DE102016209001A1 - Holding device for a light emitting diode and for a lens and method for adjustment - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Offenbart ist eine Haltevorrichtung für eine lichtemittierende Diode und für eine Linse, wobei die Haltevorrichtung eine Hülse hat, in der ein Ringelement, in das die Linse einsetzbar ist, vorgesehen ist, wobei das Ringelement in der Hülse axial verschiebbar und verschwenkbar und festlegbar ist.Disclosed is a holding device for a light emitting diode and for a lens, wherein the holding device has a sleeve in which a ring member into which the lens is inserted, is provided, wherein the ring member in the sleeve is axially displaceable and pivotable and fixable.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung zum Haltern einer lichtemittierenden Laserdiode (LD) und einer Linse. Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Leuchtanordnung mit einer derartigen Haltevorrichtung und außerdem von einem Verfahren zur Justage einer derartigen Leuchtanordnung.The invention is based on a holding device for holding a light-emitting laser diode (LD) and a lens. Furthermore, the invention is based on a lighting arrangement with such a holding device and also on a method for adjusting such a lighting arrangement.

Aus dem Stand der Technik ist die Laser-Activated-Remote-Phosphor(LARP)-Technologie bekannt. Bei dieser Technologie wird ein von der Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl), bestrahlt. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung (Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laserlicht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden.From the prior art, the laser-activated remote phosphor (LARP) technology is known. In this technology, a conversion element arranged at a distance from the radiation source and comprising or consisting of phosphor is irradiated with excitation radiation, in particular an excitation beam (pump beam, pump laser beam). The excitation radiation of the excitation beam is absorbed by the phosphor and at least partially converted into a conversion radiation (emission radiation) whose wavelengths and thus spectral properties and / or color are determined by the conversion properties of the phosphor. For example, with the aid of the conversion element, blue excitation radiation (blue laser light) can be converted into red or green or yellow conversion radiation (conversion light, illumination light).

Konversionslicht und gegebenenfalls unkonvertiertes Anregungslicht bilden das Nutzlicht. Beispielsweise im Falle der Verwendung einer blauen Laserdiode, mit einer Anregungsstrahlung im Wellenlängenbereich von etwa 440 bis 470 nm, und eines gelben Leuchtstoffkonverters, beispielsweise aus Cer-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat, also Ce:YAG, ergibt sich mit abnehmenden Zumischungsanteil einer unkonvertierten Laserstrahlung zum Konversionslicht ein bläuliches, weiß-bläuliches, weißes, weiß-gelbliches oder gelbes Nutzlicht.Conversion light and possibly unconverted excitation light form the useful light. For example, in the case of using a blue laser diode, with an excitation radiation in the wavelength range of about 440 to 470 nm, and a yellow phosphor converter, for example of cerium-doped yttrium-aluminum garnet, so Ce: YAG, results with decreasing Zumischungsanteil an unconverted laser radiation for conversion light a bluish, white-bluish, white, white-yellowish or yellow useful light.

Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik statische LARP-Systeme im Automotive-Bereich bekannt, die mit einer hohen Leuchtdichte Licht großflächig und mit einem großen Abstand zum die Strahlung abgebenden Fahrzeug auf die Straße projizieren. Hierbei werden Strahlungen von mehreren Strahlungsquellen (Laserlichtquellen) zusammengeführt und vermischt. Anforderungen an eine Justage sind bei einem statischen LARP-System geringer als bei einem dynamischen LARP-System. Um Justage-Ungenauigkeiten auszugleichen, können bei einem statischen LARP-System einfach Blenden angeordnet und eingesetzt werden. Bei einem dynamischen LARP-System dagegen ist es erforderlich, dass Strahlungen oder Strahlbündel der einzelnen Kanäle oder Strahlungsquellen sehr präzise zueinander angeordnet sind. Optische Verluste durch Blenden oder eine Überlagerung von Strahlungen der Strahlungsquellen oder Kanäle zum Bildaufbau sollen hierbei vermieden werden.Furthermore, static LARP systems in the automotive sector are known from the state of the art, which project light onto the road with a high luminance over a large area and at a great distance from the radiation-emitting vehicle. Here, radiations from several radiation sources (laser light sources) are brought together and mixed. Adjustment requirements are lower for a static LARP system than for a dynamic LARP system. To compensate for adjustment inaccuracies, can be easily arranged and used in a static LARP system screens. In contrast, in a dynamic LARP system it is necessary that the radiation or beam of the individual channels or radiation sources are arranged very precisely relative to one another. Optical losses due to diaphragms or a superposition of radiations of the radiation sources or channels for image formation should be avoided.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für eine Laserdiode (LD) und für eine Linse und eine Leuchtanordnung zu schaffen, mit der auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine hohe Genauigkeit erzielbar ist. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Justage der Leuchtanordnung zu schaffen, mit dem auf einfache Weise und geringem Aufwand eine Relativanordnung der Linse zur LD einstellbar ist.The object of the present invention is to provide a holding device for a laser diode (LD) and for a lens and a lighting arrangement with which a high accuracy can be achieved in a device-technically simple manner. Furthermore, it is the object of the invention to provide a method for adjusting the lighting arrangement, with which a relative arrangement of the lens to LD can be adjusted in a simple manner and with little effort.

Die Aufgabe hinsichtlich der Haltevorrichtung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich der Leuchtanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.The object with regard to the holding device is achieved according to the features of claim 1, with respect to the lighting arrangement according to the features ofclaim 10 and with regard to the method according to the features of claim 13.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Haltevorrichtung oder ein Submount für eine lichtemittierende Laserdiode (LD), insbesondere für eine blaue Laserdiode, und für eine Linse vorgesehen. Die Haltevorrichtung weist ein Ringelement auf, in das die Linse fest einsetzbar ist. Des Weiteren ist eine Hülse vorgesehen, in der das Ringelement axial verschiebbar angeordnet ist und festlegbar ist. Des Weiteren kann an der Hülse die LD anordbar und festlegbar sein. Vorteilhafterweise ist in der Hülse eine Längsachse des Ringelements relativ zu einer Längsachse der Hülse verschwenkbar.According to the invention, a holding device or a submount is provided for a light-emitting laser diode (LD), in particular for a blue laser diode, and for a lens. The holding device has a ring element into which the lens is firmly inserted. Furthermore, a sleeve is provided, in which the ring element is arranged axially displaceable and can be fixed. Furthermore, the LD can be arranged and fixable on the sleeve. Advantageously, in the sleeve, a longitudinal axis of the ring member is pivotable relative to a longitudinal axis of the sleeve.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Kombination des Ringelements und der Hülse zu einer einfachen Justage der Linse führt, in dem diese in Richtung ihrer Längsachse, was beispielsweise einer z-Richtung entspricht, relativ zur LD fokussiert werden kann. Durch die Verschwenkbarkeit kann das Ringelement des Weiteren vorteilhafterweise in zwei Ebenen getaumelt werden. Nach der Justage kann das Ringelement einfach festgelegt werden.This solution has the advantage that the combination of the ring element and the sleeve leads to a simple adjustment of the lens, in which it can be focused relative to the LD in the direction of its longitudinal axis, which corresponds for example to a z-direction. Due to the pivotability, the ring element can furthermore advantageously be staggered in two planes. After adjustment, the ring element can be easily fixed.

In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Halteelement vorgesehen, an dem die LD festlegbar ist. Für das Halteelement kann die Hülse eine Anlagefläche aufweisen, an der wiederum das Halteelement mit einer Anlagefläche anlegbar ist. Die Anlageflächen erstrecken sich vorzugsweise etwa senkrecht zur Längsachse der Hülse. Hierdurch ist eine passgenaue Verschiebung des Halteelements zusammen mit der LD in einer Verschiebeebene ermöglicht, die sich relativ zur Längsachse der Hülse erstreckt.In a further embodiment of the invention, a holding element is provided, on which the LD can be fixed. For the retaining element, the sleeve may have a contact surface, on which in turn the retaining element can be applied with a contact surface. The contact surfaces preferably extend approximately perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve. As a result, a precisely fitting displacement of the holding element is made possible together with the LD in a displacement plane which extends relative to the longitudinal axis of the sleeve.

Mit anderen Worten ist durch die Haltevorrichtung ein aktives Ausrichten der, insbesondere asphärischen Linse in Bezug auf einen Strahlungspunkt oder „Beam-Point“ der Laserdiode in fünf Freiheitsgraden ermöglicht, womit sichergestellt ist, dass ein Strahlenbündel der Laserdiode in einer „Fast-“ und „Slow-Axis“ den simulierten optischen Anforderungen (Zentrierung, Fokussierung und Clipping) entspricht. Die fünf Freiheitsgrade sind hierbei die Verschiebung des Halteelements entlang der Anlagefläche (x- und y-Richtung), die Verschiebung des Ringelements in Längsrichtung (z-Richtung) und das taumeln des Ringelements in zwei Ebenen. Durch die Haltevorrichtung mit dem Ringelement und dem Haltelement können diese Elemente zusammen mit der Hülse nun in fünf Freiheitsgraden in eine optimale Position auf einfache Weise justiert werden. Eine geforderte Präzision im µm-Bereich ist hierdurch ermöglicht.In other words, by the holding device, an active alignment of the, in particular aspherical lens with respect to a radiation point or "beam point" of the laser diode in five Degrees of freedom is possible, which ensures that a beam of the laser diode in a "fast" and "slow axis" corresponds to the simulated optical requirements (centering, focusing and clipping). The five degrees of freedom here are the displacement of the holding element along the abutment surface (x and y direction), the displacement of the ring element in the longitudinal direction (z direction) and the tumbling of the ring element in two planes. Due to the holding device with the ring element and the holding element, these elements can now be adjusted together with the sleeve in five degrees of freedom in an optimal position in a simple manner. A required precision in the μm range is thereby made possible.

Vorzugsweise ist das Haltelement vorrichtungstechnisch einfach ringförmig ausgestaltet, um die LD aufzunehmen, in dem die LD in das Halteelement zumindest abschnittsweise eingesetzt ist. Über das Halteelement kann dann ein Strahlengang einer Strahlung der LD in die Hülse und durch die Linse führen.Preferably, the holding element is simply designed in terms of device design in a ring shape in order to receive the LD, in which the LD is inserted into the holding element at least in sections. About the holding element can then lead a beam path of radiation of the LD in the sleeve and through the lens.

Die Anlagefläche des Halteelements und der Hülse sind jeweils vorzugsweise als Ringfläche ausgebildet, womit bei einer Verschiebung des Halteelements entlang der Anlagefläche die LD weiter in die Hülse Strahlung emittieren kann.The contact surface of the holding element and the sleeve are each preferably designed as an annular surface, whereby with a displacement of the holding element along the contact surface, the LD can emit radiation into the sleeve further.

Das Halteelement kann einen ersten etwa kreisringförmigen Abschnitt und einen sich daran anschließenden zweiten etwa kreisringförmigen Abschnitt aufweisen, der dann vorzugsweise einen größeren Außendurchmesser hat. Durch die gestuften Abschnitte ist eine vereinfachte Handhabung, beispielsweise bei einem Einsatz eines Montagewerkzeugs, ermöglicht. Des Weiteren ist denkbar, dass am Halteelement eine Referenzierung vorgesehen ist. Beispielsweise könnte am zweiten Abschnitt als Referenzierung eine äußere Abflachung ausgebildet sein.The holding element may have a first approximately annular portion and an adjoining second approximately annular portion, which then preferably has a larger outer diameter. The stepped sections enable simplified handling, for example when using an assembly tool. Furthermore, it is conceivable that a referencing is provided on the holding element. For example, an outer flattening could be formed on the second section as referencing.

Mit Vorteil liegt das Ringelement mit seiner Außenmantelfläche an einer Innenmantelfläche der Hülse an. Das Ringelement ist dabei derart ausgestaltet, dass die Anlage in den gewünschten Verschwenkwinkeln vorherrscht. Als Anlage zwischen dem Ringelement und der Hülse kann beispielsweise ein Linienkontakt, insbesondere ein in Umfangsrichtung geschlossener Linienkontakt, vorgesehen sein.Advantageously, the ring element lies with its outer circumferential surface on an inner circumferential surface of the sleeve. The ring element is designed such that the system prevails in the desired pivoting angles. As a contact between the ring member and the sleeve, for example, a line contact, in particular a circumferentially closed line contact, may be provided.

Damit das Ringelement auf vorrichtungstechnische einfache Weise in der Hülse anliegt, ist eine Außenmantelfläche des Ringelements beispielsweise ballig ausgebildet. Insbesondere kann die Außenmantelfläche als Kugelringfläche ausgebildet sein, womit auf vorrichtungstechnisch einfache Weise das Ringelement beim Verschwenken in Anlage zur Hülse verbleibt. Weiter vorzugsweise ist das Ringelement metallisch ausgestaltet, wodurch es robust ist und mit einer hohen Genauigkeit fertigbar ist.So that the ring element rests on device-simple manner in the sleeve, an outer circumferential surface of the ring member is formed, for example, crowned. In particular, the outer circumferential surface may be formed as a ball ring surface, which remains on device-simple manner, the ring member during pivoting in contact with the sleeve. Further preferably, the ring element is metallic, whereby it is robust and can be manufactured with high accuracy.

In weiter Ausgestaltung der Erfindung kann die Innenmantelfläche der Hülse gestuft ausgebildet sein. Hierbei kann eine erste Stufe für die Anordnung des Ringelements und eine zweite, einen kleineren Durchmesser aufweisende Stufe vorgesehen sein, wobei die zweite Stufe dann vorteilhafterweise eine Verschiebung des Ringelements in Längsrichtung begrenzt. Die zweite Stufe erstreckt sich beispielsweise ausgehend von der Anlagefläche für das Halteelement.In a further embodiment of the invention, the inner circumferential surface of the sleeve may be formed stepped. Here, a first stage for the arrangement of the ring member and a second, having a smaller diameter stage may be provided, wherein the second stage then advantageously limits a displacement of the ring member in the longitudinal direction. The second stage extends, for example, starting from the contact surface for the holding element.

Vorzugsweise hat die Hülse einen Radialbund, der einen Abschnitt der Anlagefläche zur Anlage des Halteelements bildet. Durch den Radialbund ist somit eine verbreiterte Anlagefläche bei der Hülse ermöglicht. Des Weiteren kann der Radialbund einen Anschlag bilden, wenn die Haltevorrichtung mit der Hülse in eine entsprechende Aufnahme eines Gehäuses eingesetzt wird.Preferably, the sleeve has a radial collar which forms a portion of the contact surface for abutment of the holding element. The radial collar thus allows a widened contact surface in the sleeve. Furthermore, the radial collar can form a stop when the holding device with the sleeve is inserted into a corresponding receptacle of a housing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in die Hülse zumindest eine Längsnut eingebracht sein. Diese erstreckt sich vorzugsweise ausgehend von einer von der Anlagefläche wegweisenden Stirnfläche der Hülse, oder alternativ von der Anlagefläche aus. Hierdurch kann beispielsweise mit einem Werkzeug auf das Ringelement zugegriffen werden, wenn sich dieses in der Hülse befindet. Die Längsnut erstreckt sich beispielsweise parallel zur Längsachse der Hülse. Denkbar ist zwei oder drei oder mehr Längsnuten einzubringen, die sich dann ebenfalls etwa parallel zur Längsachse erstrecken können. Des Weiteren können die zwei, drei oder mehr Längsnuten etwa auf einem Teilkreis angeordnet sein. Bei der Hülse mit Radialbund erstreckt sich die Längsnut oder erstrecken sich die Längsnuten vorzugsweise etwa bis zum Radialbund der Hülse.In a further embodiment of the invention, at least one longitudinal groove can be introduced into the sleeve. This preferably extends from an end face of the sleeve facing away from the contact surface, or alternatively from the contact surface. As a result, for example, be accessed with a tool on the ring member, if this is located in the sleeve. The longitudinal groove extends, for example, parallel to the longitudinal axis of the sleeve. It is conceivable to introduce two or three or more longitudinal grooves, which can then likewise extend approximately parallel to the longitudinal axis. Furthermore, the two, three or more longitudinal grooves may be arranged approximately on a pitch circle. In the sleeve with radial collar extends the longitudinal groove or extend the longitudinal grooves preferably approximately up to the radial collar of the sleeve.

Vorzugsweise kann die Hülse mit dem Ringelement und/oder mit dem Halteelement fest verbunden sein. Die Verbindung erfolgt beispielsweise auf vorrichtungstechnische einfache Weise über Schweißen oder Laserschweißen.Preferably, the sleeve can be firmly connected to the ring element and / or with the holding element. The connection is made, for example, on device-technical simple way by welding or laser welding.

Erfindungsgemäß ist eine Leuchtanordnung mit einer Haltevorrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen, die eine LD und eine Linse aufweist.According to the invention, a lighting arrangement is provided with a holding device according to one or more of the preceding aspects, comprising an LD and a lens.

Vorzugsweise ist die LD in das Haltelement und die Linse in das Ringelement fest eingesetzt, wodurch diese dann über die Haltevorrichtung einfach relativ zueinander justierbar sind. Die LD ist beispielsweise in das Halteelement mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eingepresst oder über eine Presspassung darin eingesetzt. Eine Lichtaußenfläche der LD kann dann zur Hülse weisen. Bei der Linse handelt es sich vorzugsweise um eine asphärische Linse.Preferably, the LD is firmly inserted into the holding element and the lens in the ring element, whereby they are then easily adjustable relative to each other on the holding device. The LD is, for example, pressed into the holding element with little device complexity or inserted via a press fit therein. A light outer surface of the LD may then face the sleeve. at the lens is preferably an aspherical lens.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Justage einer Leuchtanordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte sind vorteilhafterweise folgende Schritte vorgesehen:

• – Verschwenken der Längsachse des Ringelements relativ zur Längsachse der Hülse zur Justage der Linse relativ zur LD,
• – Festlegen des Ringelements in der Hülse, insbesondere durch Schweißen oder insbesondere durch Laserschweißen oder insbesondere durch Punktschweißen (insbesondere mit einem Laser).

In the method according to the invention for adjusting a lighting arrangement according to one or more of the preceding aspects, the following steps are advantageously provided:

• Pivoting the longitudinal axis of the ring element relative to the longitudinal axis of the sleeve for adjusting the lens relative to the LD,
• - Fixing the ring element in the sleeve, in particular by welding or in particular by laser welding or in particular by spot welding (in particular with a laser).

Weiter vorzugsweise kann ein Verschieben des Halteelements entlang der Anlagefläche der Hülse zur Justage der LD und ein anschließendes Festlegen des Halteelements, insbesondere durch Schweißen, insbesondere durch Laserschweißen oder Punktschweißen (insbesondere mit einem Laser) erfolgen. Die Justage des Ringelements und des Halteelements erfolgt beispielsweise gleichzeitig oder die Justagen überschneiden sich zeitlich oder erfolgen zeitlich direkt hintereinander oder zeitlich versetzt. Das Festlegen des Ringelements und des Halteelements an der Hülse kann entweder gleichzeitig, im Wesentlichen gleichzeitig oder direkt hintereinander oder zeitlich versetzt zueinander erfolgen.Further preferably, a displacement of the holding element along the contact surface of the sleeve for adjusting the LD and a subsequent setting of the holding element, in particular by welding, in particular by laser welding or spot welding (in particular with a laser). The adjustment of the ring member and the retaining element takes place for example at the same time or the adjustments overlap in time or take place temporally directly behind one another or offset in time. The fixing of the ring element and the retaining element on the sleeve can be done either simultaneously, substantially simultaneously or directly one behind the other or offset in time.

Mit anderen Worten wird mit der beschriebenen Justagestrategie das Ziel einer senkrechten Abstrahlachse bezogen auf eine Referenzebene der Laserdiode und einer minimalen Profilverformung sichergestellt. Damit ist es möglich, eine geforderte hohe Präzision zu erreichen und optische Konzepte für ein scannendes, dynamisches automotive LARP-System umzusetzen.In other words, the aim of a vertical emission axis with respect to a reference plane of the laser diode and a minimum profile deformation is ensured with the adjustment strategy described. This makes it possible to achieve the required high precision and implement optical concepts for a scanning, dynamic automotive LARP system.

Wie vorstehend bereits erläutert, ist das Festlegen des Ringelements und/oder des Halteelements vorzugsweise unmittelbar nach der Justage vorgesehen. Das Schweißen oder Laserschweißen erfolgt vorzugsweise mit möglichst kleinen Spots. Mit anderen Worten soll das Schweißen oder Laserschweißen ohne Verzug mit möglichst kleinen Spots erfolgen, was vorteilhaft bei einer Umsetzung in einer Serienfertigung mit hoher Stückzahl und stabiler Prozessführung, insbesondere im Vergleich zum Kleben, auch vorteilhaft ist. Durch den Aufbau eines dynamischen LARP-Moduls aus Untereinheiten – wobei eine Untereinheit die Leuchtanordnung oder die Laserdiode-Submount ist – kann kostenintensiver Ausschuss, beispielsweise durch Zentrierfehler und daraus resultierender geringer Strahlungsemission, früh erkannt und ein Schaden somit minimiert werden.As already explained above, the fixing of the ring element and / or the retaining element is preferably provided immediately after the adjustment. The welding or laser welding is preferably carried out with the smallest possible spots. In other words, the welding or laser welding should be done without delay with the smallest possible spots, which is advantageous in an implementation in a mass production with high quantities and stable process control, especially in comparison with bonding, also advantageous. By building a dynamic LARP module of subunits - a subunit being the light assembly or the laser diode submount - costly rejects, such as centering errors and resulting low radiation emission, can be detected early and damage thus minimized.

Die Anmelderin behält sich vor ein Gehäuse zur Aufnahme der Leuchtanordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte zu beanspruchen. In dem Gehäuse kann eine, insbesondere zylindrische Aufnahme ausgebildet sein, in die die Hülse zumindest abschnittsweise einsetzbar ist.The applicant reserves the right to claim a housing for receiving the lighting arrangement according to one or more of the preceding aspects. In the housing may be formed, in particular a cylindrical receptacle into which the sleeve is at least partially used.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The figures show:

1a bis1d jeweils in einer perspektivischen Darstellung ein Bauteil einer Leuchtanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1a to 1d each in a perspective view of a component of a lighting arrangement according to an embodiment.

2 in einer perspektivischen Darstellung eine montierte Haltevorrichtung mit einer LD und eine Linse. 2 in a perspective view of a mounted holding device with an LD and a lens.

3 in einer Explosionsdarstellung eine Haltevorrichtung mit einer LD und eine Linse in einer weiteren Ausführungsform. 3 in an exploded view, a holding device with an LD and a lens in another embodiment.

In1a ist eine lichtemittierende Laserdiode (LD) in Form einer blauen Laserdiode1 dargestellt. Diese ist eingehäust und hat einen ersten zylindrischen Abschnitt2 mit einer Lichtaustrittsseite4. An den zylindrischen Abschnitt2 schließt sich in einer Richtung weg von der Lichtaustrittsseite4 ein radial verbreiteter, zylindrischer Abschnitt6 an, dessen Vorderfläche als Referenzfläche dient. Des Weiteren hat die Laserdiode1 eine von der Lichtaustrittsseite4 wegweisende Kontaktierseite8, von der sich zwei Stromzuführungen10,12 wegerstrecken. Die Laserdiode1 wird in ein Halteelement14 oder einen Einpressring, siehe1b, eingepresst. Das Halteelement14 ist ringförmig ausgestaltet, wobei es im eingesetzten Zustand der Laserdiode1 diese umgreift. Das Halteelement14 hat des Weiteren einen ersten Abschnitt16 mit einem etwa kreisringförmigen Querschnitt, an dem sich ein radial verbreiteter Abschnitt18 anschließt. Der Abschnitt18 kann ebenfalls etwa einen kreisringförmigen Querschnitt haben, wobei er an einer Position radial mit einer Abflachung20 zurückgestuft ist. Stirnseitig des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts16 ist eine etwa kreisringförmige Anlagefläche22 ausgebildet. Mit dieser liegt das Halteelement14 an einer Hülse24 oder Linsenhülse, siehe1c, an.In 1a is a light emitting laser diode (LD) in the form of a blue laser diode 1 shown. This is housed and has a first cylindrical section 2 with a light exit side 4 , To the cylindrical section 2 closes in a direction away from the light exit side 4 a radially disseminatedcylindrical section 6 whose front surface serves as a reference surface. Furthermore, the laser diode has 1 one from the light exit side 4 pioneering contact page 8th , from which there are two power supply lines 10 . 12 extend away. The laser diode 1 gets into a holdingelement 14 or a press-fit ring, see 1b , pressed in. The holdingelement 14 is designed ring-shaped, wherein it is in the inserted state of the laser diode 1 this embraces. The holdingelement 14 also has afirst section 16 with an approximately circular cross-section, in which a radially disseminatedsection 18 followed. Thesection 18 may also have about a circular cross-section, wherein it is at a position radially with a flattening 20 is downgraded. Front side of thesmall diameter portion 16 is an approximatelycircular contact surface 22 educated. With this lies the holdingelement 14 on asleeve 24 or lens sleeve, see 1c , at.

Gemäß1c hat die Hülse24 zur Anlage des Halteelements14 aus1b eine etwa kreiszylindrische Anlagefläche26. Die Hülse24 weist des Weiteren einen Radialbund28 auf, der sich in Axialrichtung gesehen ausgehend von der Anlagefläche26 erstreckt. Am Radialbund28 schließt sich ein Abschnitt30 mit einer etwa zylindrischen Außenmantelfläche an, wobei ein Außendurchmesser des Abschnitts30 geringer als der des Radialbunds28 ist. In der Hülse24 ist ausgehend von ihrer von dem Radialbund28 wegweisenden Stirnfläche32 eine erste Stufe34 und daran anschließend eine zweite Stufe36 ausgebildet, die einen kleineren Durchmesser hat. Die Stufen34 und36 weisen hierbei jeweils etwa eine zylindrische Innenmantelfläche auf, wobei in der ersten Stufe34 ein Ringelement38 oder eine Linsenhülse, siehe1d, einsetzbar ist.According to 1c has thesleeve 24 for conditioning the retainingelement 14 out 1b an approximately circularcylindrical contact surface 26 , Thesleeve 24 also has aradial collar 28 on, viewed in the axial direction, starting from thecontact surface 26 extends. At theRadial Union 28 closes asection 30 with an approximately cylindrical outer circumferential surface, wherein an outer diameter of thesection 30 lower than that of theRadialbund 28 is. In thesleeve 24 is based on their from theRadialbund 28 groundbreaking face 32 afirst step 34 and then asecond stage 36 formed, which has a smaller diameter. Thesteps 34 and 36 in this case each have approximately a cylindrical inner circumferential surface, wherein in the first stage 34 aring element 38 or a lens sleeve, see 1d , is usable.

Gemäß1c sind in dem Abschnitt30 von der Stirnfläche32 her drei Längsnuten40,42 und44 eingebracht, die sich jeweils etwa bis zum Radialbund28 erstrecken und im Querschnitt gesehen etwa auf einem Teilkreis angeordnet sind.According to 1c are in thesection 30 from thefrontal area 32 forth threelongitudinal grooves 40 . 42 and 44 introduced, each about as far as theRadialbund 28 extend and seen in cross section are arranged approximately on a pitch circle.

Gemäß1d ist das Ringelement mit einer balligen Außenmantelfläche46 ausgebildet. Die Außenmantelfläche46 ist dabei als Kugelringfläche ausgestaltet, die an der Innenmantelfläche der Stufe34 anliegt. Durch die ballige Ausgestaltung der Außenmantelfläche46 kann das Ringelement38 in der Hülse24 verschwenkt werden und dabei in den gewünschten Verschwenkpositionen insbesondere über einen geschlossenen Linienkontakt an der Innenmantelfläche der Stufe34 anliegen. Somit ist eine Längsachse49 des Ringelements38 relativ zu einer Längsachse51 der Hülse24 verschwenkbar. In das Ringelement38 ist eine asphärische Linse47 oder Asphäre fest eingesetzt, die dann über das Ringelement38 in der Hülse24 zur Justage verschwenkbar ist.According to 1d is the ring element with a convexouter surface 46 educated. The outercircumferential surface 46 is designed as a ball ring surface, which on the inner surface of thestep 34 is applied. Due to the spherical design of the outercircumferential surface 46 can thering element 38 in thesleeve 24 be pivoted and thereby in the desired pivoting positions, in particular via a closed line contact on the inner surface of thestep 34 issue. Thus, alongitudinal axis 49 of thering element 38 relative to alongitudinal axis 51 thesleeve 24 pivotable. In thering element 38 is anaspherical lens 47 or asphere firmly inserted, which then passes over thering element 38 in thesleeve 24 is pivotable for adjustment.

Gemäß2 ist ein montierter Zustand der Hülse24 mit dem darin eingesetzten Ringelement38 und dem an der Hülse24 anliegenden Halteelement14 gezeigt, in das die Laserdiode1 eingesetzt ist. Zur Justage ist das Halteelement14 nun entlang der Anlagefläche26, siehe auch1c, verschiebbar, was einer Verschiebung in einer x-Richtung48 und einer y-Richtung50 entspricht. Hierdurch kann die Laserdiode1 relativ zur Linse47, siehe auch1d, verschoben werden. Ist eine gewünschte Position des Halteelements14 eingestellt oder justiert, so wird dieses mit der Hülse24 über Laserschweißen unmittelbar nach der Justage fest verbunden. Das Ringelement38 ist in einer z-Richtung52 relativ zur Hülse24 verschiebbar und kann des Weiteren verschwenkt werden, um die Linse47, siehe auch1d, relativ zur Laserdiode1, siehe auch1a, zu positionieren. Ist eine gewünschte Position des Ringelements38 relativ zur Hülse24 erreicht, so werden diese unmittelbar nach der Justage über Laserschweißen fest miteinander verbunden.According to 2 is a mounted state of thesleeve 24 with the ring element inserted therein 38 and on thesleeve 24 adjacent holdingelement 14 shown in which the laser diode 1 is used. For adjustment, the holdingelement 14 now along thecontact surface 26 , see also 1c , slidable, indicating a shift in anx-direction 48 and a y-direction 50 equivalent. This allows the laser diode 1 relative to thelens 47 , see also 1d to be moved. Is a desired position of the retainingelement 14 adjusted or adjusted, so this is with thesleeve 24 firmly connected via laser welding immediately after the adjustment. Thering element 38 is in a z-direction 52 relative to thesleeve 24 slidable and can be further pivoted to thelens 47 , see also 1d , relative to the laser diode 1 , see also 1a to position. Is a desired position of thering element 38 relative to thesleeve 24 achieved, they are connected to each other immediately after adjustment via laser welding.

Gemäß3 sind die Laserdiode1, das Halteelement14, das Ringelement38 und eine Hülse54 dargestellt, wobei die Hülse54 eine andere Ausgestaltung im Vergleich zur vorstehend erläuterten Ausführungsform aufweist. Die Hülse54 hat etwa eine hohlkreiszylindrische Grundform. Ein Querschnitt der Hülse54 ist dabei etwa kreisringförmig. Von einer zum Halteelement14 weisenden Anlagefläche56 der Hülse54 her sind in die Hülse54 drei Längsnuten58,60 und62 eingebracht. Diese sind etwa auf einem Teilkreis angeordnet. Eine jeweilige Längsnut weist jeweils zwei Längswandungen und eine Querwandung auf. Die Längswandungen können sich dabei etwa im Parallelabstand zu einer Längsachse der Hülse54 erstrecken, und die Querwandung etwa quer zu den Längswandungen. Durch die eingebrachten Längsnuten58 bis62 weist die Anlagefläche56 drei Abschnitte auf. Eine vom Halteelement14 wegweisenden Stirnfläche64 der Hülse54 ist dagegen durchgängig und etwa kreisringförmig ausgestaltet. Zwischen zwei jeweiligen Längsnuten58 bis62, in Umfangsrichtung gesehen, ist jeweils ein Fenster66,68 und70 in die Hülse54 eingebracht. Die Fenster66 bis70 sind dabei ebenfalls auf einem Teilkreis angeordnet und weisen jeweils zu ihren benachbarten Längsnuten58,60 und62 einen etwa gleichen Abstand auf. Die Fenster66 bis70 weisen in Axialrichtung gesehen etwa einen gleichen Abstand zur Stirnfläche64 auf, wie die Längsnuten58 bis62.According to 3 are the laser diode 1 , the retainingelement 14 , thering element 38 and asleeve 54 shown, wherein thesleeve 54 has a different configuration compared to the embodiment explained above. Thesleeve 54 has approximately a hollow circular cylindrical basic form. A cross section of thesleeve 54 is approximately circular. From one to the holdingelement 14 pointing contact surface 56 thesleeve 54 are in thesleeve 54 threelongitudinal grooves 58 . 60 and 62 brought in. These are arranged approximately on a pitch circle. A respective longitudinal groove has two longitudinal walls and one transverse wall. The longitudinal walls can be approximately at a distance parallel to a longitudinal axis of thesleeve 54 extend, and the transverse wall approximately transversely to the longitudinal walls. Through the introducedlongitudinal grooves 58 to 62 has the contact surface 56 three sections up. One from the holdingelement 14groundbreaking face 64 thesleeve 54 On the other hand, it is continuous and approximately circular in shape. Between two respectivelongitudinal grooves 58 to 62 , seen in the circumferential direction, is each awindow 66 . 68 and 70 in thesleeve 54 brought in. Thewindow 66 to 70 are also arranged on a pitch circle and each have their adjacentlongitudinal grooves 58 . 60 and 62 an approximately equal distance. Thewindow 66 to 70 have approximately the same distance from the end face in theaxial direction 64 on, like thelongitudinal grooves 58 to 62 ,

Offenbart ist eine Haltevorrichtung für eine lichtemittierende Laserdiode und für eine Linse, wobei die Haltevorrichtung eine Hülse hat, in der ein Ringelement, in das die Linse einsetzbar ist, vorgesehen ist, wobei das Ringelement in der Hülse axial verschiebbar und verschwenkbar und festlegbar ist.Disclosed is a holding device for a light emitting laser diode and a lens, wherein the holding device has a sleeve in which a ring member into which the lens is inserted, is provided, wherein the ring member in the sleeve is axially displaceable and pivotable and fixable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Laserdiodelaser diode

22

Abschnittsection

44

LichtaustrittsseiteLight output side

66

Abschnittsection

8 8th

Kontaktierungsseitecontacting side

1010

Stromzuführungpower supply

1212

Stromzuführungpower supply

1414

Halteelementretaining element

1616

Abschnittsection

1818

Abschnittsection

2020

Abflachungflattening

2222

Anlageflächecontact surface

2424

Hülseshell

2626

Anlageflächecontact surface

2828

Radialbundradial collar

3030

Abschnittsection

3232

Stirnflächeface

3434

Stufestep

3636

Stufestep

3838

Ringelementring element

4040

Längsnutlongitudinal groove

4242

Längsnutlongitudinal groove

4444

Längsnutlongitudinal groove

4646

AußenmantelflächeOuter casing surface

4747

Linselens

4848

x-Richtungx-direction

4949

Längsachselongitudinal axis

5050

y-Richtungy-direction

5151

Längsachselongitudinal axis

5252

z-Richtungz-direction

5454

Hülseshell

5656

Anlageflächecontact surface

5858

Längsnutlongitudinal groove

6060

Längsnutlongitudinal groove

6262

Längsnutlongitudinal groove

6464

Stirnflächeface

6666

Fensterwindow

6868

Fensterwindow

7070

Fensterwindow

Claims (15)

Translated fromGerman

Haltevorrichtung für eine lichtemittierende Diode (LD) (1) und für eine Linse (47), wobei die Haltevorrichtung ein Ringelement (38) aufweist, in das die Linse (47) einsetzbar ist, wobei eine Hülse (24,54) vorgesehen ist, in der das Ringelement (38) axial verschiebbar angeordnet und festlegbar ist und an der die LD (1) anordbar und festlegbar ist, wobei in der Hülse (24,54) eine Längsachse (49) des Ringelements (38) relativ zu einer Längsachse (51) der Hülse (24,54) verschwenkbar ist.Holding Device for a Light Emitting Diode (LD) ( 1 ) and for a lens ( 47 ), wherein the holding device is a ring element ( 38 ) into which the lens ( 47 ), wherein a sleeve ( 24 . 54 ) is provided, in which the ring element ( 38 ) is axially displaceable and can be fixed and at which the LD ( 1 ) is arrangeable and fixable, wherein in the sleeve ( 24 . 54 ) a longitudinal axis ( 49 ) of the ring element ( 38 ) relative to a longitudinal axis ( 51 ) of the sleeve ( 24 . 54 ) is pivotable.Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Halteelement (14) vorgesehen ist, in das die LD (1) einsetzbar ist, und wobei die Hülse (24,54) eine Anlagefläche (26,56) für das Haltelement (14) aufweist, an der das Halteelement mit einer Anlagefläche (22) anlegbar ist.Holding device according to claim 1, wherein a holding element ( 14 ) into which the LD ( 1 ), and wherein the sleeve ( 24 . 54 ) a contact surface ( 26 . 56 ) for the holding element ( 14 ), on which the holding element with a contact surface ( 22 ) can be applied.Haltevorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Halteelement (14) ringförmig zur Aufnahme der LD (1) ist.Holding device according to claim 2, wherein the retaining element ( 14 ) annular for receiving the LD ( 1 ).Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ringelement (38) mit seiner Außenmantelfläche (46) an einer Innenmantelfläche der Hülse (24,54) anliegt.Holding device according to one of claims 1 to 3, wherein the ring element ( 38 ) with its outer circumferential surface ( 46 ) on an inner circumferential surface of the sleeve ( 24 . 54 ) is present.Haltevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Außenmantelfläche (46) des Ringelements (38) ballig ist.Holding device according to claim 4, wherein the outer circumferential surface ( 46 ) of the ring element ( 38 ) is spherical.Haltevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Außenmantelfläche (46) des Ringelements (38) als Kugelringfläche ausgebildet ist.Holding device according to claim 4 or 5, wherein the outer circumferential surface ( 46 ) of the ring element ( 38 ) is designed as a ball ring surface.Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei in die Hülse (24,54) zumindest eine Längsnut (40 bis44) eingebracht ist.Holding device according to one of claims 2 to 6, wherein in the sleeve ( 24 . 54 ) at least one longitudinal groove ( 40 to 44 ) is introduced.Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Hülse (24,54) mit dem Ringelement (38) oder mit dem Halteelement (14) oder mit dem Ringelement (38) und dem Halteelement (14) fest verbindbar ist.Holding device according to one of claims 1 to 7, wherein the sleeve ( 24 . 54 ) with the ring element ( 38 ) or with the retaining element ( 14 ) or with the ring element ( 38 ) and the retaining element ( 14 ) is firmly connected.Haltevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verbindung über Schweißen, insbesondere über Laserschweißen, erfolgt.Holding device according to claim 8, wherein the connection via welding, in particular via laser welding, takes place.Leuchtanordnung mit einer Haltevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese eine LD (1) und eine Linse (47) hat.Lighting arrangement with a holding device according to one of the preceding claims, wherein said one LD ( 1 ) and a lens ( 47 ) Has.Leuchtanordnung nach Anspruch 10, wobei die LD (1) in das Halteelement (14) und die Linse (47) in das Ringelement (38) fest eingesetzt ist.A light assembly according to claim 10, wherein the LD ( 1 ) in the holding element ( 14 ) and the lens ( 47 ) in the ring element ( 38 ) is firmly inserted.Leuchtanordnung nach Anspruch 11, wobei die LD in das Halteelement (14) eingepresst ist.Lighting arrangement according to claim 11, wherein the LD is in the holding element ( 14 ) is pressed.Verfahren zur Justage einer Leuchtanordnung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 mit den Schritten: – Verschwenken einer Längsachse des Ringelements (38) relativ zur Längsachse der Hülse (24) zur Justage der Linse (47), – Festlegen des Ringelements (38) in der Hülse (24).Method for adjusting a lighting arrangement according to one of Claims 10 to 12, comprising the steps of: - pivoting a longitudinal axis of the ring element ( 38 ) relative to the longitudinal axis of the sleeve ( 24 ) for adjusting the lens ( 47 ), - fixing the ring element ( 38 ) in the sleeve ( 24 ).Verfahren nach Anspruch 13, mit dem Schritt: – Verschieben des Halteelements (14) zur Justage entlang der Anlagefläche (26,56) der Hülse (24,54) und danach Festlegen des Halteelements (14) an der Hülse (24,54).Method according to claim 13, with the step: - shifting the holding element ( 14 ) for adjustment along the contact surface ( 26 . 56 ) of the sleeve ( 24 . 54 ) and then setting the retaining element ( 14 ) on the sleeve ( 24 . 54 ).Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Festlegen des Ringelements (38) und/oder des Halteelements (14) unmittelbar nach der Justage erfolgt.Method according to claim 13 or 14, wherein the fixing of the ring element ( 38 ) and / or the retaining element ( 14 ) takes place immediately after the adjustment.

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