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JP6942266B2 - 自動車投光器、及び自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整するための方法 - Google Patents
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JP6942266B2 - 自動車投光器、及び自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整するための方法 - Google Patents

自動車投光器、及び自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整するための方法 Download PDF

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Description

本発明は、ライトモジュールを備えた自動車投光器(例えば自動車前照灯)に関し、前記ライトモジュールは、多数の光源を備え、これらの光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板(導体プレート)上に配置されており、更に前記ライトモジュールは、多数の一次光学系を備え、これらの一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、この際、各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射するように構成されている。
更に本発明は、自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整(アジャスト)するための方法に関する。
現在の投光器システムの開発では、迅速に変更可能で且つその都度の交通条件、道路条件、光条件に適合可能なできるだけ高解像度の光像を車道上に投射しようという要望が益々重要になっている。ここで「車道」(走行路)との概念は、単純化された表現として使われ、それは、光像が実際に車道上にあるか又は車道を越えて延在するかは、勿論、場所の実情に左右されるためである。原則的に光像は、ここで使われる意味では、自動車照明技術に関する関連規格に応じた垂直面上への投射に対応するものとする。
前記の要求に対応するために、とりわけ複数の個別光線から照射マトリクスを構成する投光器が開発された。この種の照射装置は「ピクセルライト」とも呼ばれるが、車両構造において一般的に用いられており、例えば、眩惑のないハイビームを結像するために用いられ、この際、光は、通常、複数の光源から放射され、相並んで配置された対応の複数のライトガイド(前置光学系 (Vorsatzoptik)/一次光学系(Primaeroptik))により放射方向において集束される。ライトガイドは、比較的小さい漏斗形状の横断面を有し、それによりそれらに割り当てられた個々の光源の光を、極めて集中的に放射方向に放射する。ライトガイドは、光源からの光を、空間的に湾曲された面上のできるだけ良好に接近した位置、即ち前方に備えられた結像光学系のペッツヴァル面上のできるだけ良好に接近した位置に向かって転送する。
ピクセル投光器は、配光(光分布)に関して極めてフレキシブルであり、それは、各ピクセル、即ち各ライトガイドのために照度を個々に調整することが可能であり、例えば、ロービーム配光、コーナリングライト配光、市街地ライト配光、高速道路ライト配光、カーブライト配光、又はハイビーム配光などのような任意の配光を実現することができるためである。
下記特許文献1は、本出願人による投光器システムを記載し、この投光器システムは、多数の発光ダイオード(LED)の光を、複数の個別レンズを有する投射系を介し、光像として車道上へ投射し、この際、中央計算ユニットにより制御される個々のLEDの光度を個々に設定ないし変更することができる。
可変の照度に加え、光像に作用を及ぼすために、ライトガイド要素の幾何学形状を利用することもできる。
下記特許文献2は、一次光学系を備えた自動車投光器において、出射面の長手方向で光の強度が変更されるように一次光学系のライトガイド要素を構成する照射装置を開示している。この際、一次光学系内のそれぞれ同種のライトガイド要素が前提とされている。
投光器の照射マトリクス内の光源の数は、光像の解像度と、ディテール度とを決定し、このディテール度のもと、配光内で所定の領域を、目標を定めて照明しない或いはより強く又はより弱く照らすことができる。例えば、道路上で対向車を眩惑しないために目標を定めてこの対向車を照明しないことが可能であり、又は、選択的に交通標識をその判読性を向上させるためにより強く照らすことが可能である。基本的に配光内では、多くの場合、配光の中央部の領域、即ち車両の前方の領域内において、配光の縁部、即ち道路の縁部よりも高い解像度が必要とされる。従って光源の数は、多くの場合、中央部から縁部に向かって減少する。同時に配光の最大強度は、多くの場合、配光の中央部にあり、強度は、縁部に向かって減少する。つまりこの所望の輝度減少を考慮するために、例えば光出射面は、照射列の中央部から縁部に至るまで、より大きくなることになる。
AT 513 738 B1 DE 10 2012 213 845 A1
多数の光源と多数の一次光学系が互いに割り当てられて互いに位置決めされる場合には、回路基板上の光源の不正確な配置、又は保持器内の一次光学系の不正確な配置により、一次光学系への放射された光の入射結合が不利に妨げられることがある。
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の自動車投光器の光学的な効率を高めることにある。
前記課題は、冒頭に記載した形式のライトモジュールないし自動車投光器から出発し、以下の構成を有することにより解決される:
多数の光源が、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
この際、回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、この際、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、好ましくは、回路基板基準点は、光基準面内に置かれており、
多数の一次光学系からの一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
この際、多数の光源からの各光源には、それぞれ多数の一次光学系からの一次光学系が割り当てられており、
多数の光源からの各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合するように構成されており、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定され、好ましくは、保持器基準点も、光学系基準面内に置かれており、
それぞれ光基準点と光学系基準点において、回路基板、又は所定の構成部材、又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材結合体と、保持器、又は所定の構成部材、又は保持器が機械的に固定結合された所定の構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段が配置されており、
この際、ライトモジュール内の少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って固定されており、
この際、光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が形成され、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が形成され、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対(支点ペア Stuetzstellen-Paare)による間隔三組(間隔トリプル Abstands-Tripel)が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現している。
即ち本発明の第1の視点により、
多数の光源と多数の一次光学系を有するライトモジュールを備えた自動車投光器であって、
各光源には、それぞれ一次光学系が割り当てられており、
光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面に入射結合するように構成されており、
回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器又は保持器が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段が設けられており、
回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定され、
少なくとも3つの間隔手段は、それぞれ光基準点と光学系基準点において配置されており、
光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が検出可能であり、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が検出可能であり、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って規定されており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対による間隔三組が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現していること
を特徴とする自動車投光器が提供される。
更に本発明の第2の視点により、
自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整するための方法であって、
光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、
一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
各光源には、それぞれ一次光学系が割り当てられており、
各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合するように構成されており、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定され、
それぞれ光基準点と光学系基準点において、回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器との間には、少なくとも3つの間隔手段が配置されており、
少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って規定されており、
光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が形成され、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が形成され、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対による間隔三組が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現しており、
当該方法では、以下のステップが実行される:
− 測定装置により、光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 測定装置に含まれる計算装置により、光源の検知された光放射面の空間的な位置及び/又は向きから光面を計算するステップ、
− 測定装置により、一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 計算装置により、一次光学系の光入射面の検知された空間的な位置及び/又は向きから光学系面を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数から、支点対による間隔三組を決定するステップ、
− 少なくとも3つの間隔手段を、光基準点と光学系基準点において、回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された構成部材若しくは構成部材結合体と、保持器との間に配置するステップ、
− それぞれの基準点に従い、光面ないし光学系面について保持器を位置合わせするステップ、
− 少なくとも1つの結合手段により、保持器を位置固定するステップ
を特徴とする方法が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記された図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
本発明において、以下の形態が可能である。
(形態1)
多数の光源と多数の一次光学系を有するライトモジュールを備えた自動車投光器であって、
各光源には、それぞれ一次光学系が割り当てられており、
光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面に入射結合するように構成されており、
回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器又は保持器が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段が設けられており、
回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、好ましくは、回路基板基準点は、光基準面内に置かれており、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定され、好ましくは、保持器基準点も、光学系基準面内に置かれており、
少なくとも3つの間隔手段は、それぞれ光基準点と光学系基準点において配置されており、
光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が検出可能であり、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が検出可能であり、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って規定されており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対による間隔三組が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現していること。
(形態2)
当該自動車投光器は、それぞれの光源の光放射面と、それぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面と光学系基準面に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法がある配置構成を有すること、が好ましい。
(形態3)
間隔寸法から、変換関数により、回路基板基準点又は保持器基準点において回路基板と保持器の間の間隔を記述する面間隔が導出可能であり、好ましくは、この面間隔は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法のために設定されているように設定されていること、が好ましい。
(形態4)
光放射面から、好ましくは放射ベクトルの方向に放射された光と、光入射面に、好ましくは入射ベクトルの方向に、入射結合された光とに基づき、光源とそれに割り当てられた一次光学系との各対のためには、好ましくは放射ベクトルと入射ベクトルの間の空間的な角度差から、それぞれの配向尺度が決定可能であること、が好ましい。
(形態5)
回路基板基準点と保持器基準点に関して光基準面と光学系基準面の間では、面ずれ変位量が決定可能であり、及び/又は、光基準面及び/又は光学系基準面の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配が決定可能であり、この面ずれ変位量及び/又は面勾配においては、それぞれの配向尺度が最小化されており、好ましくは、光源とそれに割り当てられた一次光学系との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されていること、が好ましい。
(形態6)
光源の光放射面の位置は、近似的に光面内に置かれ、及び/又は一次光学系の光入射面の位置は、近似的に光学系面内に置かれており、好ましくは、これらの面の近似は、それぞれベストフィット面の決定により行われること、が好ましい。
(形態7)
間隔手段は、好ましくは保持器と回路基板の間に配置されたそれぞれ適合プレートの形式で構成されており、それに加え、それぞれ結合手段が、好ましくはねじで形式の設けられており、結合手段は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と固定結合すること、が好ましい。
(形態8)
間隔手段は、好ましくは保持器と追加保持器の間に配置されたそれぞれ適合プレートの形式で構成されており、それに加え、好ましくはねじの形式の位置調節可能な結合手段と、弾性的な固定クランプ部材とをそれぞれ有し、固定クランプ部材は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合すること、が好ましい。
(形態9)
間隔手段は、好ましくは保持器と追加保持器の間に配置されたそれぞれ適合プレートの形式で構成されており、これらの間隔手段は、それに加え、接着剤の形式の位置調節可能な結合手段をそれぞれ有し、この接着剤は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合すること、が好ましい。
(形態10)
間隔手段は、位置調節可能な結合手段と、弾性的な固定クランプ部材とを有し、固定クランプ部材は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合し、所定の結合手段は、固定クランプ部材を追加保持器と固定結合し、所定の結合手段は、固定クランプ部材を保持器と固定結合すること、が好ましい。
(形態11)
好ましくは保持器と一体的に形成された間隔手段は、結合手段を有し、これらの結合手段は、好ましくは、載置面を有する追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と固定結合し、保持器又は追加保持器は、形状において、特に載置面の位置又は向き、或いは保持器の対応の載置面の位置又は向きにおいて、間隔手段のために最適の高さが達成されるように適合されており、好ましくは、追加保持器は、更にセンタリング突部を有し、このセンタリング突部は、保持器と回路基板の間の所望の位置合わせを達成するために、保持器における対応のセンタリング開口部と協働すること、が好ましい。
(形態12)
自動車投光器の多数の光源と多数の一次光学系を互いに調整するための方法であって、
光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、好ましくは、回路基板基準点は、光基準面内に置かれており、
一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
各光源には、それぞれ一次光学系が割り当てられており、
各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合するように構成されており、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定され、好ましくは、保持器基準点も、光学系基準面内に置かれており、
それぞれ光基準点と光学系基準点において、回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器との間には、少なくとも3つの間隔手段が配置されており、
少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って規定されており、
光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が形成され、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が形成され、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対による間隔三組が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現しており、
当該方法では、以下のステップが実行される:
− 測定装置により、光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 測定装置に含まれる計算装置により、光源の検知された光放射面の空間的な位置及び/又は向きから光面を計算するステップ、
− 測定装置により、光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 計算装置により、一次光学系の光入射面の検知された空間的な位置及び/又は向きから光学系面を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数から、支点対による間隔三組を決定するステップ、
− 少なくとも3つの間隔手段を、光基準点と光学系基準点において、回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された構成部材若しくは構成部材結合体と、保持器との間に配置するステップ、
− それぞれの基準点に従い、光面ないし光学系面について保持器を位置合わせするステップ、
− 少なくとも1つの結合手段により、保持器を位置固定するステップ。
(形態13)
それぞれの光源の光放射面と、それぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面と光学系基準面に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法が検出されること、が好ましい。
(形態14)
間隔寸法から、変換関数により、回路基板の回路基板基準点又は保持器の保持器基準点において回路基板と保持器の間の間隔を記述する面間隔が検出され、好ましくは、面間隔は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法のために設定されているように規定されること、が好ましい。
(形態15)
それぞれの光源は、光放射面から光を、好ましくは放射ベクトルの方向に放射し且つそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面に、好ましくは入射ベクトルの方向から入射結合するように構成されており、光源とそれに割り当てられた一次光学系との各対のためには、それぞれの配向尺度が計算装置により検出され、この配向尺度は、それぞれ放射された光とそれぞれ入射結合された光との入射結合状態に対応し、好ましくは放射ベクトルと入射ベクトルの間の空間的な角度差から検出されること、が好ましい。
(形態16)
回路基板基準点と保持器基準点に関する光基準面と光学系基準面の間の面ずれ変位量、及び/又は、光基準面及び/又は光学系基準面の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配は、それぞれの配向尺度が最小化され、好ましくは、光源とそれに割り当てられた一次光学系との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されるように達成されること、が好ましい。
(形態17)
光源の光放射面の位置は、近似的に光面内に置かれ、及び/又は一次光学系の光入射面の位置は、近似的に光学系面内に置かれており、好ましくは、それらの面の近似は、それぞれベストフィット面の決定により行われること、が好ましい。
複数の光源は、回路基板上に配置され、半田箇所においてそれぞれ半田により取り付けられ、コンタクトされている。半田付けプロセスの過程では、光源、好ましくは半導体光源、例えば発光ダイオードの形式の半導体光源は、回路基板の基準点、ないし回路基板の光基準面、例えば回路基板の表面に対する目標位置又は目標向きに対してずらされ、即ち位置ずれがあり、又は空間的に回転されていることが起こり得る。それらの光源は、電気的に制御され、この際、導電路の形式の電気的な配線が回路基板上に設けられている。
回路基板の基準点ないし光基準面、或いは保持器の基準点ないし光学系基準面に対する目標位置又は目標向きに対するずれ(ないし変位)は、回路基板上に光源を取り付ける過程で発生することがある。光源の放射ベクトルは、多くの場合、構造形式に起因し、光源の光放射面の位置と固定的な関係にある。
上記の光面は、光基準面に関して空間的な光角度で傾いている可能性がある。同様に上記の光学系面は、光学系基準面に関して空間的な光学系角度で傾いていることがある。
光面が光基準面から一度決定されると、ないし光学系面が光学系基準面から一度決定されると、以下ではオフセットと呼ばれるそれぞれの関係は、調整(アジャスト)の更なる経過、並びに自動車投光器の最終的な配置構成において残ることになる。従って面/基準面内の互いの間隔、及び面/基準面に対して横方向の互いの間隔、並びに互いの角度位置に関する更なる考察は、同様に当てはまるが、それぞれにおいてそれぞれのオフセットが含まれている。
自動車投光器の配置構成において、光基準面と光学系基準面は、多くの場合、例えば回路基板の表面又は保持器の表面の形式で簡単且つ良好に検知可能であり、それにより、検出される光面と光学系面の代わりに、光基準面と光学系基準面が参照される。
従って、以下の考察は、光面と光学系面に対して同様に適用されるが、検出されるオフセットが追加で考慮されなくてはならない。光面と光学系面は、仮想面であり、これらの仮想面は、例えば、複数の構成部材の輪郭、例えば複数の光源の輪郭、又は複数の一次光学の光入射面の輪郭による平均値のかたちで形成されることが可能である。
オフセットは、計算された変換関数(Transformationsfunktion)により検出されることが可能である。
回路基板は、例えば追加保持器又は支持フレームと結合された冷却体(ヒートシンク)上に固定されていることが可能である。冷却体と追加保持器は、1つの構成部材結合体を構成し、回路基板は、この構成部材結合体と機械的に固定結合されている。この場合、3つの間隔手段は、この構成部材結合体の追加保持器上に載置され、回路基板を保持器と結合させている。
回路基板が固定されている所定の構成部材又は所定の構成部材結合体は、1つの構成部材基準点を有することができる。この構成部材基準点は、回路基板基準点に対して固定の既知の関係にある。それによりこの構成部材基準点を、調整(アジャスト)のために基準点として使用することも可能であり、例えば回路基板基準点の代わりに使用することも可能である。
本発明による配置構成により、一次光学系への放射された光の入射の効率が簡単且つ低コストの方式で改善されることが達成される。
光学系への光の入射の高い効率とは、光源から放射された光のできるだけ多くが光学系内に移されることとして理解され、つまり例えば、光源と伝達媒体(この例では空気)の間、又は伝達媒体と光学系(例えば光学系の入射面)の間の媒体境界における反射損失により更なる後続の光学的な利用には提供されない放射光ができるだけ少ない、或いは光源に対する光学系の不十分な位置合わせにより失われる放射光ができるだけ少ないこととして理解される。
本発明に従い、回路基板及び保持器上の基準点を考慮し、光学系面に関する光面の適合(マッチング)により、割り当てられた一次光学系に関する光源の位置も向きも、全体的に改善されることを達成することができ、即ち多数の光源の全体及び多数の一次光学系の全体を介して改善されることを達成することができる。それにより全体として、一次光学系への光源の光の入射を増やすことができる。
光入射面とは、本発明の枠内では、光学的な光導体(ライトガイド)の第1端面として理解され、この第1端面は、実質的に光導体内の長手方向の伝播の経路に対して直角方向に向けられており、この第1端面に光を入射することできる:即ちこの光は、光学的な光導体により、できるだけ少ない損失で、第1端面とは反対側にある第2端面に導かれ、光出射面と呼ばれる第2端面を介して光導体から出射して放射される。
光入射面は、例えば、特有の光源に適合されているために且つ光導体への光源から放射された光のできるだけ多くの入射を可能にするために、平坦状、凸状、又は凹状の形状を有することができる。入射ベクトルは、光が最大で光導体に入射される空間内の方向を表す。勿論、光は、他の方向からも入射されることが可能であるが、この際、例えば、光入射面の表面における反射により、又は光導体の光学媒体を通過する入射された光の比較的長い光学経路により、比較的高い光学損失が発生する可能性がある。
多くの場合は主方向に関するものであるが、受信された又は送信された光エネルギーの強度の角度依存性は、放射特性又は受信特性と呼ばれる。放射特性又は受信特性が立体角にわたり均一ではないと、このことは、非等方性(異方性)と呼ばれ、方向作用(方向依存性)がある。
光導体の光入射面は、多くの場合、非等方性の受信特性を有する。光導体の光入射面のためには、入射ベクトルを用い、受信特性の最大値の方向を示すことができ、この際、入射ベクトルの方向は、光入射面に向かって指向されている。
発光ダイオードは、多くの場合、非等方性の放射特性を有する。発光ダイオードの光放射面のためには、放射ベクトルを用い、放射特性の最大値の方向を示すことができ、この際、放射ベクトルの方向は、光放射面から離れていくように指向されている。
好ましくは、多数の光源からのそれぞれの光源の光放射面と、多数の一次光学系からのそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面と光学系基準面に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法(離間間隔 Abstandsmass)を決定することができる。
それらの間隔寸法は、調整前に検出され、それによりそれぞれの基準面に関して与えられる。調整により、光面ないし光学系面に関するそれぞれの光源と一次光学系の間の間隔が設定され、これらの間隔は、調整された状態では、ゼロよりも大きい。
それにより光学的な構成要素である光源と一次光学系が接触しないことが達成され、このことは、例えば両方の構成要素の間の熱的な分離を達成するために有益であり得る。このことは、構成部材の寿命を長くする。
特に好ましくは、それらの間隔寸法から、変換関数により、回路基板の回路基板基準点又は保持器の保持器基準点において回路基板と保持器の間の間隔を記述する面間隔が導出可能であり、この際、好ましくは、この面間隔は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法のために設定されているように規定されている。
変換関数により、回路基板と保持器の間の物理的な間隔が規定され、この物理的な間隔は、全アセンブリにおいて間隔手段(スペーサ)により調整(設定)される。つまり含意的(ないし内在的)には、割り当てられた一次光学系に対する光源の改善された位置合わせが行われ、従って放射された光の一次光学系への入射結合(入射カップリング)の改善された効率が達成される。同時に、自動車投光器内で稼働中のアセンブリ(配置部材)に対する望まれない機械的又は熱的な影響を減少する又は防止するために、最低間隔が設定される。
それにより光学的な構成要素である光源と一次光学系が接触しないことが達成され、このことは、例えば2つの光学的な構成要素の間の機械的な分離を達成するために有益であり得る。このことは、投光器の構成部材の寿命を長くし、或いは構成部材の光学特性を維持することを可能にする。同時に面間隔は、一次光学系への光源から放射された光の最善の入射効率を保証するために、できるだけ小さく設定される。
多数の光源からのそれぞれの光源の光放射面から、好ましくは放射ベクトルの方向に放射された光と、多数の一次光学系からのそれぞれの一次光学系の光入射面に、好ましくは入射ベクトルの方向に入射された光とに基づき、光源とそれに割り当てられた一次光学系との各対(各ペア)のためには、好ましくは放射ベクトルと入射ベクトルの間の空間的な角度差から、それぞれの配向尺度(配向の程度 Orientierungsmass)が決定可能である。
それにより両方の構成要素の間の良好な光学的な結合が達成され、このことは、改善された光学的な効率をもたらす。
本発明の更なる一展開形態において、回路基板基準点と保持器基準点に関して光基準面と光学系基準面の間では、面ずれ変位量(面移動量)が決定可能であり、及び/又は、光基準面及び/又は光学系基準面の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配が決定可能であり、この面ずれ変位量及び/又は面勾配では、それぞれの配向尺度が最小化されており、好ましくは、光源とそれに割り当てられた一次光学系との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されている。
換言すると、光面と光学系面のこれらの面は、回路基板基準点と保持器基準点に関し、例えばx/y面内で互いに変位(シフト)されることが可能である。それに代わり又はそれに加え、これらの両方の面は、光面及び/又は光学系面の少なくとも1つの軸線の周りで回転されることが可能である。面ずれ変位量ないし面勾配を決定するために、配向尺度を使用することができ、この配向尺度により、光学的な構成要素である光源と一次光学系の互いの誤り位置(誤差)を特に簡単に決定することができる。
この際、変換関数は、それぞれの配向尺度が最小化されているように、好ましくは、光源とそれに割り当てられた一次光学系との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されているように、面ずれ変位量を決定することができる。それにより光学的な構成要素である光源と一次光学系の互いの誤り位置の特に簡単な決定が達成される。
好ましくは、光源の光放射面の位置は、近似的に光面内に位置し、及び/又は一次光学系の光入射面の位置は、近似的に光学系面内に位置し、この際、好ましくは、これらの面の近似は、それぞれベストフィット面(最良適合面)の決定により行われる。
この関連において、近似(Approximieren)とは、1つの面が、空間内に分散された多数の点により置かれる(形成される、ないし規定される)こととして理解され、この際、その面は、多数の点を代表すべきである。またこの際、ベストフィット面は、当業者にとって数学的に既知の概念である。
間隔手段の方向は、好ましくは、光学系基準面に対して直角方向に延在する。
間隔手段が、好ましくは保持器と回路基板の間に配置されたそれぞれ適合プレート(調整プレート)の形式で構成されていると、有利であり、この際、それに加え、それぞれ結合手段が、ねじの形式で設けられており、結合手段は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と固定結合する。
また、間隔手段が、好ましくは保持器と追加保持器の間に配置された好ましくはそれぞれ適合プレートの形式の間隔手段により構成されており、それに加え、好ましくはねじの形式の位置調節可能な結合手段と、弾性的な固定クランプ部材とをそれぞれ有すると、有利であり、この際、固定クランプ部材は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合する。追加保持器は、2つの構成部材の間の機械的なアダプタとして用いられる。
間隔手段が、好ましくは保持器と追加保持器の間に配置された好ましくは適合プレートの形式の間隔手段により構成されており、これらの間隔手段が、それに加え、好ましくは接着剤の形式の位置調節可能な結合手段をそれぞれ有すると、有利であり、この際、この接着剤は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合する。
間隔手段が、好ましくはねじの形式の位置調節可能な結合手段と、弾性的な固定クランプ部材とを有すると、特に有利であり、この際、固定クランプ部材は、好ましくは追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と結合し、また所定の結合手段は、固定クランプ部材を追加保持器と固定結合し、所定の結合手段は、固定クランプ部材を保持器と固定結合する。
また、好ましくは保持器と一体的に形成された間隔手段が、好ましくはねじの形式の結合手段を有すると、有利であり、この際、結合手段は、好ましくは、載置面を有する追加保持器及び該追加保持器と固定結合された冷却体を介し、保持器を回路基板と固定結合し、この際、保持器又は追加保持器は、形状において、特に載置面の位置又は向き、或いは保持器の対応の載置面の位置又は向きにおいて、間隔手段のために最適の高さが達成されるように適合されており、好ましくは、追加保持器は、更にセンタリング突部(ドーム)を有し、このセンタリング突部(ドーム)は、保持器と回路基板の間の所望の位置合わせを達成するために、保持器における対応のセンタリング開口部と協働する。
本発明による課題は、冒頭に記載した形式の方法によっても解決され、この際、
多数の光源からの光源は、それぞれ光放射面を有し、共通の回路基板上に配置されており、
回路基板のためには、回路基板基準点と、回路基板に関する光基準面とが決定可能であり、この際、光基準面は、少なくとも3つの光基準点により規定され、好ましくは、回路基板基準点は、光基準面内に置かれており、
多数の一次光学系からの一次光学系は、それぞれ光入射面とそれぞれ光出射面を有し、共通の保持器により定位置に保持されており、
この際、多数の光源からの各光源には、それぞれ多数の一次光学系からの一次光学系が割り当てられており、
多数の光源からの各光源は、それぞれの光放射面から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射するように構成されており、
保持器のためには、保持器基準点と、保持器に関する光学系基準面とが決定可能であり、光学系基準面は、少なくとも3つの光学系基準点により規定されており、好ましくは、保持器基準点も、光学系基準面内に置かれており、
それぞれ光基準点と光学系基準点において、回路基板、又は回路基板が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器、又は保持器が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段が配置されており、
この際、少なくとも3つの間隔手段の長さと向きは、回路基板基準点と保持器基準点の間、及び光基準面と光学系基準面の間の幾何学的な変換を記述する変換関数に従って規定されており、
この際、光基準面と回路基板基準点に関する光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面が形成され、
光学系基準面と保持器基準点に関する一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面が形成され、
光面は、できるだけ多くの光が光放射面から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面に入射結合されるように、光学系面に関して位置合わせされており、
それぞれ光基準点と光学系基準点の間に延在する支点対(支点ペア)による間隔三組(間隔トリプル)が、変換関数から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段は、大きさと方向に関して間隔三組の支点対を実現している。
本方法では、以下のステップが実行される:
− 測定装置により、光基準面と回路基板基準点に関する多数の光源からの光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 測定装置に含まれる計算装置により、多数の光源からの光源の検知された光放射面の空間的な位置及び/又は向きから光面を計算するステップ、
− 測定装置により、光学系基準面と保持器基準点に関する多数の一次光学系からの一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ、
− 計算装置により、多数の一次光学系からの一次光学系の光入射面の検知された空間的な位置及び/又は向きから光学系面を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数を計算するステップ、
− 計算装置により、変換関数から、支点対による間隔三組を決定するステップ、
− 少なくとも3つの間隔手段を、光基準点と光学系基準点において、回路基板又は回路基板が機械的に固定結合された構成部材或いは構成部材結合体と、保持器との間に配置するステップ、
− それぞれの基準点に従い、光面ないし光学系面について保持器を位置合わせするステップ、
− 少なくとも1つの結合手段により、保持器を位置固定するステップ。
本発明による方法により、一次光学系への放射された光の入射の効率が簡単且つ低コストの方式で改善されることが達成される。
結合手段としては、例えば、ねじ又は接着剤を用いることができる。
ねじが結合手段として使用される場合には、ねじを受容するために保持器に適切な大きさで作り込まれた開口部により、光面ないし光学系面についての位置合わせを行うことができる。
本方法の好ましい更なる一展開形態は、多数の光源からのそれぞれの光源の光放射面と、多数の一次光学系からのそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面と光学系基準面に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法が計算装置により検出されることにある。
間隔寸法から、変換関数により、回路基板の回路基板基準点又は保持器の保持器基準点において回路基板と保持器の間の間隔を記述する面間隔が検出されると、有利であり、この際、好ましくは、この面間隔は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法のために設定されるように決定される。
多数の光源からのそれぞれの光源が、光放射面から光を、好ましくは放射ベクトルの方向に放射し且つ多数の一次光学系からのそれぞれ割り当てられた一次光学系の光入射面に、好ましくは入射ベクトルの方向から入射するように構成されており、更に光源とそれに割り当てられた一次光学系との各対のためには、それぞれの配向尺度が計算装置により検出され、この配向尺度は、それぞれ放射された光とそれぞれ入射された光との入射結合状態に対応し、好ましくは、放射ベクトルと入射ベクトルの間の空間的な角度差から検出されると、有利である。
更に、回路基板基準点と保持器基準点に関する光基準面と光学系基準面の間の面ずれ変位量、及び/又は、光基準面及び/又は光学系基準面の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配が、好ましくはそれぞれの配向尺度から、それぞれの配向尺度が最小化され、好ましくは、光源とそれに割り当てられた一次光学系との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されるように達成されると、有利である。
配向尺度は、調整(アジャスト)前に検出され、それによりそれぞれの基準面に関して定められる。調整により、光面ないし光学系面に関するそれぞれの光源と一次光学系の間の向きが設定される。
従って、調整された状態で光面と光学面は、互いに平行に延在し、更に最小間隔を有することを達成することができる。この最小間隔は、例えば、自動車投光器内の信頼性のある稼働を可能にするために、光源と一次光学系の互いの配置に対する機械的又は熱的な要求に基づき維持されなくてはならない最小の間隔である。
光源の光放射面の位置が近似的に光面内に置かれ、及び/又は一次光学系の光入射面の位置が近似的に光学系面内に置かれていると、好ましく、この際、好ましくは、それらの面の近似は、それぞれベストフィット面の決定により行われる。
間隔手段の方向が光学系基準面に対して直角方向に延在すると、特に有利である。
本発明による方法の更なる構成により、本発明による装置の利点も達成される。
特に乗用車やオートバイを含める自動車用のライトモジュール又は自動車投光器(例えば自動車前照灯)が、例えば構成部材用の冷却装置、制御電子装置、更なる光学要素、機械的な位置調節装置、ないし保持機構のような、言及されていない更に多数の他の部材を含むことは、当業者にとって明らかである。またライトモジュールが自動車投光器の一部であることも、明らかである。
以下、本発明と更なる利点について、添付の図面に具体的に図示された、限定ではない実施例に基づき、詳細に説明する。
本発明による一自動車投光器の第1実施例を縦断面図として示す図である。 図1の投光器において複数の一次光学系を備えた保持器を上から見た図である。 第1の取付位置における図1の投光器の概要側面図を示す図である。 第2の取付位置における図1の投光器の概要側面図を示す図である。 図1の投光器の原理的な構造の説明図を斜視図として示す図である。 本発明による一自動車投光器の第2実施例を縦断面図として示す図である。 本発明による一自動車投光器の第3実施例を縦断面図として示す図である。 本発明による一自動車投光器の第4実施例を縦断面図として示す図である。 本発明による一自動車投光器の第5実施例を縦断面図として示す図である。 図9の投光器において複数の一次光学系を備えた保持器を上から見た図である。 本発明による方法の一実施例のフローチャートを示す図である。 図11による、複数の一次光学系の光入射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するための方法ステップの説明図を示す図である。 図11による、複数の光源の光放射面の空間的な位置及び/又は向きを検知するための方法ステップの説明図を示す図である。
図面には、本発明に関し、投光器において重要な部材が図示されており、この際、投光器が、特に乗用車やオートバイを含める自動車において目的に適った使用を可能とする多数の他の非図示の部材も含んでいることは、明らかである。つまり一目瞭然性のために、例えば、ハウジング、制御電子装置、投射光学系のような更なる光学要素、機械的な位置調節装置、ないし保持機構などは、示されていない。従って図面の自動車投光器は、極めて簡略化されて図示され、例えば自動車投光器のライトモジュールと見なすこともできる。
図1から図5は、自動車投光器(例えば自動車前照灯)1を有する本発明の第1実施例を示しており、自動車投光器1は、多数の光源110、120、130と多数の一次光学系210、220、230とを含んでいる。
図1は、自動車投光器1の一断面を側面図として示している。光源110、120、130の全体は、符号100(図5)によっても示されるものとする。
光源110、120、130は、それぞれ光放射面111、121、131を有し、共通の回路基板(導体プレート)50上に配置されている。
回路基板50のためには、回路基板基準点51と、回路基板50に関する光基準面10(図3〜図5)とが決定可能である。光基準面10は、少なくとも3つの光基準点11、12、13により規定され、回路基板基準点51は、光基準面10内に置かれている。
回路基板50が固定されている構成部材又は構成部材結合体(複数の構成部材を結合したもの)が同様に構成部材基準点を有することができることは、明らかである。構成部材基準点は、回路基板基準点51に対して固定の既知の関係にあり、従って構成部材基準点を、調整(アジャスト)のために基準点として使用することもでき、例えば、回路基板基準点51の代わりに使用されることもできる。そのような構成部材結合体は、例えば、冷却体90、追加保持器65、支持フレームなどを含むことができる。
より見やすい図示のために、図面には、基準点51と光源だけが記入され、回路基板50上の導体路(導体線路)は記入されていない。
図3は、調整されていない状態にある第1取付位置、即ち本発明による調整前の第1取付位置におけるアセンブリ(配置部材)を示している。
図4は、調整された状態にある第2取付位置、即ち本発明による調整後の第2取付位置における図3のアセンブリ(配置部材)を示している。
図3と図4は、光源110、120、130の例示の配置状態を示しており、これらの光源は、回路基板50上に配置され、半田箇所55、56、57においてそれぞれ半田により取り付けられ、コンタクトされている。半田付けプロセスの過程では、光源110、120、130、好ましくは半導体光源、例えば発光ダイオードの形式の半導体光源が、回路基板50の回路基板基準点51ないし光基準面10、例えば回路基板50の表面に対する目標位置又は目標向きに対してずらされ、即ち位置ずれがあり、又は空間的に回転されていることが起こり得る。特には、例えば施される半田量が異なることが原因で、z方向の高さに関する発光ダイオードの位置も異なることがあり、それにより光放射面111、121、131は、異なる位置を有することになる。図3と図4では、そのようなねじれ(ないしずれ)が説明のために極めて誇張されて図示されている。光源110、120、130は、電気的に制御され、この際、回路基板50上には、導体路の形式の(非図示の)電気的な配線が設けられている。
一次光学系210、220、230は、それぞれ光入射面211、221、231とそれぞれ光出射面212、222、232を有し、共通の保持器(ホルダ)60により定位置に保持されている。
各光源110、120、130には、それぞれ一次光学系210、220、230が割り当てられている。一次光学系210、220、230の全体は、符号200(図5)によっても示されるものとする。
このアセンブリの中心的な部分である保持器60は、図2では、光入射面211、221、231を上から見た図として図示されている。それに加え、保持器60上に配置された間隔手段41、42、43を見ることができる。
各光源110、120、130は、それぞれの光放射面111、121、131から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面211、221、231に入射するように構成されている。
保持器60のためには、保持器基準点61と、保持器60に関する光学系基準面20(図3〜図5)とが決定可能であり、光学系基準面20は、少なくとも3つの光学系基準点21、22、23により規定され、光学系基準面20内には、保持器基準点61も置かれている。
図3と図4は、例として、位置と向きについて、保持器60の保持器基準点61ないし光学系基準面20、例えば保持器60の表面に対する目標位置又は目標向きに対してずらされて、即ち位置ずれを伴って、又は空間的に回転されて配置されている一次光学系210、220、230を示しており、このことは、保持器60又は一次光学系210、220、230の製造時の不正確さや許容誤差により引き起こされていることがある。図3と図4では、そのようなねじれ(ないしずれ)が説明のために極めて誇張されて図示されている。
少なくとも3つの間隔手段41、42、43が、回路基板50及び追加保持器65を含んだ構成部材結合体と、保持器60との間で、それぞれ光基準点11、12、13と光学系基準点21、22、23において配置されている。
回路基板50は、追加保持器65と結合された冷却体(ヒートシンク)90上に固定されている。冷却体90と追加保持器65は、1つの構成部材結合体を構成し、回路基板50は、この構成部材結合体と機械的に固定結合されている。従って3つの間隔手段41、42、43は、この構成部材結合体の追加保持器65上に載置され、回路基板50を保持器60と結合させている。少なくとも3つの間隔手段41、42、43の長さと向きは、所定の変換関数70(図5)に従って固定されており、変換関数70は、回路基板基準点51と保持器基準点61の間、及び光基準面10と光学系基準面20の間の幾何学的な変換を記述する。
換言すると、変換関数70は、光基準面10と光学系基準面20の間の幾何学的な相互関係を記述する。変換関数70は、物理的特徴ではなく、演算値(オペランド)である。
光基準面10と回路基板基準点51に関する光源110、120、130の光放射面111、121、131の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面15が形成される。
光学系基準面20と保持器基準点61に関する一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面25が形成される。
光面15は、できるだけ多くの光が光放射面111、121、131から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面211、221、231に入射結合されるように、光学系面25に関して位置合わせされる。
変換関数70から、支点対(支点ペア)31、32、33による間隔三組(間隔トリプル)30が決定可能であり、これらの支点対は、それぞれ光基準点11、12、13と光学系基準点21、22、23の間に延在する。
少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、大きさと方向に関して間隔三組30の支点対31、32、33を実現している。
保持器60は、保持器基準点61と、保持器60上に光学系基準面20とを有する。光学系基準面20は、少なくとも3つの光学系基準点21、22、23により規定され、光学系基準面20内には、保持器基準点61も置かれている。
図4では、調整された状態で光面15が光学系面25と平行であることを見ることができる。
図5は、それぞれ対応の放射ベクトル112、122、132を有する光源110、120、130と、それぞれ対応の光入射面211、221、231を有する一次光学系210、220、230との配置構成を模式的に示しており、それらは、回路基板基準点51ないし回路基板50の光基準面10に対する目標位置又は目標向きに対し、或いは保持器基準点61ないし保持器60の光学系基準面20に対する目標位置又は目標向きに対し、ずれを有する。放射ベクトル112、122、132は、通常、構造形式に起因し、光源110、120、130の光放射面111、121、131の位置と向きに対して固定的な関係にある。
光面15は、光基準面10に関して空間的な光(面)角度16(図3)で傾いている。
光学系面25は、光学系基準面20に関して空間的な光学系(面)角度26(図3)で傾いている。
変換関数70は、特に光基準面10ないし光学系基準面20に対して横方向での保持器基準点61に関する回路基板基準点51のずれ変位(シフト)、並びに角度16、26によるこれらの両方の面10、20の空間的な回転を記述することができる。つまり初めの結合間隔310、320、330を、減少された結合間隔311、321、331に変換することができ、この際、光源と一次光学系の間に直接的な機械的コンタクトを作らないようにするために、最小結合間隔を維持することができ、ここで、光源と一次光学系の間に直接的な機械的コンタクトを作らないようにするということは、そうでなければ、自動車投光器1の稼働中の困難な周囲条件において、不利(不都合)になってしまう。
変換関数70が、1つの方向のずれ変位の場合も複数の方向のずれ変位の場合も記述できることは、明らかである。同様に変換関数70が、1つの軸線の周りの回転の場合も複数の軸線の周りの回転の場合も記述できることも、明らかである。更に変換関数70が、一般的に1つ又は複数のずれ変位と1つ又は複数の回転との組み合わせを記述できることは、当業者には明らかである。
支点対31、32、33による間隔三組30は、図5では、象徴的に双方向矢印により図示され、これらの双方向矢印(11と21の間、12と22の間、13と23の間)は、変換関数70により表現され、また光学系基準点21、22、23における支点と、光基準点11、12、13における支点との対ごとの位置の割り当てを記述する。
本発明による配置構成により、一次光学系(内)へ放射された光の入射結合の効率が簡単で且つ低コストの方式で改善されることが達成される。
好ましくは、それぞれの光源110、120、130の光放射面111、121、131と、それぞれ割り当てられた一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面10と光学系基準面20に対して直角方向に少なくとも3つの間隔寸法(離間間隔 Abstandsmass)310、320、330が規定されている。それにより光学的な構成要素である光源110、120、130と一次光学系210、220、230が接触しないことが達成され、このことは、例えば両方の構成要素の間の熱的な分離を達成するために有益であり得る。このことは、構成部材の寿命にとって有益である。
特に好ましくは、間隔寸法310、320、330から、変換関数70を用い、回路基板50の回路基板基準点51又は保持器60の保持器基準点61において回路基板50と保持器60の間の間隔を記述する面間隔300を決定することができ、この際、好ましくは、面間隔300は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法310、320、330のために設定されているように決定されている。それにより光学的な構成要素である光源110、120、130と一次光学系210、220、230が接触しないことが達成され、このことは、例えば2つの光学的な構成要素の間の機械的な分離を達成するために有益であり得る。
光放射面111、121、131から放射された光と、光入射面211、221、231に入射された光とに由来し、光源110、120、130とそれに割り当てられた一次光学系210、220、230との各対(各ペア)のためには、それぞれの配向尺度(配向の程度 Orientierungsmass)が決定可能である。
例えば、光の放射は、主に放射ベクトル112、122、132の方向に生じ、例えば、光の入射は、入射ベクトル213、223、233の方向から行われる。
従って光源110、120、130とそれに割り当てられた一次光学系210、220、230との各対のためには、それぞれの配向尺度が得られ、この配向尺度は、それぞれ放射された光とそれぞれ入射された光との入射結合状態に対応し、好ましくは、放射ベクトル112、122、132と入射ベクトル213、223、233の間の空間的な角度差から決定されている。両方の構成要素の間の良好な光学的な結合により、投光器の改善された光学的な効率を達成することができる。
本発明の更なる一展開形態では、回路基板基準点51と保持器基準点61に関する光基準面10と光学系基準面20の間の面ずれ変位量(面シフト量)301について変換関数70を決定することができる。それに代わり又はそれに加え、光基準面10及び/又は光学系基準面20の少なくとも1つの軸線の周りでの面勾配16、26について変換関数70を決定することできる。それにより光学的な構成要素である光源110、120、130と一次光学系210、220、230の互いの誤り位置の特に簡単な決定が達成される。
変換関数70は、それぞれの配向尺度が最小化されているように、好ましくは光源110、120、130とそれに割り当てられた一次光学系210、220、230との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されているように、面ずれ変位量301を固定することができる。それにより光学的な構成要素である光源110、120、130と一次光学系210、220、230の互いの誤り位置の特に簡単な決定が達成される。
好ましくは、光源110、120、130の光放射面111、121、131の位置は、近似的に光面15内に位置し、及び/又は一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の位置は、近似的に光学系面25内に位置し、この際、好ましくはこれらの面の近似は、それぞれベストフィット面(最良適合面)の決定により行われる。
この関連において、近似(Approximieren)とは、1つの面が、空間内に分散された多数の点により置かれる(形成ないし規定される)こととして理解され、この際、その面は、多数の点を表すべきである。ベストフィット面は、既知の数学的な適合法、例えば最小二乗法により実行される。
空間内で個々の点の間におおよそ位置する1つの面を決定する近似ないし近似値を算出するには、多くの様々な可能性がある。例えば、それぞれ面に対して直角方向に測定された、面に対する点の間隔を、平均して最小化することができる。或いは、例えば、複数の点の部分量のためだけに平均値が決定されることにより、面を決定することもできる。この際、この部分量は、例えば、面の中央に置かれた複数の点として規定されていることが可能であり、この際、中央に置かれた複数の点は、自動車投光器の配光内の中央に置かれた光部分のためにあるべきであり、またそれらに対応している。
他方、複数の光源の放射ベクトルの向き、ないし複数の一次光学系の入射ベクトルの向きも、空間内で個々の点の間におおよそ位置する1つの面を決定する近似ないし近似値を算出するために使用することができる。この際、その面は、複数の光源の放射ベクトルと複数の一次光学系の入射ベクトルが互いにできるだけ良好に位置合わせされているか、又はこのアスペクトがベクトルの少なくとも1つの部分量のためにできるだけ良好に一致するように、決定されることが可能である。
更に、直前に記載したベクトルを基礎とした近似と、前記の間隔を基礎とした近似とからの組み合わせも可能である。この近似バリエーションでは、算出されたベストフィット面の位置により、全体のために即ち全ての構成部材(多数の光源と多数の1次光学系)のために設けられた最小間隔が維持されて、光の入射結合に関し、特に良好な結果が達成可能である。
近似ないし近似値は、それぞれ全体のために即ち多数の光源と多数の1次光学系のために決定されるべきである。算定の際には、例えば、個々の光源及び/又は一次光学系の位置に関する最大値/極大と最小値/極小を決定することができ、それに起因し、反復法によりベストフィット面を算定することができる。
更に、組み合わせにおいて、変換関数の決定からのパラメータをそれぞれのベストフィット面の算定に使用することができる。
図示の実施例において、間隔手段41、42、43の方向は、光学系基準面20に対して直角方向に延在する。
図1のライトモジュール1において、間隔手段41、42、43は、例えばそれぞれ間隔プレート又は適合プレート(調整プレート)の形式で構成されており、好ましくは、保持器60と、追加保持器65、冷却体90、回路基板50を含んだ構成部材結合体との間に配置されている。適合プレートのための一実施形態は、例えば、所望の高さを有するワッシャないしシム、又は保持器内の所定領域のフライス加工部の形式による保持器内に組み込まれた適合部であり、それにより結合手段としてねじヘッドが所望の高さで対応の載置状態を得る。
間隔手段41、42、43は、それぞれ、本発明による方法により変換関数70から決定された高さを有する。間隔手段41、42、43の高さにより、少なくとも3つの点を介して調節三角形が形成(規定)され、この調節三角形を用い、とりわけ光学系面25に関する光面15の位置合わせ(即ち配向)が行われる。
それに加え、好ましくはねじの形式の結合手段80、81が設けられている。結合手段80、81は、好ましくは追加保持器65及び該追加保持器65と固定結合された冷却体90を介し、保持器60を回路基板50と固定結合する。結合手段80、81は、保持器60内でも追加保持器85内でも開口部の形式の受容部に挿入されるように設けられている。更に追加保持器65の開口部には、それぞれねじ山部が設けられており、このねじ山部は、ねじを受容するために設けられている。間隔手段41、42、43は、例えば、高さが個々に適合されたワッシャないしシムとして構成され、これらを通ってねじが案内されている。
間隔手段41、42、43の位置、ないし開口部の形式の対応の受容部を伴う結合手段80、81の位置は、本発明による方法により、変換関数70から決定される。間隔手段41、42、43、ないし対応の受容部を伴う結合手段80、81の位置により、前記の少なくとも3つの点を介し、調節三角形が形成され、この調節三角形を用い、保持器基準点61に関する回路基板基準点51の位置合わせも行われる。
調整過程(アジャストプロセス)中に光学系面25に関して光面15の方向での変位を可能にするために、保持器60内に結合手段80、81を受容するための開口部は、横断面において、そこに受容されたねじよりも大きい。
図6は、自動車投光器2の第2実施例を示している。光源110、120、130と一次光学系210、220、230のような光学要素は、第1実施例に対応している。図1とは異なり、少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、それぞれ、好ましくは保持器560と追加保持器565の間に配置された適合プレートの形式の間隔手段541、542により構成され、それに加え、好ましくはねじの形式のそれぞれ位置調節可能な結合手段580、581と、弾性的な固定クランプ部材500、501とを有し、この際、固定クランプ部材500、501は、好ましくは追加保持器565及び該追加保持器565と固定結合された冷却体90を介し、保持器560を回路基板50と結合する。更なる説明は、第1実施例の説明に対応する。
この実施例において、第1構成部材結合体は、回路基板50と、冷却体90と、追加保持器565により構成されている。第2構成部材結合体は、保持器560と固定クランプ部材500、501から構成されている。
図7は、自動車投光器3の第3実施例を示している。光源110、120、130と一次光学系210、220、230のような光学要素は、第1実施例に対応している。図1とは異なり、少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、好ましくは保持器660と追加保持器665の間に配置された適合プレートの形式の間隔手段641、642により構成され、それに加え、好ましくは接着剤の形式のそれぞれ位置調節可能な結合手段685、686を有し、この際、接着剤は、好ましくは追加保持器665及び該追加保持器665と固定結合された冷却体90を介し、保持器660を回路基板50と結合する。更なる説明は、第1実施例の説明に対応する。
図8は、自動車投光器4の第4実施例を示している。光源110、120、130と一次光学系210、220、230のような光学要素は、第1実施例に対応している。図1とは異なり、少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、好ましくはねじの形式の位置調節可能な結合手段780、781、782、783と、弾性的な固定クランプ部材700、701とを有し、この際、固定クランプ部材700、701は、好ましくは追加保持器765及び該追加保持器765と固定結合された冷却体90を介し、保持器760を回路基板50と結合する。結合手段780、783は、固定クランプ部材700、701を追加保持器765と固定結合し、結合手段781、782は、固定クランプ部材700、701を保持器760と固定結合する。更なる説明は、第1実施例の説明に対応する。
この実施例において、第1構成部材結合体は、回路基板50と、冷却体90と、追加保持器765により構成されている。第2構成部材結合体は、保持器760と固定クランプ部材700、701から構成されている。
図9は、自動車投光器5の第5実施例を示している。光源110、120、130と一次光学系210、220、230のような光学要素は、第1実施例に対応している。図1とは異なり、少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、ねじの形式の結合手段880、881を有する。結合手段880、881は、好ましくは載置面810、811を有する追加保持器865及び該追加保持器865と固定結合された冷却体90を介し、保持器860を回路基板50と固定結合する。
この実施例において、構成部材結合体は、回路基板50と、冷却体90と、追加保持器865により構成されている。
保持器860又は追加保持器865は、その形状において、特に載置面810、811の位置と向きにおいて、間隔手段41、42、43(図1を参照)のために最適の高さが達成されるように適合されている。
間隔手段41、42、43(図1を参照)は、保持器860と一体的に形成されていることが可能である。
その適合は、変換関数に対応する正しい高さに保持器の載置面をフライス加工することにより行われる。それ故、この実施例において追加の間隔手段は不要であり、間隔手段は、保持器と一体的に構成されている。
追加保持器865は、更にセンタリング突部(ドーム)820、821を有し、センタリング突部(ドーム)820、821は、保持器860と回路基板50の間の所望の位置合わせを達成するために、保持器860における対応のセンタリング開口部825、826と協働する。
この目的のために、センタリング開口部825、826は、xy面内の最適の調整(アジャスト)を保証するために、変換関数に対応し、適切な箇所でフライス加工又は穿孔加工されることが可能である。
更なる説明は、第1実施例の説明に対応する。
図10は、図9のアセンブリの一部、即ち保持器60(図9の保持器860)を(光入射面の)上から見た図として示している。光入射面211、221、231と、間隔手段41、42、43を配置するための載置面810、811、812とを見ることができる。
図1から図10の実施例は、光基準点11、12、13と光学系基準点21、22、23において、回路基板50、又は回路基板50を含んだ第1構成部材結合体と、保持器60、560、660、760、860、又は保持器60、560、660、760、860を含んだ第2構成部材結合体との間に、少なくとも3つの間隔手段41、42、43を構成するための様々なバリエーションを示しており、これらは、要求に応じ、簡素性、操作性、コスト、又は重量に関して様々な利点を有する。
自動車投光器の調整過程(アジャストプロセス)は、好ましくは、図11から図13に図示された方法により行われることが可能である。本方法は、図1から図9の前記実施例の自動車投光器1、2、3、4、5に適用されることが可能であり、該自動車投光器は、以下のものを含む:
多数の光源100からの光源110、120、130を含み、これらの光源は、それぞれ光放射面111、121、131を有し、共通の回路基板50上に配置されており、
回路基板50のためには、回路基板基準点51と、回路基板50に関する光基準面10とが決定可能であり、この際、光基準面10は、少なくとも3つの光基準点11、12、13により規定され、回路基板基準点51も、光基準面10内に置かれており、
多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230を含み、これらの一次光学系は、それぞれ光入射面211、221、231とそれぞれ光出射面212、222、232を有し、共通の保持器60、560、660、760、860により定位置に保持されており、
この際、多数の光源100からの各光源110、120、130には、それぞれ多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230が割り当てられており、
多数の光源100からの各光源110、120、130は、それぞれの光放射面111、121、131から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面211、221、231に入射結合するように構成されており、
保持器60、560、660、760、860のためには、保持器基準点61と、保持器60、560、660、760、860に関する光学系基準面20とが決定可能であり、光学系基準面20は、少なくとも3つの光学系基準点21、22、23により規定されており、保持器基準点61も、光学系基準面20内に置かれており、
それぞれ光基準点11、12、13と光学系基準点21、22、23において、回路基板50、又は第1構成部材、又は回路基板50を有する第1構成部材結合体と、保持器60、560、660、760、860、又は第2構成部材、又は保持器60、560、660、760、860を有する第2構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段41、42、43が配置されており、
この際、少なくとも3つの間隔手段41、42、43の長さと向きは、回路基板基準点51と保持器基準点61の間、及び光基準面10と光学系基準面20の間の幾何学的な変換を記述する変換関数70に従って規定されており、
この際、光基準面10と回路基板基準点51に関する光源110、120、130の光放射面111、121、131の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面15が形成され、
光学系基準面20と保持器基準点61に関する一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面25が形成され、
光面15は、できるだけ多くの光が光放射面111、121、131から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面211、221、231に入射されるように、光学系面25に関して位置合わせされており、
それぞれ光基準点11、12、13と光学系基準点21、22、23の間に延在する支点対(支点ペア)31、32、33による間隔三組(間隔トリプル)30が、変換関数70から決定され、
そして少なくとも3つの間隔手段41、42、43は、大きさと方向に関して間隔三組30の支点対31、32、33を実現している。
図11に関連し、本方法900では、以下のステップが実行される:
− 測定装置7により、光基準面10と回路基板基準点51に関する多数の光源100からの光源110、120、130の光放射面111、121、131の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ910、
− 測定装置7に含まれる計算装置9により、多数の光源100からの光源110、120、130の検知された光放射面111、121、131の空間的な位置及び/又は向きから光面15を計算するステップ920、
− 測定装置7により、光学系基準面20と保持器基準点61に関する多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ930、
− 計算装置9により、多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の検知された空間的な位置及び/又は向きから光学系面25を計算するステップ940、
− 計算装置9により、変換関数70を計算するステップ950、
− 計算装置9により、変換関数70から、支点対31、32、33による間隔三組30を決定するステップ960、
− 変換関数70に対応する高さを有する少なくとも3つの間隔手段41、42、43を、光基準点11、12、13と光学系基準点21において、回路基板50と保持器60、560、660、760、860の間に配置するステップ970、
− それぞれの基準点11、12、13、21、22、23に従い、光面15ないし光学系面25について保持器60、560、660、760、860を位置合わせするステップ980、
− 結合手段80、81、580、581、685、686、780、783、880、881を用いて保持器60、560、660、760、860を位置固定するステップ990。
方法ステップ910及び920は、図11に図示されているように、方法ステップ930及び940と並行して実行されることが可能であるが、方法ステップ930及び940の後又は前に実行されることも可能である。
計算は、例えば測定装置7内に置かれた計算装置9において実行される。
図12は、方法ステップ930を図解している。センサ8を備えた測定装置7、例えばステレオカメラ(立体カメラ)又はレーザ三角測量装置は、測定すべき対象物が配置される座標テーブルを有する。測定装置7は、スライド運動のための座標テーブルと、対象物を検知するセンサ8とを適切に駆動制御し、座標テーブルのスライド運動に基づいて位置データを検知し、並びにセンサ8から対象物のセンサデータを呼び出すように構成されている。更に、検知された位置データとセンサデータは、更なる使用のために処理され、例えば、測定装置7のメモリ内に保存されることが可能である。
方法ステップ930において、測定すべき対象物は、一次光学系210、220、230と保持器60を含んだ、図1の自動車投光器1の光学系要素である。
測定中にセンサ8は、一次光学系210、220、230ないし保持器60に沿って動かされ、この際、センサ8の運動は、図12では双方向矢印により示唆されている。
測定により、ステレオカメラ8からのセンサデータを幾何学的に測定ないし評価することにより、光学系基準面20と保持器基準点61に関する多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の空間的な位置及び/又は向きが検知される。従って保持器基準点61も、ステレオカメラ8により検知され、それに対して保持器基準面20の位置は、測定装置7により決定されている。検出されたデータ20、25は、計算装置9に渡される。
図13は、方法ステップ910を図解し、方法ステップ910において、センサ8を備えた測定装置7は、前述の説明に従って使用されることが可能である。
方法ステップ910において、測定すべき対象物は、光源110、120、130と回路基板50を含んだ、図1の自動車投光器1の光要素である。
測定中にセンサ8は、光源110、120、130ないし回路基板50に沿って動かされ、この際、センサ8の運動は、図13では双方向矢印により示唆されている。
測定により、ステレオカメラ8からのセンサデータを幾何学的に測定ないし評価することにより、光基準面10と回路基板基準点51に関する多数の光源100からの光源110、120、130の光放射面111、121、131の空間的な位置及び/又は向きが検知され、それに対して光基準面10の位置は、測定装置7により決定されている。検出されたデータ10、15は、測定装置7に含まれた計算装置9に渡される。
本発明による方法により、簡単且つ低コストの方式で、光源と一次光学系をよりよく互いに位置合わせ(即ち配向)し、それにより一次光学系への放射された光の入射結合の効率を改善することが達成される。
本方法の好ましい更なる一展開形態は、多数の光源100からのそれぞれの光源110、120、130の光放射面111、121、131と、多数の一次光学系200からのそれぞれ割り当てられた一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231との間において、互いに平行に延在する光基準面10と光学系基準面20に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法310、320、330が計算装置9により検出されることにある。
間隔寸法310、320、330から、面間隔300が検出され、面間隔300が、回路基板50の回路基板基準点51又は保持器60の保持器基準点61において回路基板50と保持器60、560、660、760、860の間の間隔を決定するために、変換関数70の計算の際に使用されると、有利であり、この際、好ましくは、面間隔300は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法310、320、330のために設定されているように決定される。
多数の光源100からの光源110、120、130は、光を光放射面111、121、131から放射するように構成されている。例えば、光の放射は、主に放射ベクトル112、122、132の方向に生じる。その光は、例えば入射ベクトル213、223、233の方向から、多数の一次光学系200からのそれぞれ割り当てられた一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231に入射結合される。従って光源110、120、130とそれに割り当てられた一次光学系210、220、230との各対のためには、それぞれの配向尺度が得られ、この配向尺度は、それぞれ放射された光とそれぞれ入射された光との入射結合状態に対応し、例えば計算装置9により検出され、また配向尺度は、好ましくは、放射ベクトル112、122、132と入射ベクトル213、223、233の間の空間的な角度差から決定される。
本発明は、有利には、変換関数70を計算する際に、それぞれの配向尺度から、回路基板基準点51と保持器基準点61に関する光基準面10と光学系基準面20の間の面ずれ変位量301、及び/又は、光基準面10及び/又は光学系基準面20の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配16、26が検出されると、更に展開され得る。好ましくは、変換関数70を計算する際に、面ずれ変位量301は、それぞれの配向尺度が最小化されるように、好ましくは光源110、120、130とそれに割り当てられた一次光学系210、220、230との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されるように、決定される。
一対の光源と一次光学系のもとでは、一次光学系に割り当てられた光源として、この光源により放射された光が、割り当てられた一次光学系の光入射面に入射結合されるという光源として理解される。一次光学系は、例えば、長さにわたって増加する横断面を有する長手方向に延在する光導体(ライトガイド)に対応する。
投光器内の一次光学系は、例えば、多数の光導体を有し、投光器内の回路基板上には、例えば、多数の発光ダイオードが配置されている。
図1の実施例は、自動車投光器1の多数の一次光学系200からの一次光学系210、220、230の光出射面212、222、232を示しており、これらの光出射面は、例えば、非図示の投射光学系のペッツヴァル面内に置かれていることが可能であり、その投射光学系は、車両内の取り付け状態において光を光像として車両の前方に投射する。
例えば、計算装置9(図12と図13を参照)は、光源110、120、130の光放射面111、121、131の位置が近似的に光面15内に置かれている光面15、及び/又は一次光学系210、220、230の光入射面211、221、231の位置が近似的に光学系面25内に置かれている光学系面25を、好ましくはそれぞれベストフィット面を決定することにより決定することができる。
間隔手段41、42、43の方向が光学系基準面20に対して直角方向に延在すると、特に有利である。
本発明による方法の更なる構成により、本発明による装置の利点も達成される。
本発明の更なる構成及び実施形態の前記の特徴が、個々の更なる利点又は組み合わせ可能な更なる利点を達成するために、互いに組み合わせ可能であることは、明らかである。
1〜5 自動車投光器、ライトモジュール
7 測定装置
8 センサ
9 計算装置
10 光基準面
11、12、13 光基準点
15 光面
16 光(面)角度
20 光学系基準面
21、22、23 光学系基準点
25 光学系面
26 光学系(面)角度
30 間隔三組(間隔トリプル)
31、32、33 支点対(支点ペア)
41、42、43、
541、542、
641、642 間隔手段
810、811、812 載置面
50 回路基板
51 回路基板基準点
55、56、57 半田付け箇所
60、560、660、
760、860 保持器
61 保持器基準点
65、565、665、
765、865 追加保持器
70 変換関数
80〜83、
580〜583、
680、681、685、686、
780〜785、
880〜883 結合手段
90 冷却体
100 多数の光源
110、120、130 光源
111、121、131 光放射面
112、122、132 放射ベクトル
200 多数の一次光学系
210、220、230 一次光学系
211、221、231 光入射面
212、222、232 光出射面
213、223、233 入射ベクトル
300 面間隔
301 面ずれ変位量
310、320、330、
311、321、331 結合間隔
500、501、
700、701 固定クランプ部材
820、821 センタリング突部(ドーム)
825、826 センタリング開口部
900〜990 方法ステップ

Claims (17)

  1. 多数の光源(110,120,130)と多数の一次光学系(210,220,230)を有するライトモジュールを備えた自動車投光器あって、
    各光源(110,120,130)には、それぞれ一次光学系(210,220,230)が割り当てられており、
    光源(110,120,130)は、それぞれ光放射面(111,121,131)を有し、共通の回路基板(50)上に配置されており、
    一次光学系(210,220,230)は、それぞれ光入射面(211,221,231)とそれぞれ光出射面(212,222,232)を有し、共通の保持器(60,560,660,760,860)により定位置に保持されており、
    各光源(110,120,130)は、それぞれの光放射面(111,121,131)から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)に入射結合するように構成されており、
    回路基板(50)又は回路基板(50)が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器(60,560,660,760,860)又は保持器(60,560,660,760,860)が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体との間には、少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)が設けられており、
    回路基板(50)のためには、回路基板基準点(51)と、回路基板(50)に関する光基準面(10)とが決定可能であり、光基準面(10)は、少なくとも3つの光基準点(11,12,13)により規定され
    保持器(60,560,660,760,860)のためには、保持器基準点(61)と、保持器(60,560,660,760,860)に関する光学系基準面(20)とが決定可能であり、光学系基準面(20)は、少なくとも3つの光学系基準点(21,22,23)により規定され
    少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)は、それぞれ光基準点(11,12,13)と光学系基準点(21,22,23)において配置されており、
    光基準面(10)と回路基板基準点(51)に関する光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面(15)が検出可能であり、
    光学系基準面(20)と保持器基準点(61)に関する一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面(25)が検出可能であり、
    光面(15)は、できるだけ多くの光が光放射面(111,121,131)から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面(211,221,231)に入射結合されるように、光学系面(25)に関して位置合わせされており、
    少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)の長さと向きは、回路基板基準点(51)と保持器基準点(61)の間、及び光基準面(10)と光学系基準面(20)の間の幾何学的な変換を記述する変換関数(70)に従って規定されており、
    それぞれ光基準点(11,12,13)と光学系基準点(21,22,23)の間に延在する支点対(31,32,33)による間隔三組(30)が、変換関数(70)から決定され、
    そして少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)は、大きさと方向に関して間隔三組(30)の支点対(31,32,33)を実現していること、
    を特徴とする自動車投光器。
  2. 当該自動車投光器(1,2,3,4,5)は、それぞれの光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)と、それぞれ割り当てられた一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面(10)と光学系基準面(20)に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法(310,320,330)がある配置構成を有すること
    を特徴とする、請求項1に記載の自動車投光器
  3. 間隔寸法(310,320,330)から、変換関数(70)により、回路基板基準点(51)又は保持器基準点(61)において回路基板(50)と保持器(60,560, 660,760,860)の間の間隔を記述する面間隔(300)が導出可能であり、の面間隔(300)は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法(310,320,330)のために設定されているように設定されていること
    を特徴とする、請求項2に記載の自動車投光器
  4. 光放射面(111,121,131)から射ベクトル(112,122,132)の方向に放射された光と、光入射面(211,221,231)に射ベクトル(213,223,233)の方向に入射結合された光とに基づき、光源(110,120,130)とそれに割り当てられた一次光学系(210,220,230)との各対のためには、射ベクトル(112,122,132)と入射ベクトル(213,223,233)の間の空間的な角度差から、それぞれの配向尺度が決定可能であること
    を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動車投光器
  5. 回路基板基準点(51)と保持器基準点(61)に関して光基準面(10)と光学系基準面(20)の間では、面ずれ変位量(301)が決定可能であり、及び/又は、光基準面(10)及び/又は光学系基準面(20)の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配(16,26)が決定可能であり、この面ずれ変位量及び/又は面勾配においては、それぞれの配向尺度が最小化されており、又は光源(110,120,130)とそれに割り当てられた一次光学系(210,220,230)との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されていること
    を特徴とする、請求項4に記載の自動車投光器
  6. 光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)の位置は、近似的に光面(15)内に置かれ、及び/又は一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の位置は、近似的に光学系面(25)内に置かれており、れらの面(15,25)の近似は、それぞれベストフィット面の決定により行われること
    を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自動車投光器
  7. 間隔手段(41,42,43)は、持器(60)と回路基板(50)の間に配置されたそれぞれ適合プレートの形式で構成されており、それに加え、それぞれ結合手段(80,81)が、じの形式で設けられており、結合手段(80,81)は、加保持器(65)及び該追加保持器(65)と固定結合された冷却体(90)を介し、保持器(60)を回路基板(50)と固定結合すること
    を特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の自動車投光器
  8. 間隔手段(41,42,43)は、持器(560)と追加保持器(565)の間に配置されたそれぞれ適合プレート(541,542)の形式で構成されており、それに加え、じの形式の位置調節可能な結合手段(580,581)と、弾性的な固定クランプ部材(500,501)とをそれぞれ有し、固定クランプ部材(500,501)は、加保持器(565)及び該追加保持器(565)と固定結合された冷却体(90)を介し、保持器(560)を回路基板(50)と結合すること
    を特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の自動車投光器
  9. 間隔手段(41,42,43)は、持器(660)と追加保持器(665)の間に配置されたそれぞれ適合プレート(641,642)の形式で構成されており、これらの間隔手段は、それに加え、接着剤の形式の位置調節可能な結合手段(685,686)をそれぞれ有し、この接着剤は、加保持器(665)及び該追加保持器(665)と固定結合された冷却体(90)を介し、保持器(660)を回路基板(50)と結合すること
    を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の自動車投光器
  10. 間隔手段(41,42,43)は、位置調節可能な結合手段(780,781,782,783)と、弾性的な固定クランプ部材(700,701)とを有し、固定クランプ部材(700,701)は、加保持器(765)及び該追加保持器(765)と固定結合された冷却体(90)を介し、保持器(760)を回路基板(50)と結合し、所定の結合手段(780,783)は、固定クランプ部材(700,701)を追加保持器(765)と固定結合し、所定の結合手段(781,782)は、固定クランプ(700,701)を保持器(760)と固定結合すること
    を特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の自動車投光器
  11. 持器(860)と一体的に形成された間隔手段(41,42,43)は、結合手段(880,881)を有し、これらの結合手段(880,881)は、置面(810,811)を有する追加保持器(865)及び該追加保持器(865)と固定結合された冷却体(90)を介し、保持器(860)を回路基板(50)と固定結合し、保持器(860)又は追加保持器(865)は、形状において、又は載置面(810,811)の位置又は向き、或いは保持器(860)の対応の載置面の位置又は向きにおいて、間隔手段(41,42,43)のために最適の高さが達成されるように適合されており、加保持器(865)は、更にセンタリング突部(820,821)を有し、このセンタリング突部(820,821)は、保持器(860)と回路基板(50)の間の所望の位置合わせを達成するために、保持器(860)における対応のセンタリング開口部(825,826)と協働すること
    を特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の自動車投光器
  12. 自動車投光器(1,2,3,4,5)の多数の光源(110,120,130)と多数の一次光学系(210,220,230)を互いに調整するための方法あって、
    光源(110,120,130)は、それぞれ光放射面(111,121,131)を有し、共通の回路基板(50)上に配置されており、
    回路基板(50)のためには、回路基板基準点(51)と、回路基板(50)に関する光基準面(10)とが決定可能であり、光基準面(10)は、少なくとも3つの光基準点(11,12,13)により規定され
    一次光学系(210,220,230)は、それぞれ光入射面(211,221,231)とそれぞれ光出射面(212,222,232)を有し、共通の保持器(60,560,660,760,860)により定位置に保持されており、
    各光源(110,120,130)には、それぞれ一次光学系(210,220,230)が割り当てられており、
    各光源(110,120,130)は、それぞれの光放射面(111,121,131)から光を放射し且つそれぞれ割り当てられた光入射面(211,221,231)に入射結合するように構成されており、
    保持器(60,560,660,760,860)のためには、保持器基準点(61)と、保持器(60,560,660,760,860)に関する光学系基準面(20)とが決定可能であり、光学系基準面(20)は、少なくとも3つの光学系基準点(21,22,23)により規定され
    それぞれ光基準点(11,12,13)と光学系基準点(21,22,23)において、回路基板(50)又は回路基板(50)が機械的に固定結合された所定の構成部材或いは構成部材結合体と、保持器(60,560,660,760,860)との間には、少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)が配置されており、
    少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)の長さと向きは、回路基板基準点(51)と保持器基準点(61)の間、及び光基準面(10)と光学系基準面(20)の間の幾何学的な変換を記述する変換関数(70)に従って規定されており、
    光基準面(10)と回路基板基準点(51)に関する光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光面(15)が形成され、
    光学系基準面(20)と保持器基準点(61)に関する一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の空間的な位置及び/又は向きから、1つの光学系面(25)が形成され、
    光面(15)は、できるだけ多くの光が光放射面(111,121,131)から放射され且つそれぞれ割り当てられた光入射面(211,221,231)に入射結合されるように、光学系面(25)に関して位置合わせされており、
    それぞれ光基準点(11,12,13)と光学系基準点(21,22,23)の間に延在する支点対(31,32,33)による間隔三組(30)が、変換関数(70)から決定され、
    そして少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)は、大きさと方向に関して間隔三組(30)の支点対(31,32,33)を実現しており、
    当該方法(900)では、以下のステップが実行される:
    − 測定装置(7)により、源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ(910)、
    − 測定装置(7)に含まれる計算装置(9)により、光源(110,120,130)の検知された光放射面(111,121,131)の空間的な位置及び/又は向きから光面(15)を計算するステップ(920)、
    − 測定装置(7)により、次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の空間的な位置及び/又は向きを検知するステップ(930)、
    − 計算装置(9)により、一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の検知された空間的な位置及び/又は向きから光学系面(25)を計算するステップ(940)、
    − 計算装置(9)により、変換関数(70)を計算するステップ(950)、
    − 計算装置(9)により、変換関数(70)から、支点対(31,32,33)による間隔三組(30)を決定するステップ(960)、
    − 少なくとも3つの間隔手段(41,42,43)を、光基準点(11,12,13)と光学系基準点(21,22,23)において、回路基板(50)又は回路基板(50)が機械的に固定結合された構成部材若しくは構成部材結合体と、保持器(60,560,660,760,860)との間に配置するステップ(970)、
    − それぞれの基準点(11,12,13,21,22,23)に従い、光面(15)ないし光学系面(25)について保持器(60,560,660,760,860)を位置合わせするステップ(980)、
    − 少なくとも1つの結合手段(80,81,580,581,685,686,780,783,880,881)により、保持器(60,560,660,760,860)を位置固定するステップ(990)
    を特徴とする方法。
  13. それぞれの光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)と、それぞれ割り当てられた一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)との間には、調整されていない状態で互いに平行に延在する光基準面(10)と光学系基準面(20)に対して直角方向にそれぞれ間隔寸法(310,320,330)が検出されること
    を特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. 間隔寸法(310,320,330)から、変換関数(70)により、回路基板(50)の回路基板基準点(51)又は保持器(60)の保持器基準点(61)において回路基板(50)と保持器(60,560,660,760,860)の間の間隔を記述する面間隔(300)が検出され、の面間隔(300)は、予め定められた最小間隔が全ての間隔寸法(310,320,330)のために設定されているように規定されること
    を特徴とする、請求項13に記載の方法。
  15. それぞれの光源(110,120,130)は、光放射面(111,121,131)から光を射ベクトル(112,122,132)の方向に放射し且つそれぞれ割り当てられた一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)に射ベクトル(213,223,233)の方向から入射結合するように構成されており、光源(110,120,130)とそれに割り当てられた一次光学系(210,220,230)との各対のためには、それぞれの配向尺度が計算装置(9)により検出され、この配向尺度は、それぞれ放射された光とそれぞれ入射結合された光との入射結合状態に対応し、射ベクトル(112,122,132)と入射ベクトル(213,223,233)の間の空間的な角度差から検出されること
    を特徴とする、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 回路基板基準点(51)と保持器基準点(61)に関する光基準面(10)と光学系基準面(20)の間の面ずれ変位量(301)、及び/又は、光基準面(10)及び/又は光学系基準面(20)の少なくとも1つの軸線の周りの面勾配(16,26)は、それぞれの配向尺度が最小化され、又は光源(110,120,130)とそれに割り当てられた一次光学系(210,220,230)との全ての対の少なくとも75%のそれぞれの配向尺度が最小化されるように達成されること
    を特徴とする、請求項15に記載の方法。
  17. 光源(110,120,130)の光放射面(111,121,131)の位置は、近似的に光面(15)内に置かれ、及び/又は一次光学系(210,220,230)の光入射面(211,221,231)の位置は、近似的に光学系面(25)内に置かれており、れらの面(15,25)の近似は、それぞれベストフィット面の決定により行われること
    を特徴とする、請求項12〜16のいずれか一項に記載の方法。
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