AT503580B1 - SUPPLY OPTICS SYSTEM FOR A LED LIGHT UNIT FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Description
2 AT 503 580 B12 AT 503 580 B1
Die Erfindung betrifft ein Vorsatzoptik-System für eine LED-Lichteinheit für Kraftfahrzeuge, wobei die LED-Lichteinheit zumindest zwei LED-Lichtquellen umfasst, und wobei jede LED-Lichtquelle zumindest eine Leuchtdiode aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelle jeweils zumindest eine Vorsatzoptik vorgesehen ist und wobei die Vorsatzoptiken der LED-Lichtquellen über ein Trägerelement fest miteinander verbunden sind.The invention relates to an attachment optics system for a LED light unit for motor vehicles, wherein the LED light unit comprises at least two LED light sources, and wherein each LED light source has at least one light emitting diode, and further provided for each LED light source in each case at least one attachment optics and wherein the attachment optics of the LED light sources are firmly connected to one another via a carrier element.
Weiters betrifft die Erfindung eine LED-Lichteinheit für Kraftfahrzeuge, wobei die LED-Lichteinheit zumindest zwei LED-Lichtquellen umfasst, und wobei jede LED-Lichtquelle zumindest eine Leuchtdiode aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelle jeweils zumindest eine Vorsatzoptik vorgesehen ist.Furthermore, the invention relates to an LED light unit for motor vehicles, wherein the LED light unit comprises at least two LED light sources, and wherein each LED light source has at least one light emitting diode, and further for each LED light source in each case at least one attachment optics is provided.
Außerdem betrifft die Erfindung noch eine LED-Lichteinheit für Kraftfahrzeuge, wobei die LED-Lichteinheit zumindest zwei LED-Lichtquellen umfasst, und wobei jede LED-Lichtquelle zumindest eine Leuchtdiode aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelle jeweils zumindest eine Vorsatzoptik vorgesehen ist, und wobei mindestens zwei LED-Lichtquellen Licht voneinander weggerichtet mit Hauptabstrahlrichtungen über zumindest einen Reflektor in den Außenraum der Lichteinheit zur Erzeugung einer ersten Lichtverteilung abstrahlen, bei der zumindest eine weitere LED-Lichtquelle vorgesehen ist, welche Licht mit einer von den ersten beiden Hauptabstrahlrichtungen verschiedenen Hauptabstrahlrichtung durch eine Linse in den Außenraum der Lichteinheit abstrahlt, wobei die LED-Lichteinheit für Kraftfahrzeuge ein oben erwähntes Vorsatzoptik-System aufweist.In addition, the invention also relates to an LED light unit for motor vehicles, wherein the LED light unit comprises at least two LED light sources, and wherein each LED light source has at least one light emitting diode, and further for each LED light source in each case at least one attachment optics is provided, and wherein at least two LED light sources directed away from each other light with main radiation directions through at least one reflector in the outer space of the light unit to produce a first light distribution, wherein at least one further LED light source is provided which transmits light with a different from the first two main emission directions Hauptabstrahlrichtung radiating a lens to the exterior of the light unit, the automotive LED light unit having an above-mentioned optical attachment system.
Schließlich betrifft die Erfindung noch einen Fahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer der oben genannten LED-Lichteinheiten.Finally, the invention also relates to a vehicle headlight with at least one of the above-mentioned LED light units.
Um bei Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, deren Lichtbild durch Leuchtdioden erzeugt wird, die notwendigen Lichtstärken zu erreichen, ist es oftmals notwendig, mehrere LED-Lichtquellen zu verwenden. Die Lichtquellen sind dabei auf einem Lichtquellen-Montageelement, welches auch als Kühlkörper für die Leuchtdioden dient, befestigt. Das Licht von den Lichtquellen wird über eigene, separate Vorsatzoptiken für jede der Lichtquellen ausgekoppelt und unter Umständen über eine Reflektorfläche in den Außenraum abgestrahlt.In order to achieve headlights for motor vehicles whose light image is generated by light emitting diodes, the necessary light levels, it is often necessary to use multiple LED light sources. The light sources are mounted on a light source mounting element, which also serves as a heat sink for the LEDs. The light from the light sources is decoupled via its own, separate attachment optics for each of the light sources and possibly radiated via a reflector surface in the outer space.
Oben beschriebene Beleuchtungsvorrichtungen mit mehreren LED-Lichtquellen und Vorsatzoptiken sind beispielsweise aus der DE 101 60 938 A1 und der US 2004/0012976 A1 bekannt. Weitere derartige Scheinwerfer sind in der US 2004/0223338 A1 und der US 2006/0028814 A1 beschrieben.Lighting devices with a plurality of LED light sources and attachment optics described above are known, for example, from DE 101 60 938 A1 and US 2004/0012976 A1. Further such headlights are described in US 2004/0223338 A1 and US 2006/0028814 A1.
Bei der Montage solcher Anordnungen bestehend aus LED-Lichtquellen, Vorsatzoptiken und gegebenenfalls Reflektor sind auf Grund der großen Anzahl von Bauteilen aufwändige, zeit-und kostenintensive Justagearbeiten notwendig, um ein gesetzlich vorgeschriebenes und/oder optimales Lichtbild realisieren zu können.In the assembly of such arrangements consisting of LED light sources, attachment optics and possibly reflector complex, time-consuming and costly adjustment work are necessary due to the large number of components in order to realize a legally prescribed and / or optimal photo.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich einfachere und exakte Justierung der einzelnen Lichtbilder der LED-Lichtquellen zu ermöglichen.It is an object of the invention to allow a much simpler and more accurate adjustment of the individual images of the LED light sources.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Vorsatzoptik-System gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Trägerelement Reflektorpositionierungsmittel zum Positionieren des Trägerelementes in Bezug auf einen Reflektor aufWeist, über welchen zumindest eine der Lichtquellen im Betrieb Licht in den Außenraum abstrahlt.This object is achieved with an attachment optical system mentioned in the introduction, in which according to the invention the carrier element has reflector positioning means for positioning the carrier element with respect to a reflector over which at least one of the light sources emits light into the outside during operation.
Durch die Verbindung der Vorsatzoptiken miteinander verringert sich die Anzahl der zu justierenden lichttechnischen Komponenten deutlich, sodass die Justierung wesentlich vereinfacht wird. Weiters ist eine einfache und exakte Positionierung des Trägerelementes in Bezug auf den Reflektor möglich. 3 AT 503 580 B1By connecting the attachment optics with each other, the number of lighting components to be adjusted decreases significantly, so that the adjustment is much easier. Furthermore, a simple and exact positioning of the support element in relation to the reflector is possible. 3 AT 503 580 B1
Unter „Trägerelement“ ist dabei grundsätzlich ein beliebiges Element zu verstehen, mit dem es möglich ist, die Vorsatzoptiken in zueinander fixen Positionen anzuordnen.Under "support member" is basically an arbitrary element to understand, with which it is possible to arrange the attachment optics in mutually fixed positions.
Bei einem besonders einfach und exakt zu realisierenden Vorsatzoptik-System sind die Vorsatzoptiken einstückig mit dem Träger ausgebildet.In a particularly easy and accurate to implement intent optical system, the attachment optics are integrally formed with the carrier.
Weiters ist es für eine einfache und kostengünstige Fertigung von Vorteil, wenn die Vorsatzoptiken und/oder der Träger aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet sind. Außerdem weist in diesem Fall das Vorsatzoptik-System lediglich ein geringes Gewicht auf, und bei Verwendung eines transparenten Kunststoffes ist es auch möglich, die Vorsatzoptiken mit dem Träger einstückig auszubilden.Furthermore, it is for a simple and cost-effective production of advantage if the attachment optics and / or the carrier are formed of a translucent plastic. In addition, in this case, the optical attachment system only has a low weight, and when using a transparent plastic, it is also possible to form the attachment optics with the carrier in one piece.
Prinzipiell kann bei dem Vorsatzoptik-System der Träger aber auch von den Vorsatzoptiken getrennt ausgebildet sein und Aufnahmen oder Haltemittel zum Aufnehmen oder Halten der Vorsatzoptiken aufweisen.In principle, in the attachment optics system, the support can however also be formed separately from the attachment optics and can have receptacles or holding means for receiving or holding the attachment optics.
Um eine einfache und exakte Positionierung des Träger in Bezug auf die LED-Lichtquellen zu ermöglichen, weist bei einem konkreten Vorsatzoptik-System der Träger Positionierungsmittel zum Positionieren des Trägers in Bezug auf die LED-Lichtquellen auf.In order to allow a simple and exact positioning of the carrier with respect to the LED light sources, in a concrete optical attachment system, the carrier has positioning means for positioning the carrier with respect to the LED light sources.
Beispielsweise kann es sich bei diesen Positionierungsmitteln einfach um eine oder mehrere Öffnungen oder Ausnehmungen, wie z.B. Schlitze in dem Träger handeln, in welche entsprechende Vorsprünge, z.B. Stifte, welche an einem Lichtquellen-Montageelement, an dem die LED-Lichtquellen befestigbar sind, entsprechend angeordnet und befestigt sind, hineingesteckt werden oder an welchen Stiften die Schlitze angeschlagen werden.For example, these positioning means may simply be one or more openings or recesses, such as e.g. Slots in the carrier, in which corresponding projections, e.g. Pins which are arranged and fixed to a light source mounting member to which the LED light sources are fastened, are inserted or on which pins the slots are struck.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem mit einer oben erwähnten Lichteinheit gelöst, bei welcher erfindungsgemäß die Vorsatzoptiken der einzelnen LED-Lichtquellen über ein Trägerelement zu einem Vorsatzoptik-System wie oben beschrieben miteinander verbunden sind.The above-mentioned object is also achieved with an above-mentioned light unit, in which according to the invention the front optics of the individual LED light sources are connected to one another via a carrier element to a front optical system as described above.
Um mit einer solchen LED-Lichteinheit auf einfache Weise ein Kurvenlicht erzeugen zu können, ist vorgesehen, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquellen im Wesentlichen eine Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit erfolgt.In order to be able to easily generate a cornering light with such an LED light unit, it is provided that, with at least one of the LED light sources, there is essentially a front-end illumination in the light image of a low-beam light unit.
Dabei emittiert die zumindest eine LED-Lichtquelle zur Erzeugung von im Wesentlichen der Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit Licht über zumindest einen Reflektor in den Außenraum der Abblendlicht-Lichteinheit.In this case, the at least one LED light source for generating substantially the apron illumination in the light image of a low beam light unit emits light via at least one reflector into the outer space of the low beam light unit.
Außerdem ist vorgesehen, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquellen im Wesentlichen die Erzeugung des Asymmetrieanteils im Lichtbild eines Abblendlichtscheinwerfers erfolgt.In addition, it is provided that with at least one of the LED light sources substantially the generation of the asymmetry component takes place in the light image of a low beam headlamp.
Um die gesetzlichen Anforderungen an das Lichtbild einfach realisieren zu können ist dabei vorgesehen, dass die zumindest eine LED-Lichtquelle zur Erzeugung im Wesentlichen des Asymmetrieanteils im Lichtbild Licht durch eine Linse in den Außenraum der Lichteinheit emittiert.In order to be able to easily realize the legal requirements for the light image, it is provided that the at least one LED light source for generating essentially the asymmetry component in the light image emits light through a lens into the outer space of the light unit.
Besonders günstig ist es, wenn die Linse um eine im Wesentlichen vertikale Achse verschwenk-bar ist. Auf diese Weise kann einfach ein Kurvenlicht erzeugt werden.It is particularly favorable if the lens is pivotable about a substantially vertical axis. In this way, simply a cornering light can be generated.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtIn the following the invention is explained in more detail with reference to the drawing. In this shows
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers mit zwei erfindungsgemäßen LED-Lichteinheiten,1 is a view of a vehicle headlamp according to the invention with two LED light units according to the invention,
Fig. 2 den Fahrzeugscheinwerfer aus Fig. 1 mit abgenommenem Reflektor bei einer der LED- 4 AT 503 580 B1Fig. 2 shows the vehicle headlight of Fig. 1 with the reflector removed in one of the LED 4 AT 503 580 B1
Lichteinheiten,Light units
Fig. 3 ein Lichtquellen-Montageelement mit LED-Modulen,3 shows a light source mounting element with LED modules,
Fig. 4 das Lichtquellen-Montageelement aus Fig. 3 mit daran befestigtem erfindungsgemäßen Vorsatzoptik-System in einer ersten Ansicht von schräg vorne,FIG. 4 shows the light source mounting element from FIG. 3 with attachment lens system according to the invention fastened thereto in a first view obliquely from the front, FIG.
Fig. 5 das Lichtquellen-Montageelement aus Fig. 4 in einer weiteren Ansicht von schräg hinten, Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Vorsatzoptik-System im Detail,5 shows the light source mounting element from FIG. 4 in a further view obliquely from the rear, FIG. 6 shows a front optical system according to the invention in detail,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Verbindung eines Reflektors mit dem Vorsatzoptik-System aus Fig. 6,7 is a schematic representation of the connection of a reflector with the optical attachment system of FIG. 6,
Fig. 8 einen Reflektor für eine erfindungsgemäße Lichteinheit in einer Rückansicht,8 shows a reflector for a light unit according to the invention in a rear view,
Fig. 9 den Reflektor aus Fig. 8 mit daran befestigtem Vorsatzoptik-System,9 shows the reflector from FIG. 8 with attachable optical system attached thereto, FIG.
Fig. 10 den Reflektor aus Fig. 9, zusätzlich mit dem Lichtquellen-Montageelement,10 shows the reflector from FIG. 9, in addition to the light source mounting element, FIG.
Fig. 11 Lichtquellen-Montageelement mit Vorsatzoptik-System in einer Draufsicht, und Fig. 12 ein LED-Modul im Detail.Fig. 11 light source mounting element with optical attachment system in a plan view, and Fig. 12 shows an LED module in detail.
Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft einen Fahrzeugscheinwerfer SCH mit zwei LED-Lichteinheiten LEH zur Erzeugung eines Abblendlichtes.FIGS. 1 and 2 show by way of example a vehicle headlight SCH with two LED light units LEH for generating a low beam.
Jede LED-Lichteinheit LEH umfasst in diesem Beispiel drei LED-Lichtquellen LIQ1, LIQ2, LIQ3, wobei jede LED-Lichtquelle LIQ1, LIQ2, LIQ3 in diesem Beispiel vier Leuchtdioden L1 - L4 aufweist. Die Leuchtdioden L1 - L4 sind dabei jeweils auf einem LED-Modul angeordnet. Figur 12 zeigt beispielhaft ein solches LED-Modul MODI im Detail mit den vier Leuchtdioden L1 - L4. Weiters ist für jede LED-Lichtquelle LIQ1, LIQ2, LIQ3 jeweils zumindest eine (in diesem Beispiel und üblicherweise genau eine) Vorsatzoptik VOP1, VOP2, VOP3 vorgesehen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass eine Lichtquelle aus mehreren Modulen besteht.Each LED light unit LEH in this example comprises three LED light sources LIQ1, LIQ2, LIQ3, each LED light source LIQ1, LIQ2, LIQ3 in this example having four light-emitting diodes L1-L4. The light-emitting diodes L1 - L4 are each arranged on an LED module. FIG. 12 shows by way of example such an LED module MODI in detail with the four light-emitting diodes L1-L4. Furthermore, for each LED light source LIQ1, LIQ2, LIQ3, at least one (in this example and usually exactly one) attachment optics VOP1, VOP2, VOP3 is provided in each case. In principle, it is also possible that a light source consists of several modules.
Die LED-Module MODI, MOD2, MOD3 sind auf einem Lichtquellen-Montageelement BLC montiert, welches gleichzeitig als Kühlkörper für die Leuchtdioden dient (siehe Figur 2 und 3).The LED modules MOD1, MOD2, MOD3 are mounted on a light source mounting element BLC, which simultaneously serves as a heat sink for the light-emitting diodes (see FIGS. 2 and 3).
Zwei LED-Lichtquellen LIQ1, LIQ3 einer Lichteinheit LEH strahlen Licht voneinander weggerichtet mit Hauptabstrahlrichtungen AS1, AS3 über einen Reflektor REF in den Außenraum der Lichteinheit LEH zur Erzeugung einer ersten Lichtverteilung ab. In diesem Beispiel von Abblendlicht-Einheiten erfolgt mit diesen beiden Lichtquellen LIQ1, LIQ3 im Wesentlichen die Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit (Figur 11).Two LED light sources LIQ1, LIQ3 of a light unit LEH radiate light away from one another with main emission directions AS1, AS3 via a reflector REF into the outer space of the light unit LEH to produce a first light distribution. In this example of dipped-beam units, these two light sources LIQ1, LIQ3 essentially provide the apron illumination in the light image of a dipped-beam light unit (FIG. 11).
Eine weitere LED-Lichtquelle LIQ2 strahlt Licht mit einer von den ersten beiden Hauptabstrahlrichtungen AS1, AS3 verschiedenen Hauptabstrahlrichtung AS2 durch eine Linse LIN in den Außenraum der Lichteinheit LEH ab (Figur 11).Another LED light source LIQ2 emits light with a main emission direction AS2 different from the first two main emission directions AS1, AS3 through a lens LIN into the outer space of the light unit LEH (FIG. 11).
Mit dieser LED-Lichtquelle LIQ2 erfolgt im Wesentlichen die Erzeugung des Asymmetrieanteils im Lichtbild eines Abblendlichtscheinwerfers. Besonders günstig ist es dabei, wenn wie dargestellt die Linse LIN um eine im Wesentlichen vertikale Achse ACH verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann einfach ein Kurvenlicht erzeugt werden.This LED light source LIQ2 is essentially used to generate the asymmetry component in the light image of a low beam headlamp. It is particularly advantageous if, as shown, the lens LIN is pivotable about a substantially vertical axis ACH. In this way, simply a cornering light can be generated.
Die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 der LED-Lichtquellen LIQ1, LIQ2, LIQ3 sind über ein Trägerelement TRAfest miteinanderzu einem Vorsatzoptik-System VOS verbunden.The attachment optics VOP1, VOP2, VOP3 of the LED light sources LIQ1, LIQ2, LIQ3 are connected to each other via a carrier element TRAfest to a header optical system VOS.
Durch die Verbindung der Vorsatzoptiken miteinander verringert sich die Anzahl der zu justierenden lichttechnischen Komponenten deutlich, sodass die Justierung wesentlich vereinfacht wird.By connecting the attachment optics with each other, the number of lighting components to be adjusted decreases significantly, so that the adjustment is much easier.
In dem gezeigten Beispiel sind die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 einstückig mit dem Träger TRA ausgebildet. Die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 und der Träger TRA sind aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet.In the example shown, the attachment optics VOP1, VOP2, VOP3 are formed integrally with the carrier TRA. The attachment optics VOP1, VOP2, VOP3 and the carrier TRA are made of a translucent plastic.
Um eine einfache und exakte Positionierung des Trägers TRA in Bezug auf die LED-Licht-In order to ensure a simple and exact positioning of the carrier TRA with respect to the LED light
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