CN207122868U - 用于多个发光二极管的透镜、照明系统和交通工具照射灯 - Google Patents

Abstract

公开一种用于多个发光二极管的透镜。在此，透镜具有多个透镜区段。至少一个LED在此分配给相应的透镜区段。各透镜区段在此构成为，使得能够设定LED的单独光分布。本实用新型也涉及一种照明系统，其中透镜能够是照明系统的一部分，所述照明系统具有另一透镜和LED矩阵并且例如使用在交通工具照射灯中。本实用新型还涉及一种交通工具照射灯，所述交通工具照射灯具有这种照明系统。

Description

用于多个发光二极管的透镜、照明系统和交通工具照射灯

技术领域

本实用新型涉及一种尤其用于交通工具照射灯的透镜。此外，本实用新型涉及一种具有这种透镜的照明系统和交通工具照射灯，所述交通工具照射灯具有这种照明系统。

背景技术

从现有技术中已知交通工具照射灯，所述交通工具照射灯具有发光二极管作为光源。

发射光的二极管(LED)或发光二极管能够以至少一个单独封装的LED的形式或以至少一个LED芯片的形式存在，所述LED芯片具有一个或多个发光二极管。能够将多个LED芯片安装在共同的基底(“基座”)上并且形成LED。至少一个LED能够配设有至少一个自身的和/或共同的、用于引导射束的光学装置，例如配设有至少一个菲涅尔透镜或准直仪。对无机LED、例如基于InGaN或AlInGaP的无机LED替代地或附加地，通常也能够使用有机LED(OLED，例如聚合物OLED)。LED芯片能够是直接发射的或者具有在上游安置的发光材料。替选地，LED能够是激光二极管或激光二极管装置。LED的发射波长能够位于紫外的、可见的或红外的光谱范围中。优选地，LED芯片发射在汽车工业的标准化的ECE白色场中的白光。

实用新型内容

本实用新型的目的是：实现一种透镜、一种具有透镜的照明系统和一种具有照明系统的交通工具照射灯，其中以小的设备技术耗费改进光分布，尤其借助LED矩阵作为光源。

所述目的通过一种用于多个发光二极管的透镜实现，其中透镜能够设置在发光二极管的下游，其中透镜由多个透镜区段形成，其中为至少一个发光二极管设有相应的透镜区段，并且其中各透镜区段构成为，使得能够为至少一个所分配的发光二极管实现单独光分布。此外，所述目的通过一种具有根据本实用新型的透镜的照明系统并且通过一种具有根据本实用新型的照明设备的交通工具照射灯实现。

在下面的描述中得出尤其有利的设计方案。

根据本实用新型，为多个发光二极管(LED)设有透镜。透镜在此能够设置在LED的下游。透镜能够由多个透镜区段形成，其中为至少一个LED或LED的一部分设有相应的透镜区段。在此优选地，各透镜区段或单独区段构成为，使得为至少一个所分配的LED实现单独光分布。

该解决方案具有的优点是：通过透镜能够简单地以期望的或预先确定的方式设定LED的光分布。

每个所述单独光分布优选由如下光形成：所述光穿过透镜的或初级透镜的透镜区段中的各一个射出。在此，所述光优选由至少一个分配给各透镜区段的LED发射。

透镜区段有利地能够简单地设置成一排。例如也能够考虑的是：设有多排并且将透镜区段矩阵状地设置。因此，透镜能够以简单的方式用于LED矩阵。

透镜区段能够分别具有自由形状面作为光入射面和/或光出射面。

优选地，透镜区段以设备方面简单的方式具有共同的、尤其凸形的光出射面。

在本实用新型的另一设计方案中，透镜区段能够分别具有自身的凸形的光入射面。所述光入射面例如分别大至引起穿过透镜区段射出的光的高斯分布。在如下剖平面中，单独光分布的最大值的强度能够分别大致具有高斯分布：所述剖平面大致伸展穿过由单独光分布形成的总光分布并且所述剖平面大致伸展穿过最大的单独光分布。在使用在交通工具照射灯中时，该剖平面例如能够为水平的剖平面。这种光分布能够引起在交通工具照射灯中的极其有利的光分布。

优选地，为各LED设有各一个透镜区段。在此，各透镜区段优选构成为，使得聚集由LED发射且穿过透镜射出的光和/或尤其在透镜下游设有预设的或期望的光分布。

各透镜区段优选具有自身的光学轴线。光学轴线在此能够大致以相互间的平行间距延伸。

极其有利的是：多个、或大量、或全部透镜区段光学上彼此分离或解耦。如果例如在将透镜使用在交通工具照射灯中，切断LED矩阵的个别LED，而接通其他的LED，那么通过透镜区段的光学分离，基本上没有光从接通的LED射到切断的LED的透镜区段中。

为了透镜区段的光学分离，在要分离的透镜区段之间、尤其在要分离的透镜区段之间的各边界面中构成有或设置有吸收光的和/或散射光的和/或反射光的层。因此，以设备方面简单的方式，能够将透镜区段彼此光学分离。层或各层优选引入到透镜中。层例如能够以相互间的平行间距延伸。在将透镜使用在交通工具照射灯中时，层例如能够大致以距交通工具的纵轴线的平行间距且大致垂直于水平平面延伸。替选地或附加地，能够考虑：各层大致以距要分离的透镜区段的光学轴线的平行间距延伸。

透镜例如以注塑法成本适宜地制造。此外，层或各层同样能够极其成本适宜地以注塑法作为层元件或挡光板引入。例如，层或各层此外作为插入件装入注塑模具中。此外，层元件例如至少基本上或完全由塑料形成，或者至少基本上或完全由金属形成。为了进一步改进透镜区段的光学分离，层元件例如能够是黑色的或是亚光黑色的或者具有黑色的或亚光黑色的覆层。

能够考虑的是：层元件或各层元件从透镜、尤其从透镜的光入射面伸出。由此，透镜区段的光学分离能够进一步改进。此外，能够考虑的是：层元件或各层元件大致延伸至透镜的光出射面。

替选地或附加地，能够考虑：层或各层作为玻璃内刻或者作为塑料内刻在设备方面简单地引入到透镜中。在此，层能够作为尤其强散射光的层刻入，以便进一步改进光学分离。

有利地，照明系统设有根据前述方面中的一个方面的透镜，所述透镜在此形成初级透镜。除了初级透镜之外，设有次级透镜。由此，能够以设备方面简单的方式例如借助交通工具照射灯进一步改进光分布。在此，初级和次级透镜优选设置成，使得初级透镜的每个单独区段能够满足如下功能：聚集分配给所述初级透镜的LED的光并且以期望的光分布定向到次级透镜上。此外，能够进行布置，使得在应由次级透镜成像的平面中达到期望的光分布。因此，例如由次级透镜在远场中产生的光分布能够有利地由单独光分布组成，由此能够以小的设备方面的耗费并且极其精确地设定或还有调节光分布。例如，远场中的光分布能够简单地通过接通或断开LED来改变。

有利地，初级和次级透镜的光学主轴线大致彼此准直地设置。

次级透镜例如能够成像初级透镜的光出射面的光像。替选地，能够考虑的是：在初级和次级透镜之间设有挡光板或遮光器。于是，次级透镜能够成像通过挡光板的位置给出的或延伸穿过所述挡光板的平面的光像。因此，初级透镜能够有利地具有如下功能：在所述应由次级透镜成像的平面中实现期望的光分布。

次级透镜例如简单地构成为凸透镜或会聚透镜。

在本实用新型的另一设计方案中，照明系统具有多个或大量LED。在此，初级透镜优选具有相应数量的透镜区段。LED在此能够设置成一排。该排在此能够大致垂直于透镜区段的光学轴线延伸或垂直于初级透镜的光学主轴线延伸。替代一排LED，能够考虑设有多排或大量排，这些排优选以相互间的平行间距设置和/或位于一个平面中。此外，有利的是：设有对应于LED数量的透镜区段，所述透镜区段对应于LED设置。能够考虑的是：LED和/或透镜区段形成矩阵。

在本实用新型的另一设计方案中，多个LED或全部LED或LED的一部分以不同通电的方式使用，以便以设备方面简单的方式在远场中产生总光学装置的期望的光像。为了调节或设定LED的通电，能够设有控制设备。替选地或附加地，能够考虑：个别LED或多个LED或全部LED能够与其余的或其他的LED独立地接通或断开，以便在特定的区域中、例如在远场中实现期望的光分布。在使用交通工具照射灯时，由此例如能够避免其他的交通参与者的眩目。

能够考虑的是：一个LED形成一个像素并且多个LED形成区段。因此能够提出：在照明系统中能够切断个别像素或区段，以便在一定区域中例如避免眩目。

在本实用新型的另一设计方案中，初级透镜优选以距LED相对小的间距设置。特别地，间距选择成，使得各LED基本上将光发射到其所配属的透镜区段中。在此，初级透镜优选设置成，使得其聚集由LED发射的光并且以期望的光分布定向到次级透镜上。因此，照明系统一方面紧凑地构成，并且另一方面能够以期望的方式设定光分布。沿光学主轴线的方向观察，间距例如小于初级透镜的厚度。

在本实用新型的另一设计方案中，指向初级透镜的LED表面能够经由初级透镜大致成像到次级透镜的朝向初级透镜的光入射侧上或者成像到无限远处。为了成像到无限远处，例如初级透镜简单地构成和/或设置成，使得初级透镜的焦点尤其直接地位于LED表面的平面上或LED的光出射面的平面上。替选地，为了在次级透镜的平面上成像，初级透镜能够构成和设置成，使得初级透镜的焦点尤其例如以短的间隔位于LED表面的平面上游。在后一种情况下，焦点因此位于LED和初级透镜之间。替选地，能够考虑：初级透镜构成和/或设置成，使得与LED表面的平面相比，初级透镜的焦点位于LED表面的平面下游，即与初级透镜间隔开更远。

为了照明系统的效率提高，能够设有其他的光学构件。例如能够考虑：在LED和初级透镜之间设有一个或多个反射器。

在本实用新型的另一设计方案中，各LED优选构成为LED芯片。LED或LED芯片取决于工艺能够在光输出侧具有不发光的面或不发光的芯片面。有利地，此外LED或LED芯片定向成，使得从照明系统中射出的光流至少基本上是最大的。在此，定向优选在能够大致垂直于初级透镜的光学主轴线延伸的定向平面中进行。不发光的芯片面尤其构成在尤其具有大致矩形的或大致正方形的出射面的LED芯片的边缘区域或角区域中。能够考虑的是：LED芯片的邻接于不发光的芯片面的边缘面优选设置在光学主轴线的也设置有机械遮光器的一侧上。

因此，取决于工艺，可用的LED芯片不能够具有用于发射的面的正方形的尺寸。因此，这种受限的不对称性在根据本实用新型的照明系统中能够用于提高总效率。对此，如上面已经阐述的那样，各LED芯片定向成，使得从总系统中射出的光流变得最大。

LED优选激励成，使得在接通时实现追光效果，其中LED例如按排接通。此外能够考虑：在照明系统的断开状态下，仍设有调光的光功能或光效果。优选地，光流的调节经由脉冲宽度调制(PWM)进行。

优选地，交通工具照射灯设有根据上述方面中的一个方面的照明系统，由此例如能够以设备方面简单的方式极其精确地设定由交通工具照射灯发射的光的光分布。

有利地，照明系统的光学主轴线指向具有交通工具照射灯的交通工具的行驶方向。行驶方向尤其为交通工具的例如大致与交通工具纵轴线具有平行间距的优选的方向。遮光器例如设置在光学主轴线上方或下方，即设置在照明系统的下半空间或上半空间中。LED的一排或LED的多排和/或透镜区段能够大致横向于行驶方向和/或水平地延伸。

如果挡光板设置在下半空间中，那么各LED芯片优选定向成，使得在光输出侧构成的不发光的芯片面同样设置在下半空间中或者定向到那里。如果挡光板设置在上半空间中，那么不发光的芯片面相应地同样朝上半空间定向或设置。因此，不发光的芯片面向上或向下定向。

附图说明

下面，应根据实施例详细阐述本实用新型，附图示出：

图1示出具有根据第一实施例的照明系统的交通工具照射灯的示意侧视图；

图2示出图1中的照明系统的俯视图；

图3a和3b分别示出根据其他实施例的照明系统的透镜的俯视图；

图4a和4b示出LED芯片的侧视图和前视图；

图5示出根据另一实施例的照明系统的侧视图。

具体实施方式

根据图1示意地示出交通工具照射灯1，所述交通工具照射灯例如能够为用于交通工具的前照灯。交通工具例如能够是飞行器或水上交通工具或陆上交通工具。陆上交通工具能够是机动车。尤其优选地，交通工具照射灯1应用在载重车或轿车中。

交通工具照射灯1具有照明系统2，所述照明系统具有初级透镜4和次级透镜6。次级透镜6在初级透镜4下游连接，其中透镜4和6共有光学主轴线8。在此，在将交通工具照射灯1使用在交通工具中时，光学主轴线8大致沿行驶方向10延伸。在初级透镜4上游连接多个设置成一排的LED 12至20，参见图2。对于各LED，初级透镜4分别具有透镜区段22至30。各透镜区段22至30在此分别具有光学轴线32，所述光学轴线大致以距光学主轴线8的平行间距延伸。各透镜区段22至30的指向LED 12至20的各光入射面在此构成为是凸形的。因此，初级透镜4在光入射侧大致构成为丘粒状的。因此，透镜区段22至30的各光入射面34在延伸经过根据图2的全部透镜区段22至30的横截面中大致C形地构成。参见图1，光出射面36相反具有一致的延伸。借助初级透镜4聚集由LED发射的光并且以期望的光分布定向到次级透镜6上。于是，由次级透镜6在远场中产生的光分布由透镜区段22至30的单独光分布组成。

根据图1，在初级透镜4和次级透镜6之间设置有遮光器38。在将交通工具照射灯1使用在交通工具中时，所述遮光器在此位于在光学主轴线8之下的下半空间中。为了简洁，在图2中未示出遮光器38。

为了将由图2中的各个LED 12至20发射的光在初级透镜4中相互限界，根据图3a和3b，在透镜区段22至30之间引入各一个层。在图3a中，层为亚光黑色染色的挡光板40至46。所述挡光板分别大至以相互间的平行间距延伸，并且还能够分别大至在由参见图1的光学主轴线8和竖直方向展开的平面中延伸。挡光板40至46大致分别从光出射面36开始继续朝如下区域延伸：在所述区域处，各两个凸形的光入射面34彼此相遇。

根据图3b，同样设有亚光黑色染色的挡光板48至54。与图3a不同，所述挡光板分别从初级透镜4的光出射面36延伸并且在光入射面侧分别从初级透镜4朝LED伸出。因此，能够实现透镜区段22至30的改进的光学解耦。

根据图4a，示出呈LED芯片56的形式的LED。因此，为图2中的各LED 12至20设有这种LED芯片56。取决于工艺，LED芯片56能够具有发光面58，所述发光面不是正方形的或不具有正方形的尺寸。该不对称性有利地在照明系统中用于提高总效率。对此，将各LED芯片56定向成，使得从总系统中射出的光流最大。根据图4a，面58的不发光的面部段60设置在角区域中并且大致具有正方向的设计方案。在根据图4b的LED芯片56的侧视图中，示出LED芯片56的边缘62，其中可见与面部段60邻接的边缘区域64。

根据图5可见LED芯片56的布置。所述LED芯片在此设置成，使得边缘区域64向下定向。在此，该定向对应于遮光器38的布置，所述遮光器根据图5设置在照明系统2的下半空间中。如果遮光器38设置在上半空间中，那么LED芯片56的边缘区域64相应地向上定向。

公开一种用于多个发光二极管的透镜。在此，透镜具有多个透镜区段。至少一个LED在此分配给各透镜区段。各透镜区段在此构成为，使得能够设定LED的单独光分布。在此，透镜能够是照明系统的一部分，所述照明系统具有另一透镜和LED矩阵并且例如使用在交通工具照射灯中。

附图标记列表

交通工具照射灯 1

照明系统 2

初级透镜 4

次级透镜 6

光学主轴线 8

行驶方向 10

LED 12

LED 14

LED 16

LED 18

LED 20

透镜区段 22

透镜区段 24

透镜区段 26

透镜区段 28

透镜区段 30

光学轴线 32

光入射面 34

光出射面 36

遮光器 38

挡光板 40

挡光板 42

挡光板 44

挡光板 46

挡光板 48

挡光板 50

挡光板 52

挡光板 54

LED芯片 56

面 58

面部段 60

边缘 62

边缘区域 64

Claims (15)

1.一种用于多个发光二极管(12-20)的透镜，其中所述透镜(4)能够设置在所述发光二极管(12-20)的下游，其特征在于，所述透镜(4)由多个透镜区段(22-30)形成，其中为至少一个发光二极管(12-20)设有相应的透镜区段(22-30)，并且其中各透镜区段(22-30)构成为，使得能够为至少一个所分配的所述发光二极管(12-20)实现单独光分布。

2.根据权利要求1所述的用于多个发光二极管的透镜，其中所述透镜区段(22-30)分别具有自身的自由形状面作为光入射面。

3.根据权利要求1或2所述的用于多个发光二极管的透镜，其中所述透镜区段(22-30)光学上彼此解耦。

4.根据权利要求3所述的用于多个发光二极管的透镜，其中在所述透镜区段(22-30)之间构成吸收光的和/或散射光的和/或反射光的层。

5.根据权利要求4所述的用于多个发光二极管的透镜，其中所述透镜以注塑法制造，并且其中所述层(40-46)在所述注塑法中作为层元件或挡光板引入，或者其中所述层(40-46)作为玻璃内刻或者作为塑料内刻引入到所述透镜(4)中。

6.根据权利要求5所述的用于多个发光二极管的透镜，其中各挡光板(48-54)从所述透镜(4)中伸出。

7.根据权利要求6所述的用于多个发光二极管的透镜，其中各挡光板(48-54)从所述透镜(4)的光入射面(34)中伸出。

8.一种照明系统，所述照明系统具有根据上述权利要求中任一项所述的透镜，所述透镜形成初级透镜(4)，并且其中设有次级透镜(6)，所述次级透镜设置在所述初级透镜(4)的下游。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其中设有透镜区段(22-30)，所述透镜区段的数量对应于所述发光二极管(12-20)，所述透镜区段对应于所述发光二极管(12-20)设置。

10.根据权利要求8或9所述的照明系统，其中所述初级透镜(4)的透镜区段(22-30)和/或发光二极管(12-20)形成矩阵或排。

11.根据权利要求8或9所述的照明系统，其中多个发光二极管(12-20)或发光二极管(12-20)的一部分或全部发光二极管(12-20)能够不同地通电，和/或能够借助于脉冲宽度调制运行。

12.根据权利要求8或9所述的照明系统，其中个别发光二极管(12-20)或多个发光二极管(12-20)或全部发光二极管(12-20)能够分别与其他发光二极管(12-20)独立地接通和断开。

13.根据权利要求8或9所述的照明系统，其中作为相应的发光二极管设有LED芯片(56)，其中各LED芯片(56)在光出射侧具有不发光的芯片面(58)，并且其中所述LED芯片(56)定向为，使得从所述照明系统(2)中射出的光流是最大的。

14.根据权利要求13所述的照明系统，其中所述LED芯片(56)的边缘(62)的邻接于在光出射侧不发光的所述芯片面(58)的面部段(64)设置在光学主轴线(8)的如下侧上：在所述侧上设有遮光器(38)，所述遮光器设置在所述初级透镜(4)和所述次级透镜(6)之间。

15.一种交通工具照射灯，所述交通工具照射灯具有根据权利要求8至14中任一项所述的照明系统。