DE102008045166A1 - Illuminating device for vehicle, has light emitting diode field with light emitting diode as source of light, where optical element is arranged in radiation direction of light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend ein Leuchtdiodenfeld mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen, wobei in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden ein erstes optisches Element angeordnet ist, welches einen ersten Ausleuchtbereich erzeugt.The The invention relates to a lighting device for a Vehicle comprising a light-emitting diode array with a predetermined Number of light-emitting diodes as light sources, wherein in the emission direction the light-emitting diodes, a first optical element is arranged, which generates a first footprint.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Beleuchtungsvorrichtungen, wie Scheinwerfer für ein Fahrzeug bekannt.Out the prior art are various lighting devices, like headlights known for a vehicle.
So
beschreibt zum Beispiel die
Darüber
hinaus ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden anzugeben.Of the Invention is based on the object one over the Prior art improved lighting device with a specify specified number of LEDs.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The The object is achieved by the claim 1 specified characteristics solved. Advantageous developments The invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Leuchtdiodenfeld mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen, wobei in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden ein erstes optisches Element angeordnet ist, welches einen ersten Ausleuchtbereich erzeugt. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein zweites optisches Element vorgesehen, das derart gestaltet und in Abstrahlrichtung angeordnet ist, dass mindestens ein Teillichtstrom des vom Leuchtdiodenfeld abgestrahlten Hauptlichtstroms ablenkbar ist. Dabei ist der Teillichtstrom derart ablenkbar, dass in Abstrahlrichtung wenigstens ein zweiter Ausleuchtbereich erzeugbar ist.The Lighting device according to the invention comprises a light-emitting diode array with a predetermined number of LEDs as light sources, wherein in the emission of the LEDs first optical element is arranged, which has a first illumination area generated. According to the invention, at least a second provided optical element designed and arranged in the emission direction is that at least a partial luminous flux of the light-emitting diode field radiated main luminous flux is deflected. Here is the partial luminous flux distractable such that in the emission at least a second Illuminated area can be generated.
Anhand der Anordnung des zweiten optischen Elements sowie die auf dieses zurückzuführende Ab- bzw. Umlenkung des Teillichtstroms ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei vorgegebener Anzahl der Leuchtdioden ohne zusätzliche Kosten einen Gesamtausleuchtbereich des Leuchtdiodenfelds zu vergrößern. Dabei wird eine Gesamtleistung des Leuchtdiodenfelds auf den ersten sowie auf den zweiten Ausleuchtbereich verteilt, wodurch vorzugsweise eine gleichmäßige Lichtverteilung realisierbar.Based the arrangement of the second optical element as well as on this attributable diversion or deflection of the partial luminous flux it is possible in an advantageous manner, given a predetermined Number of LEDs without additional costs a total footprint of the LED field to enlarge. It will a total power of the LED array at the first and on distributed the second footprint, whereby preferably a uniform light distribution can be realized.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung können mehrere zweite optische Elemente vorgesehen sein, mittels denen eine der Anzahl dieser zweiten optischen Elemente entsprechende Anzahl von weiteren zweiten Ausleuchtbereichen erzeugbar sind, wodurch sich der Gesamtausleuchtbereich zusätzlich vergrößert.In an advantageous embodiment of the lighting device can a plurality of second optical elements may be provided by means of which one corresponding to the number of these second optical elements Number of further second illumination areas are generated, which the total footprint increases additionally.
Insbesondere sind die zweiten optischen Elemente derart angeordnet und ausgebildet, dass die abgelenkten Teillichtströme des dem Hauptlichtstrom zugehörigen Ausleuchtbereichs entsprechende Ausleuchtbereiche, insbesondere ober- und unterhalb des Ausleuchtbereichs des Hauptlichtstroms erzeugen.Especially the second optical elements are arranged and designed such that that the deflected partial luminous flux of the main luminous flux associated footprint corresponding footprints, especially above and below the footprint of the main luminous flux.
In einer möglichen Ausführungsform kann das erste optische Element in Abstrahlrichtung des Leuchtdiodenfelds dem zweiten optischen Element nachgeordnet sein. Dabei ist das zweite optische Element unmittelbar an dem ersten optischen Element angeordnet bzw. form- und/oder stoffschlüssig an diesem befestigt. Beispielsweise können mehrere zweite optische Elemente dem ersten optischen Element in Abstrahlrichtung vorgeordnet sein, wodurch das erste optische Element in einer Frontalansicht spezifische beispielsweise markenspezifische und/oder funktionale Strukturen aufweisen kann.In In one possible embodiment, the first optical element in the emission of the LED array to the second be arranged downstream of the optical element. Here is the second optical Element arranged directly on the first optical element or positively and / or cohesively attached thereto. For example can several second optical elements of the first optical Element upstream in the emission direction, whereby the first optical element in a frontal view specific for example can have brand-specific and / or functional structures.
Alternativ zu der oben beschriebenen Anordnung des zweiten optischen Elements kann dieses in Abstrahlrichtung des Leuchtdiodenfelds auch dem ersten optischen Element nachgeordnet sein, wodurch das erste optische Element insbesondere zwischen Leuchtdiodenfeld und dem zweiten optischen Element angeordnet ist. Insbesondere ist das zweite optische Element in dieser Ausgestaltung dem ersten optischen Element in einem vorgebbaren Abstand nachgeordnet.alternative to the above-described arrangement of the second optical element this can also in the emission of the LED array and the first be arranged downstream of the optical element, whereby the first optical Element in particular between light-emitting diode array and the second optical element is arranged. In particular, the second optical element is in this embodiment, the first optical element in a predeterminable Subordinate distance.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das zweite optische Element als eine Oberflächenstruktur in das erste optische Element integriert sein, welches beispielsweise in einem Spritzguss- oder Spritzprägeverfahren herstellbar ist. Dadurch reduziert sich in vorteilhafter Weise ein benötigter Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung. Hierbei ist die Oberflächenstruktur beispielsweise derart ausgebildet, dass eine optische Eigenschaft des zweiten optischen Elements einer optischen Eigenschaft des ersten optischen Elements nachgeordnet ist. Dabei ist der Teillichtstrom des von dem ersten optischen Element flächenmäßig vergrößerten Hauptlichtstroms des Leuchtdiodenfelds anhand des zweiten optischen Elements ablenkbar.In In a particularly preferred embodiment, the second optical element as a surface structure in the first be integrated optical element, which for example in a Injection molding or injection compression molding process can be produced. This advantageously reduces a required one Space of the lighting device. Here is the surface texture for example, designed such that an optical property of the second optical element of an optical property of the first downstream of the optical element. Here is the partial luminous flux of the area of the first optical element enlarged main luminous flux of the LED array deflected by the second optical element.
Das erste optische Element ist insbesondere als eine Linse, vorzugsweise als eine Sammellinse, welche beispielsweise aus einem optisch transparenten Feststoff, wie Glas, Kristall oder aus Kunststoffen, wie z. B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder Cyclo-(Co)polymeren, gebildet. Optische Linsen bzw. Sammellinsen, die aus Kunststoff gebildet sind, sind insbesondere in einem Spritzguss- oder Spritzprägeverfahren herstellbar.The first optical element is in particular as a lens, preferably as a condenser lens, which for example consists of an optically transparent Solid, such as glass, crystal or plastics, such. Polycarbonate, Polymethylmethacrylate or cyclo (co) polymers. optical Lenses or collecting lenses, which are formed from plastic, are in particular can be produced in an injection molding or injection-compression molding process.
Bevorzugt ist hierbei der Maßstab der Vergrößerung des Leuchtdiodenfeldes anhand des Abstands des ersten optischen Elements zu dem Leuchtdiodenfeld sowie durch eine Krümmung der Oberfläche der optischen Linse vorgebbar.Prefers Here is the scale of the magnification of the LED field based on the distance of the first optical Elements to the LED field and by a curvature the surface of the optical lens can be predetermined.
Vorzugsweise ist die Sammellinse plan-konvex ausgebildet, wobei eine plane Seite der Sammellinse unabhängig der Anordnung in Abstrahlrichtung des Leuchtdiodenfelds diesem zugewandt ist.Preferably the convex lens is plano-convex, with a flat side the convergent lens regardless of the arrangement in the emission of the LED array facing this.
Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten optischen Element um ein Prisma, anhand dessen ein Teillichtstroms des von den Leuchtdioden abgestrahlten Hauptlichtstroms ablenkbar ist. Dabei wird der auf das Prisma treffende, von den Leuchtdioden abgestrahlte Teillichtstrom in Abhängigkeit der Ausführungsform des Prismas wenigstens zweimal gebrochen bzw. abgelenkt, wobei die Ablenkung materialabhängig ist, da unterschiedliche Materialien unterschiedliche Brechzahlen aufweisen. D. h. je höher die Brechzahl eines verwendeten Materials, desto höher die Ablenkung von dem aus dem Prisma austretenden Teillichtstrom. Beispielsweise wird der Teillichtstrom bei Verwendung eines Plexiglasprismas weniger stark abgelenkt als bei einem Flintglasprisma.Especially if the second optical element is a prism, based on which a partial luminous flux emitted by the light emitting diodes Main luminous flux is distractable. In doing so, the one striking the prism, Partial luminous flux emitted by the light-emitting diodes in dependence the embodiment of the prism broken at least twice or deflected, wherein the deflection is material-dependent, because different materials have different refractive indices. Ie. the higher the refractive index of a material used, the higher the deflection from that exiting the prism Partial luminous flux. For example, the partial luminous flux is used of a plexiglass prism less deflected than in a flint glass prism.
Auch das zweite optische Element ist zweckmäßiger Weise aus einem optisch transparenten Feststoff, wie Glas, Kristall oder aus Kunststoffen, wie z. B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder Cyclo-(Co)polymeren, gebildet und in einem Spritzguss- oder Spritzprägeverfahren herstellbar.Also the second optical element is expedient from an optically transparent solid, such as glass, crystal or made of plastics, such. As polycarbonate, polymethylmethacrylate or cyclo (co) polymers, and formed in an injection or Injection-compression molding method can be produced.
Das Leuchtdiodenfeld der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann vorteilhaft in mehrere Feldbereiche unterteilt sein, in welche jeweils mehrere Leuchtdioden zeilen- und/oder spaltenförmig angeordnet sind.The Light-emitting diode array of the lighting device according to the invention can be advantageously divided into several field areas, in which each several LEDs line and / or column-shaped are arranged.
Durch eine entsprechende Anordnung bzw. Ansteuerung der Leuchtdioden eines oder mehrerer Feldbereiche kann das vom Leuchtdiodenfeld abgestrahlte Licht eine gewünschte Abstrahlcharakteristik aufweisen. Beispielsweise können die Feldbereiche derart angeordnet oder gesteuert sein, dass eine ein insbesondere asymmetrisches Abblendlicht oder ein Fernlicht repräsentierende Abstrahlcharakteristik eingestellt ist.By a corresponding arrangement or control of the LEDs of a or more field regions, the radiated from the light emitting diode field Light have a desired radiation characteristic. For example, the field regions can be arranged in this way or be controlled that a particular asymmetric low beam or a high beam representing Abstrahlcharakteristik is set.
Dabei können alle Leuchtdioden eines oder mehrerer Feldbereiche synchron oder asynchron ein- oder ausgeschaltet oder gedimmt werden. Auch können einzelne Leuchtdioden ein- oder ausgeschaltet oder gedimmt werden.there can all LEDs one or more field areas be switched on or off or dimmed synchronously or asynchronously. Also, individual LEDs can be switched on or off or be dimmed.
Auch kann wenigstens ein Feldbereich des Leuchtdiodenfelds derart steuerbar sein, dass dessen Abstrahlcharakteristik in Abhängigkeit einer Lenkstellung und beispielsweise einer Fahrgeschwindigkeit einer Fahrtrichtung des Fahrzeuges folgt.Also For example, at least one field region of the light-emitting diode array can be controlled in this way be that its emission characteristics in dependence a steering position and, for example, a driving speed a direction of travel of the vehicle follows.
Weiterhin ist vorgesehen, dass mindestens einer der Feldbereiche des Leuchtdiodenfelds, insbesondere die betreffenden Leuchtdioden derart angeordnet und/oder derart steuerbar ist bzw. sind, dass das ausgestrahlte Licht eine einer Hell-Dunkel-Grenze entsprechende Ausleuchtcharakteristik folgt.Farther it is provided that at least one of the field regions of the light-emitting diode array, in particular the respective light-emitting diodes arranged and / or is controllable or are that the emitted light a A light-dark boundary corresponding Ausleuchtcharakteristik follows.
Eine derartig wirkende Beleuchtungsvorrichtung eignet sich insbesondere als Scheinwerfer für ein Fahrzeug.A such acting lighting device is particularly suitable as a headlight for a vehicle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Die
in
Besonders
bevorzugt sind die Leuchtdioden
Die
zu dem Leuchtdiodenfeld
Darüber
hinaus kann anhand der Unterteilung des Leuchtdiodenfelds
Beispielsweise
kann ein Feldbereich durch entsprechende Steuerung der zugehörigen
Leuchtdioden
Bei
eingeschaltetem Fern- oder Abblendlicht kann darüber hinaus
beispielsweise wenigstens ein Feldbereich des Leuchtdiodenfelds
Dem
Leuchtdiodenfeld
Die
Sammellinse
Mittels
des ersten optischen Elements
Um
den von den Leuchtdioden
Um
insbesondere zu dem ersten Ausleuchtbereich B1 des Leuchtdiodenfelds
Das
zweite optische Element
Eine
erste Seite a des Prismas
Dadurch,
dass das zweite optische Element
Das
zweite optische Element
Das
Leuchtdiodenfeld
Dabei
sind die zwei zweiten optischen Elemente
Hierzu
ist das erste Prisma
Zwischen
dem ersten und dem zweiten Prisma
In
Dabei
ist in der
Ferner
ist es anhand der Größe des dem rechten Winkel α gegenüberliegenden
Brechungswinkels β besonders bevorzugt möglich,
den Abstand s zwischen der ersten und der zweiten Zeile
In
Dabei
sind das erste und das zweite Prisma
In
Alternativ
dazu können die zwei zweiten optischen Elemente
In
Dabei
weist die der zweiten Zeile
Alternativ
dazu können sich die erste und die zweite zusätzliche
Sammellinse
Die
der zweiten Zeile
Im
Unterschied dazu ist die der ersten Zeile
An
der in der Beleuchtungsvorrichtung
Wie
oben beschrieben, wird der von der ersten Zeile
Ein
von der zweiten Zeile
Weiterhin
trifft ein Teillichtstrom des abgestrahlten Lichtstroms L3.2 auf
den Bereich der Sammellinse
Darüber
hinaus trifft ein weiterer Teillichtstrom des von der zweiten Zeile
Durch
die verschiedenen Ablenkungen der Teilströme der Lichtströme
L3.1, L3.2 ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass
der Gesamtausleuchtbereich B einerseits stark und anderseits weniger
stark beleuchtet ist, wodurch beispielsweise bei Verwendung der
Beleuchtungsvorrichtung
In
- 11
- Beleuchtungsvorrichtunglighting device
- 22
- Leuchtdiodeled
- 33
- LeuchtdiodenfeldLED array
- 3.13.1
- erste Zeilefirst row
- 3.23.2
- zweite Zeilesecond row
- 44
- erstes optisches Elementfirst optical element
- 4.14.1
- Sammellinseconverging lens
- 55
- zweites optisches Elementsecond optical element
- 5.15.1
- Prismaprism
- 5.1a5.1a
- erstes Prismafirst prism
- 5.1b5.1b
- zweites Prismasecond prism
- 66
- Zusatzoptikadditional optics
- 6.16.1
- erste zusätzliche Sammellinsefirst additional condensing lens
- 6.26.2
- zweite zusätzliche Sammellinsesecond additional condensing lens
- BB
- Gesamtbildoverall picture
- B1B1
- vergrößertes erstes Bildmagnified first picture
- B2B2
- vergrößertes zweites Bildmagnified second picture
- B3B3
- vergrößertes drittes Bildmagnified third picture
- CC
- Randedge
- LL
- abgestrahltes Lichtradiated light
- L1, L2, L3, L4L1, L2, L3, L4
- Lichtbündellight beam
- L3.1L3.1
- abgestrahltes Licht der ersten Zeileradiated Light of the first line
- L3.2L3.2
- abgestrahltes Licht der zweiten Zeileradiated Light of the second line
- KK
- gekrümmte Seitecurved page
- PP
- plane Seiteplans page
- RR
- Abstrahlrichtungradiation direction
- ZZ
- optische Achseoptical axis
- aa
- erste Seite zweites Prismafirst Side second prism
- bb
- zweite Seite erstes Prismasecond Side first prism
- ll
- Längelength
- αα
- rechter Winkel zweites Prismaright Angle second prism
- α'α '
- rechter Winkel erstes Prismaright Angle first prism
- ββ
- Brechungswinkel zweites Prismaangle of refraction second prism
- β'β '
- Brechungswinkel erstes Prismaangle of refraction first prism
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- - DE 10009782 A1 [0004] - DE 10009782 A1 [0004]
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DE102008045166A Withdrawn DE102008045166A1 (en) | 2008-08-30 | 2008-08-30 | Illuminating device for vehicle, has light emitting diode field with light emitting diode as source of light, where optical element is arranged in radiation direction of light emitting diode |
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