23具有至
少按位置地實(shí)施為能反射的內(nèi)壁。
LED芯片22在殼體23的外部連接在連接面25a和25b上。印制 線路26把連接面25a、 25b與引線位置30連接，通過所述引線位置30 可以從外部連接光源20。例如可以借助于配套插頭28上的一個(gè)插頭將 所述光源連接到汽車的供電網(wǎng)。至少一個(gè)壓敏電阻27起光源20的過電 壓保護(hù)的作用。配套插頭28、壓敏電阻27以及殼體23例如設(shè)置在一 個(gè)金屬核板29上，該金屬核板既用作印刷電路板也用作在LED芯片 22的工作中產(chǎn)生的熱的導(dǎo)熱元件。
在此可以在金屬核板29上或者在所述發(fā)光模塊外部設(shè)置一個(gè)用于 LED芯片22調(diào)光用的裝置。以此方式可以附加地通過光強(qiáng)改變把所述 模塊的發(fā)光特性與外部條件譬如天氣或照明比例匹配。此外還可以通 過有目的地接通和斷開單個(gè)的LED芯片來改變所述光源發(fā)出的光的強(qiáng) 度。
本專利申請(qǐng)要求專利申請(qǐng)102005012486.0-11和102005033709.0-54
的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容引作參考。
本發(fā)明不受借助于實(shí)施例進(jìn)行的說明的限制。相反地，本發(fā)明包 含每個(gè)新特征以及特征的每個(gè)組合，這尤其是含于權(quán)利要求中的特征 的每個(gè)組合，即使這些特征或者這些組合本身沒有在權(quán)利要求書或者 實(shí)施例中詳盡地作出^兌明。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊具有一個(gè)光源(9)、一個(gè)用于所述光源的載體(8)和一個(gè)光學(xué)元件(1)，其中光學(xué)元件(1)具有接合在載體(8)的對(duì)應(yīng)空穴中的固定銷(2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模件，其中，設(shè)置所述固定銷(2)用 于在所述載體(8)上調(diào)整所述光學(xué)元件(1)。
3. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)提供光學(xué)元件(1)與載體(8)之間的機(jī)械連接。
4. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)用于調(diào)整所述模塊。
5. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)用于機(jī)械固定所述模塊。
6. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)用于調(diào)整置于所述模塊之后的另一個(gè)光學(xué)元件。
7. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)用于機(jī)械固定所述另一個(gè)光學(xué)元件。
8. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)的橫截面星形地構(gòu)成。
9. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述固定銷 (2)的直徑沿固定銷(2)變化。
10. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，圍繞至少一 個(gè)固定銷(2)地設(shè)置一個(gè)用于容納粘合劑的儲(chǔ)存器。
11. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)元 件(1)包含一個(gè)支座(5)和一個(gè)透鏡體(6)。
12. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述透鏡體 (6)構(gòu)成為朝著光源(9)漸細(xì)的聚光器。
13. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述透鏡體 (6)構(gòu)成為實(shí)心體。
14. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述透鏡體 (6)含有以下材料之一PMMA、 PMMI、 PC、聚碳酸酯樹脂、APEC、coc。
15. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述支座(5) 在側(cè)面包圍所述透鏡體(5)。
16. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述支座(5) 具有按位置彎曲的側(cè)面。
17. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述支座(5) 至少按位置以從側(cè)面包圍透鏡體(6)的空心圓柱形的方式構(gòu)成。
18. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)元 件U )盒樣地構(gòu)成。
19. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)外 元件(1)從至少四個(gè)側(cè)面包圍光源(9)。
20. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)元 件(1)單件地構(gòu)成。
21. 如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)元 件U)多件地構(gòu)成。
22. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光源(9) 包含至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。
23. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中， 一個(gè)發(fā)光二極管芯片沒有灌注材料。
24. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，在所述光源 (9)的一個(gè)發(fā)光二極管芯片與光學(xué)元件(1)的一個(gè)光入射面(4)之間設(shè)置一個(gè)縫隙，該縫隙包含空氣。
25. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述光學(xué)元件U)與一個(gè)發(fā)光二極管芯片的灌注材料之間具有接觸面。
26. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，所述發(fā)光二 極管芯片與光學(xué)元件(1)的光入射面(4)之間的間距最高為250jum。
27. 如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模件，其中，該發(fā)光模塊 設(shè)置成一種在光投影設(shè)備或者汽車前燈中的照明裝置。
全文摘要
提供了一種發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊具有一個(gè)光源(9)、一個(gè)用于所述光源的載體(8)和一個(gè)光學(xué)元件(1)，其中光學(xué)元件(1)具接合在載體(8)的對(duì)應(yīng)空穴中的固定銷(2)。所述發(fā)光模塊尤其適用在光投影設(shè)備以及汽車前燈中。
文檔編號(hào)F21K7/00GK101175943SQ200680016946
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者A·威爾姆, F·奧斯沃爾德, M·恩格爾, M·賽勒, S·格羅特施 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司