DE10043660A1 - Kfz-Leuchte mit LEDs - Google Patents

Kfz-Leuchte mit LEDs

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte mit Leuchtdioden. Um hierbei zu erreichen, daß der Bauraum und die Größe einer Leuchte am Kraftfahrzeug optimal zu nutzen, und zumindest die Einhaltung der besagten 60% ausgeleuchteter Fläche grundsätzlich zu erhalten, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß innerhalb eines gemeinsamen Leuchtenkörpers mindestens zwei LED-Matrizen (L1, L2) unterschiedlicher Leuchtfarbe zu einer Summenmatrix angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte mit sog. lichtemittierenden Dioden, kurz genannt LEDs, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Im Kraftfahrzeugbau werden zum einen Leuchten zum Ausleuchten und zum anderen ebenfalls Signalleuchten eingesetzt. Diese werden beispielsweise wie das Rücklicht oder die Scheinwerfer mittels Lampen, d. h. Glüh-, Halogen- oder Entladungslampen betrieben. Dies gilt wegen der benötigten sehr viel höheren Lichtintensität insbesondere für Scheinwerfer.
Für den Einsatz von Signal- oder Heckleuchten am Kraftfahrzeug können jedoch als Leuchtmittel Leuchtdioden eingesetzt werden. So wird beispielsweise vielfach die zusätzliche Bremsleuchte aus einer Matrix von Leuchtdiodenelementen gebildet. Aus dem Stand der Technik sind des weiteren Anwendungsbeispiele für LEDs allgemeiner und spezieller Art bekannt.
So ist aus der EP 0 921 568 A2 eine Anordnung bekannt, bei der eine Integration einer Mehrzahl von LEDs auf einem Substratmaterial oder einem Träger vorgenommen wird, wobei die LEDs unterschiedliche Farben haben können, und jeweils in einer Vertiefung sitzen. Dabei sind in jeder Vertiefung eine Mehrzahl von unterschiedlichen LEDs eingebracht und von einer Art Linse abgedeckt. Hierzu wird ein eher allgemeiner Verwendungszweck beschrieben.
Aus der DE 198 31 004 A1 ist eine LED-Leuchte für ein Kraftfahrzeug im allgemeinen bekannt. Hierbei enthält die Leuchte mindestens eine lichtemittierende Diode als Lichtquelle und sitzt in einem Gehäuse mit einer Rückwand und einer Lichtscheibe. Damit die betreffende Leuchte im ausgeschalteten Zustand für den Betrachter homogener erscheint, ist die Leuchtscheibe mit mindestens einem Bereich versehen, der ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, und mit mindestens einem weiteren Bereich, der durchsichtig ist, versehen. Diese betreffende Leuchtenart bezieht sich jedoch auf die Einzelanordnung oder lediglich noch die gruppenweise Anordnung von Leuchtdioden zu einer Leuchte.
Aus der DE 198 15 963 A1 ist eine Leuchte, insbesondere eine Heckleuchte für Kraftfahrzeuge angegeben. Die Leuchte hat ein Leuchtmittel, welches hinter einer Lichtscheibe in einem Leuchtengehäuse angeordnet ist. Hierbei wird jedoch eine Glühlampe als Leuchtmittel verwendet. Um die Leuchte herum bzw. um die eigentliche Lichtquelle herum sind weitere Leuchtmittel, beispielsweise LEDs als randsäumige Anordnung entlang des Randes vorgesehen. Dies soll zu einer insgesamten Ausleuchtung des Lampengehäuses führen.
Wendet man sich nunmehr wieder den Signalleuchten oder Heckleuchten eines Kraftfahrzeuges zu, so liegt eine weitere Problematik vor. Der Gesetzgeber fordert, daß mindestens 60% einer Leuchte auch leuchtfähig ausgebildet sind. Es kann sich jedoch aus designtechnischen Gründen ergeben, daß bestimmte Formen vorzusehen sind, beispielsweise zur Verbesserung der Signalwirkung etc., wobei diese geforderten 60% aus besagten optischen Gründen nicht ganz erfüllt werden können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den Bauraum und die Größe einer Leuchte für ein Fahrzeug optimal zu nutzen, und zumindest die Einhaltung der besagten 60% ausgeleuchteter Fläche, grundsätzlich erhalten zu können.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Kraftfahrzeugleuchte der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen 2-11 angegeben.
Kem der Erfindung besteht hierbei darin, daß innerhalb eines gemeinsamen Leuchtenkörpers mindestens zwei LED-Matrizen unterschiedlicher Leuchtfarbe zu einer Summenmatrix angeordnet sind.
Das letztlich erfindungsgemäße Ziel ist hierbei, in einen Leuchtenkörper oder in ein -gehäuse oder in eine -kammer mehrere Leuchtfunktionen zu integrieren, damit eine insgesamt beleuchtbare Fläche von mehr oder mindestens den geforderten 60% entsteht.
Zur Bewerkstelligung einer entsprechend hellen Signalfläche werden die Leuchtdioden in einer Matrix, also einer Summe verteilter Leuchtpunkte angeordnet. Gemäß der Erfindung werden hiermit zwei Leuchtdiodenmatrizen unterschiedlicher Farbe ineinander geschoben, wodurch sich die effektive LED-Dichte gegenüber den Einzelmatrixdichten natürlich verdoppelt.
Die einzelnen Leuchtpunkte, d. h. die einzelnen Leuchtdioden müssen natürlich auf jede Matrix bezogen eine entsprechende Beabstandung voneinander haben, so daß die zweite Matrix in die erste Matrix integrierbar ist. Somit werden in einem Leuchtenkörper oder einer -kammer zwei Leuchtfunktionen bzw. zwei Signalleuchtfunktionen realisierbar.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist angegeben, daß die Matrizen jeweils gesondert und unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Hierdurch wird es nun möglich, beispielsweise in ein und denselben Leuchtenkörper durch die erste LED- Matrix, die gesondert ansteuerbar ist, ein Rücklicht zu erzeugen, dies beispielsweise mit roten LEDs, und über die zweite integrierte Matrix, bestehend aus gelben LEDs, das Blinklicht zu integrieren.
Ist beispielsweise nun das Fahrzeug im Fahrbetrieb mit eingeschalteten Heckleuchten oder Rücklichtern, und wird während des Fahrens nunmehr der Blinker betätigt, dann würde für die Zeit, in der die "Licht ein"-Phase des Blinklichtes aktiv ist, das Rücklicht ausgetaktet werden. In den Blinkpausen des Blinklichtes, würden die Leuchtdioden des Rücklichtes wieder eingetaktet werden und so weiter.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die Leuchtdioden-Matrizen aus gleich verteilten Matrizen bestehen, derart, daß jede Einzelmatrix gleich groß ist oder in etwa gleiche Flächen abdeckt.
Dies ist vorteilhaft, um beispielsweise eine großflächige Anordnung eines Rücklichtes mit einer entsprechend integralen großflächigen Anordnung eines Blinklichtes generieren zu können bzw. zu wollen.
Es sind jedoch auch weitere Kombinationen möglich, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß alternativ dazu, die Matrizen auch unterschiedliche Flächen abdecken können. So können beispielsweise die im Gesamteindruck ergebenden gesamten lichtemittierenden Flächen je nach Funktion und Farbe der gewählten Leuchtdioden auch in ihrer geometrischen Form unterschiedlich sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung hierzu ist daher angegeben, daß die Matrizen zumindest teilweise überdeckende Flächen haben bzw. haben können. So kann beispielsweise ein Blinklicht ein rechteckiges Format haben und teilweise in das runde Format des Rücklichtes hineinintegriert sein.
So sind in diesem Falle jedoch nur Teilüberdeckungen gegeben, und somit würde bei einer entsprechenden, wie oben beschriebenen funktionsgetrennten Beaufschlagung unterschiedlich farbiger Leuchtdioden, auch eine Veränderung der geometrischen Leuchtfläche einhergehen. Dies kann die durch die Farbe bereits gegebene unterschiedliche Funktion nunmehr auch noch durch eine geometrische Unterscheidung der Leuchtflächen deutlicher machen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die Matrizen jeweils unterschiedliche Flächen haben und haben können, wodurch sich in oben besagter Weise bereits unterschiedliche Geometrien ergeben können, u. a. können aber auch Kreisflächen unterschiedlicher Größe ineinander integriert sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß vor den Matrizen Licht- oder Streuscheiben angeordnet sind, die ein entsprechendes Vergleichmäßigen der ansonsten punktuell gerasterten Lichtfläche erzeugen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die Licht- oder Streuscheiben so geformt oder geschliffen oder geritzt sind, daß unterschiedliche Lichtwellenlängen auf kollektive Weise unterschiedlich gebrochen und gebündelt werden. So kann beispielsweise erreicht werden, daß mit ein und derselben Licht- oder Streuscheibe das rote Licht mehr geradlinig nach hinten strahlt, währenddem das gelbe Licht des Blinkers, im selben Lampengehäuse, durch die entsprechend andere Brechung mehr seitlich gebündelt wird. Dies kann darüber hinausgehend weiterhin die unterschiedliche Signalwirkung bei entsprechend unterschiedlich betätigter Leuchtfläche unterstreichen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die besagte Kraftfahrzeugleuchte als Heckleuchte eingesetzt wird. Dies ist von allen die Grundfunktion, die angestrebt wird. Darüber hinausgehend können weitere Funktionen in den Leuchtenkörper integriert werden, und dies auf die entsprechend erfindungsgemäße Weise nach Anspruch 1 oder einem der nachfolgenden abhängigen Ansprüche.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß in jeweils einem Leuchtenkörper entweder Rücklicht oder Rückfahrscheinwerfer und Rücklicht und Blinklicht oder Unterkombinationen davon, oder ggf. Rücklicht und Rückfahrscheinwerfer und Blinklicht integral eingesetzt sind. Durch teilweise Überschneidung kann beispielsweise der Rückfahrscheinwerfer, wie dies in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung angegeben ist, als konzentrische Kreisfläche zur ersten Matrix des Rücklichtes integriert und kleiner ausgebildet sein, währenddem das Blinklicht seitlich an die größere Kreisfläche des Rücklichtes angesetzt wird, was dort aufgrund einer anderen geometrischen Verteilung nur zu einer Teilüberdeckung der besagten Rücklicht-LED- Matrix führt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß auch drei oder mehr Leuchtdioden - Matrizen sich zumindest teilweise, d. h. zumindest in Teilbereichen zu mindestens 3 Leuchtdioden - Matrizen überlappend angeordnet sind. Dadurch besteht die Möglichkeit Bremsleuchte, Rückfahrlicht, und Blinker, ggf. sogar noch das Rücklicht in einen Leuchtenkörper so zu integrieren, daß teilweise geometrisch überlappende Bereich entstehen, die sich jedoch durch einzelnen Ansteuerbarkeit im jeweiligen Betrieb nicht stören. Im übrigen können auf diese Weise hohe Flächennutzungen innerhalb des gesamten Leuchtenkörpers erreicht werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die summatorische Verwendung zweier unterschiedlicher LED-Matrizen und
Fig. 2 einen beispielhaften Leuchtenkörper.
Fig. 1 zeigt zwei kreisförmige Verteilungen von Einzel-LEDs, und ergeben somit eine Matrix L1 und eine Matrix L2. Die Matrizen L1 und L2 sind in diesem Falle Kreisflächen.
Die Leuchtdioden der Leuchtdiodenmatrix L1 kann dabei beispielsweise rot emittierende Leuchtdioden sein, währenddem die Leuchtdioden der LED-Matrix L2 Gelblicht emittierende Leuchtdioden sein können. In der Darstellung gemäß Fig. 1 sind die beiden Matrizen L1 und L2 von einander separiert. Der Pfeil deutet jedoch an, daß die Matrix L2 in die Matrix L1 eingeschoben wird, bis eine flächige Überdeckung oder Integration beider Matrizen L1 und L2 gegeben ist. Die Matrix L2 ist dabei so angelegt, daß die Leuchtdioden der besagten Matrix L2 in die Zwischenräume der Matrixelemente der LED-Matrix L1 passen. Somit hat die Summenmatrix eine Dichte von Leuchtpunkten, die sich als Summe der Einzeldichten von L1 und L2 ergibt.
In erfindungsgemäßer Weise verbleiben nach wie vor die einzelnen Bildpunkte getrennt ansteuerbar, so daß über die Matrix L1 beispielsweise ein Rücklicht, über die Matrix L2 beispielsweise ein Blinklicht generierbar ist. Die Leuchtdioden der beiden Matrizen L1 und L2 haben dabei unterschiedliche Farben.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Leuchte und einen beispielhaften Leuchtenkörper beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug als Heckleuchte. Die Teilung des Leuchtenkörpers entsteht hier beispielsweise durch den Verlauf der Trennlinie zwischen Kotflügel und Heckklappe.
In beiden Elementen sind jedoch Leuchtenkörper 10 dargestellt. Im rechten Leuchtenkörper 10 sind zwei konzentrische Kreisflächen angeordnet. Die größere Kreisfläche wird hierdurch von der beispielsweise oben genannten Matrix L1, also von roten Leuchtdioden gebildet, und bildet das sog. Schlußlicht SL am Kraftfahrzeug. Konzentrisch dazu befindet sich eine kleinere Fläche L2, die den Rückfahrscheinwerfer RSW bildet, der beispielsweise durch weiße Leuchtdioden gebildet wird.
Beide Leuchtdiodenmatrizen L1 bzw. SL und L2 bzw. RSW sind in oben genannter Weise getrennt ansteuerbar. Im linken Teil ist ein Leuchtenkörper 10 dargestellt, der beispielsweise eine rechteckige Matrix L1 als Schlußlicht SL enthält, wobei das Rechteck auf der linken Seite entsprechende Ecken aufweist, auf der rechten Seite jedoch rund ausgeformt ist. Innerhalb der Matrix L1, also des Schlußlichtes SL ist integral die zweite Leuchtdiodenmatrix L2 des Rückfahrscheinwerfers RSW so angeordnet, daß die L2- Matrix mehr im Bereich der runden Ausformung der Matrix L1 plaziert ist.
Die Matrix L2 ist hierbei kreisrund und wird wiederum aus weißen Leuchtdioden bzw. aus weißem Licht emittierenden Leuchtdioden gebildet.
Die Matrix L1 besteht hierbei zur Darstellung des Schlußlichtes wiederum aus entsprechend verteilten roten Leuchtdioden. Im linken eckigen Bereich der Matrix L1 des Schlußlichtes SL ist eine entsprechende Matrix entweder statt des Rückscheinwerfers RSW oder zusätzlich dazu integriert angeordnet. Im letztgenannten Falle wäre dies eine dritte Matrix von Leuchtdioden L3. Hiermit ergibt sich zwar eine insgesamt als größte, lichtemittierende Fläche ausgebildete erste Matrix L1, in die aber gegeneinander nicht überschneidende Untermatrizen L2 und L3 integriert angeordnet sind.
Das besagte Blinklicht BL bzw. die Blinklichtmatrix L3 hat hiermit linksseitig einen Verlauf, welche auch den dortigen Rand der Matrix L1 des Schlußlichtes SL nachzeichnet, wobei die rechte Begrenzungslinie konkav ausgeformt ist, so daß sich die hier für L3 bezeichnete Form ergibt. Im Bereich der Matrix L3 des Blinklichtes BL sind somit gelbe Leuchtdioden verteilt angeordnet, wobei in den Zwischenräumen die besagten Matrixelemente, also Leuchtdioden der Matrix L1 in diesem Bereich überschneidend angeordnet sind.
Unterhalb des linken dargestellten Leuchtenkörpers 10 ist ein schematisches Bild der drei Matrizen noch einmal dargestellt, wobei sich der Rückscheinwerfer RSW mit dem Schlußlicht SL völlig überschneidet, bzw. nur ein Teil davon ist, und das Blinklicht in seiner Fläche auch nur eine Teilfläche von SL ist, sich aber nicht mehr mit dem Rückfahrscheinwerfer RSW überschneidet.
Ob hier weitere Überschneidungen, als jeweils zwei Matrizen jeweils zueinander möglich sind, ergibt sich aus der Leuchtintensität der verwendeten oder verwendbaren Leuchtdioden einerseits, und den noch verbleibenden Zwischenräumen andererseits. Eine Überschneidung von jeweils mehr als 2 Teilflächen ist jedoch generell auch möglich. Durch die jeweils gesonderte Ansteuerbarkeit jeder Matrix können auch in einem solchen Fall die einzelnen Lichtfunktionen visuell deutlich voneinander unterschieden werden.
Wichtig ist hierbei nur, daß die einzelnen Teilmatrizen jeweils wiederum gesondert voneinander ansteuerbar sind, um in der oben beschriebenen Weise die entsprechende Leuchtfunktion oder Signalfunktion gegenüber der anderen temporär vorrangig anzusteuern.

Claims (12)

1. Kraftfahrzeugleuchte mit LEDs, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines gemeinsamen Leuchtenkörpers mindestens zwei LED-Matrizen (L1, L2) unterschiedlicher Leuchtfarbe zu einer Summenmatrix angeordnet sind.
2. Kraftfahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (L1, L2) jeweils gesondert und unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
3. Kraftfahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (L1, L2) aus gleich verteilten Matrizen bestehen, derart, daß jede Einzelmatrix gleiche oder in etwa gleiche Flächen abdecken.
4. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (L1, L2) unterschiedliche Flächen abdecken.
5. Kfz-Leuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (L1, L2) zumindest teilweise überdeckende Flächen haben.
6. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (L1, L2) jeweils unterschiedliche Flächen haben.
7. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Matrizen (L1, L2) Licht- oder Streuscheiben angeordnet sind.
8. Kfz-Leuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht- oder Streuscheiben so geformt oder so geschliffen oder geritzt sind, daß unterschiedliche Lichtwellenlängen auf kollektive Weise unterschiedlich gebrochen und gebündelt werden.
9. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kfz-Leuchte als Heckleuchte eingesetzt wird.
10. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeweils einem Leuchtenkörper
Rücklicht- und Rückfahrscheinwerfer oder
Rücklicht und Blinklicht oder
Rücklicht, Rückfahrscheinwerfer und
Blinklicht integral eingesetzt bzw. angeordnet sind.
11. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Matrizen konzentrische Kreisflächen bilden, wobei die Matrix kleinerer Fläche vollständig in der Matrix größerer Fläche integriert ist.
12. Kfz-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch drei oder mehr Leuchtdioden-Matrizen sich zumindest teilweise, d. h. zumindest in Teilbereichen zu mindestens drei Leuchtdioden- Matrizen überlappend angeordnet sind.
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