DE102011082396A1 - Lighting device has semiconductor light source, reflector optically downstream semiconductor light source, and screen optically downstream reflector, where semiconductor light source is fastened to screen - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle, einen Reflektor, welcher mindestens einer Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschaltet ist, und eine Blende, welche dem Reflektor optisch nachgeschaltet ist. Diese Leuchtvorrichtung ist insbesondere für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, geeignet, insbesondere im Zusammenhang mit Scheinwerfern.The invention relates to a lighting device, comprising at least one semiconductor light source, a reflector, which is optically connected downstream of at least one semiconductor light source, and a diaphragm, which is optically connected downstream of the reflector. This lighting device is particularly suitable for vehicles, in particular motor vehicles, in particular in connection with headlamps.
Bei der Konstruktion von Scheinwerfer-Projektionssystemen spielen Toleranzen in der Ausrichtung oder Justage von Reflektor(en), Lichtquelle(n) und einer Blende (auch als „Shutter“ bezeichnet, wie er z. B. für die Ausbildung einer Hell-Dunkel-Grenze in einer Lichtverteilung üblicherweise verwendet wird) zueinander eine große Rolle und können eine Lichtverteilung und Leistungsfähigkeit des Scheinwerfer-Projektionssystems erheblich beeinflussen. Speziell die exakte Anordnung der Blende im Verhältnis zu den Lichtquelle(n) kann eine Qualität einer Lichtverteilung erheblich beeinflussen. Die Lichtquellen sind dabei stets als einzelnes Bauteil oder, bei LEDs, auf einem Wärmespreizelement (auch als „Heat Slug“ bezeichnet) in das Scheinwerfer-Projektionssystem integriert. Eine exakte Positionierung der Lichtquellen bzw. des Wärmespreizelements kann nur über speziell referenzierte Flächen erfolgen, an denen die einzelnen Elemente ausgerichtet werden.In the design of headlamp projection systems, tolerances in the alignment or adjustment of the reflector (s), light source (s) and a shutter (also referred to as a "shutter", as for example for the formation of a cut-off line) is commonly used in a light distribution) to each other and can greatly affect a light distribution and performance of the headlamp projection system. In particular, the exact arrangement of the aperture in relation to the light source (s) can significantly affect a quality of a light distribution. The light sources are always integrated as a single component or, in the case of LEDs, on a heat spreading element (also referred to as "heat slug") in the headlight projection system. An exact positioning of the light sources or of the heat spreading element can only take place via specially referenced surfaces on which the individual elements are aligned.
In Scheinwerfer-Projektionssystemen ist es zudem eine Herausforderung, eine Abwärme von deren Lichtquelle(n) effizient abzuführen, ohne dass diese heruntergeregelt werden müssen oder zerstört werden.In headlamp projection systems, it is also a challenge to dissipate waste heat from their light source (s) efficiently, without having to be down-regulated or destroyed.
Bisher wurden die Scheinwerfer-Projektionssysteme für hohe Toleranzen unter Inkaufnahme von Leistungseinbußen ausgelegt. So far, the headlamp projection systems have been designed for high tolerances at the expense of performance losses.
Die Abführung der von den Lichtquellen erzeugten Abwärme wird bisher über eine Anbindung der Lichtquellen an eine Rückseite der Reflektoren realisiert. Dies geht auf Kosten der Reflexionsfläche, was wiederum die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Die Wärmeableitung wird zudem durch Kontaktflächen und eine geometrisch bedingte ungünstige Anbindung des Kühlkörpers verringert.The removal of the waste heat generated by the light sources is realized so far via a connection of the light sources to a rear side of the reflectors. This comes at the expense of the reflective surface, which in turn impairs performance. The heat dissipation is also reduced by contact surfaces and a geometrically caused unfavorable connection of the heat sink.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit für eine vereinfachte Montage, effizientere Wärmeabfuhr und exaktere Justage einer Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere einer Scheinwerfer-Projektionsvorrichtung, bereitzustellen. Dadurch kann auch ein genaueres Lichtabstrahlmuster bereitgestellt werden.It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art at least partially and in particular to provide a possibility for a simplified assembly, more efficient heat dissipation and more precise adjustment of a lighting device of the type mentioned, in particular a headlight projection device. As a result, a more accurate light emission pattern can also be provided.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle, einen Reflektor, welcher mindestens einer Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschaltet ist, und eine Blende, welche dem Reflektor optisch nachgeschaltet ist, wobei mindestens eine Halbleiterlichtquelle an der Blende befestigt ist.The object is achieved by a lighting device comprising at least one semiconductor light source, a reflector, which is optically connected downstream of at least one semiconductor light source, and a diaphragm, which is optically connected downstream of the reflector, wherein at least one semiconductor light source is attached to the diaphragm.
Durch die Befestigung mindestens einer Halbleiterlichtquelle an der Blende kann eine kritische Justage zwischen diesen Elementen bei der Montage der Leuchtvorrichtung eingespart werden. Dies vereinfacht die Montage, verringert Toleranzen und verbessert eine Leistungsfähigkeit der Leuchtvorrichtung. Die lichttechnische Leistungsfähigkeit wird noch weiter dadurch verbessert, dass die Befestigung der Lichtquelle nicht mehr durch die Rückseite der Reflektoren realisiert zu werden braucht, der Reflektor also hinterseitig keine Durchführung von thermischen Elementen und einer elektrischen Verbindung benötigt. Dadurch steht dieser Bereich als zusätzliche Reflexionsfläche zur Verfügung. Insbesondere diese Reflexionsfläche weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass sie in der Tendenz paraxiale Strahlen erzeugt, die in der Abbildung durch eine nachgeschaltete Linse weniger Abbildungsfehler erzeugen.By attaching at least one semiconductor light source to the diaphragm, a critical adjustment between these elements during assembly of the lighting device can be saved. This simplifies the assembly, reduces tolerances and improves the performance of the lighting device. The photometric performance is further improved by the fact that the attachment of the light source no longer needs to be realized by the back of the reflectors, the reflector thus requires the rear side no implementation of thermal elements and an electrical connection. As a result, this area is available as an additional reflection surface. In particular, this reflective surface has the additional advantage that it tends to generate paraxial rays which produce less aberrations in the image by a downstream lens.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (einschließlich unbunt, z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"), z. B. auf dem Reflektor. Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg, red, green, blue, etc.) or multichrome (including achromatic, eg, white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; z. B. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"), z. B. on the reflector. The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, z. At least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, z. Based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, eg polymer OLEDs) are generally also used. Alternatively, the at least one semiconductor light source z. B. have at least one diode laser.
Dass der Reflektor der mindestens einen Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschaltet ist, kann insbesondere bedeuten, dass zumindest ein Teil des von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, welche an der Blende befestigt ist, emittierten Lichts auf den Reflektor fällt.The fact that the reflector is optically connected downstream of the at least one semiconductor light source may mean, in particular, that at least part of the light emitted by the at least one semiconductor light source, which is fastened to the diaphragm, is incident on the reflector.
Dass die Blende dem Reflektor optisch nachgeschaltet ist, kann insbesondere bedeuten, dass ein Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichts durch die Blende blockiert wird und ein anderer Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichts an der Blende vorbei aus dem Reflektor austritt. Die Blende kann so insbesondere eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze bilden.The fact that the diaphragm is optically connected downstream of the reflector may in particular mean that part of the light reflected by the reflector is blocked by the diaphragm and another part of the light reflected by the reflector exits the reflector past the diaphragm. In particular, the diaphragm can form a sharp cut-off line.
An der Blende der Leuchtvorrichtung ist folglich insbesondere mindestens eine Halbleiterlichtquelle befestigt, die so eingerichtet und angeordnet ist, dass von ihr emittiertes Licht zumindest teilweise (insbesondere vollständig) auf den Reflektor (d. h., mindestens eine Reflexionsfläche des Reflektors) trifft und von dem Reflektor teilweise auf die Blende trifft und teilweise an der Blende vorbei läuft (insbesondere an der Blende vorbei an einer Lichtaustrittsöffnung, insbesondere Lichtaustrittsebene, austritt). An der Blende der Leuchtvorrichtung kann also auch mindestens eine Halbleiterlichtquelle befestigt sein, die so eingerichtet und angeordnet ist, dass von ihr emittiertes Licht nicht auf den Reflektor (d. h., mindestens eine Reflexionsfläche des Reflektors) trifft und welcher der Reflektor folglich nicht optisch nachgeschaltet ist.Consequently, in particular at least one semiconductor light source, which is set up and arranged such that light emitted by it at least partially (in particular completely) strikes the reflector (ie, at least one reflection surface of the reflector) and partially from the reflector, is attached to the diaphragm of the lighting device the aperture hits and partially runs past the aperture (in particular on the aperture past a light exit opening, in particular light exit level, emerges). Thus, at least one semiconductor light source, which is set up and arranged such that light emitted by it does not hit the reflector (i.e., at least one reflection surface of the reflector), and which, consequently, the reflector is not optically connected, can also be attached to the diaphragm of the lighting device.
Dem Reflektor und der Blende kann mindestens ein weiteres optisches Element nachgeschaltet sein, z. B. eine Linse oder ein Linsensystem, welches insbesondere eine Strahlformung des aus dem Reflektor an der Blende vorbei austretenden Lichts vornehmen kann bzw. dazu ausgebildet und angeordnet ist. The reflector and the aperture may be followed by at least one further optical element, for. As a lens or a lens system, which in particular can make a beam shaping of the light exiting from the reflector on the aperture or light is formed and arranged.
Der Reflektor ist insbesondere ein schalenförmiger Reflektor mit einer innenseitigen Reflexionsfläche. Der Reflektor kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Der Reflektor kann spekular oder diffus reflektierend sein. Der Reflektor kann mit mindestens einem wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff ausgerüstet, z. B. belegt, sein.The reflector is in particular a shell-shaped reflector with an inside reflection surface. The reflector may be configured in one piece or in several parts. The reflector may be specular or diffuse reflective. The reflector can be equipped with at least one wavelength-converting phosphor, z. B. occupied, be.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Blende als ein Wärmespreizkörper ausgebildet ist. Dadurch kann auf eine gesonderte Montage eines dedizierten Wärmespreizkörpers verzichtet werden. Zudem ist diese Art der Wärmespreizung besonders effektiv. Das kombinierte Bauteil übt folglich sowohl die lichttechnische Funktion der Blende bzw. des Shutters als auch die thermische Funktion eines Wärmespreizkörpers aus.It is an embodiment that the diaphragm is designed as a heat spreader. This makes it possible to dispense with a separate assembly of a dedicated heat spreader. In addition, this type of heat dissipation is particularly effective. Consequently, the combined component exerts both the lighting function of the shutter or the shutter and the thermal function of a heat spreader.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Blende eine optische Kante aufweist und sich von dieser Kante aus verbreitert. Die optische Kante ist insbesondere eine Kante, welche eine Form eines Lichtstrahls, der von dem Reflektor erzeugt wird, beeinflusst. Die optische Kante kann insbesondere die Hell-Dunkel-Grenze bilden. Durch eine vergleichsweise schmale optische Kante wird eine präzise Hell-Dunkel-Grenze oder Strahlabschneidung ermöglicht, und zwar auch bei einer leicht angewinkelt oder verkantet angeordneten Blende. Durch die Verbreiterung von dieser Kante aus wird eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit und damit auch bessere Wärmespreizung erreicht. Von der optischen Kante aus kann sich die Blende beispielsweise im Querschnitt dreieckig oder einseitig oder zweiseitig gekrümmt verbreitern. It is a further embodiment that the diaphragm has an optical edge and widened from this edge. In particular, the optical edge is an edge that influences a shape of a light beam generated by the reflector. In particular, the optical edge can form the cut-off line. A comparatively narrow optical edge enables a precise cut-off or beam cut-off, even with a slightly angled or canted aperture. Due to the broadening of this edge of improved thermal conductivity and thus better heat spreading is achieved. From the optical edge of the aperture, for example, in cross-section triangular or one-sided or two-sided curved widen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Blende eine auf den Reflektor ausgerichtete Seite (im Folgenden als „Rückseite“ bezeichnet) und eine von dem Reflektor abgewandte Seite (im Folgenden als „Vorderseite“ bezeichnet) aufweist und zumindest eine Halbleiterlichtquelle an der Rückseite angebracht ist. Dadurch wird eine direkte und großflächige Bestrahlung des Reflektors mittels dieser zumindest einen Halbleiterlichtquelle ermöglicht. Zudem wird eine besonders einfache Montage ermöglicht. Die mindestens eine Lichtquelle kann den Reflektor ganz oder teilweise bestrahlen, d. h. ihr Licht ganz oder teilweise auf den Reflektor richten.It is yet another embodiment that the diaphragm has a reflector-aligned side (hereinafter referred to as "rear side") and a side facing away from the reflector (hereinafter referred to as "front side") and at least one semiconductor light source is mounted on the rear side , As a result, a direct and large-area irradiation of the reflector is made possible by means of this at least one semiconductor light source. In addition, a particularly simple installation is possible. The at least one light source can wholly or partially irradiate the reflector, d. H. Align all or part of their light onto the reflector.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Rückseite der Blende an einem Teil einer Lichtaustrittsöffnung des Reflektors angeordnet ist. Dadurch kann die Blende einfach und mit hoher Montagegenauigkeit an einem Rand des Reflektors befestigt werden. Zudem kann so ein genau definierter Lichtstrahl im Wesentlichen ohne Lichtverluste ausgegeben werden.It is yet a further embodiment that the rear side of the diaphragm is arranged on a part of a light exit opening of the reflector. As a result, the panel can be attached easily and with high mounting accuracy at one edge of the reflector. In addition, a precisely defined light beam can thus be output essentially without light losses.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die zumindest eine an der Rückseite der Blende angebrachte Halbleiterlichtquelle in einem Bereich eines Brennpunkts oder einer optischen Achse des Reflektors angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders präzise Lichtabstrahlung aus dem Reflektor und zudem eine hohe Parallelität des austretenden Lichtstrahls. Dabei braucht sich die mindestens eine Halbleiterlichtquelle nicht genau in dem Brennpunkt zu befinden, sondern mag insbesondere in seiner Nähe angeordnet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem Vorhandensein mehrerer Halbleiterlichtquellen. Es ist eine Weiterbildung, dass bei einem Vorliegen mehrerer Halbleiterlichtquellen deren Schwerpunkt im Brennpunkt liegt.It is also an embodiment that the at least one mounted on the back of the aperture semiconductor light source is disposed in a region of a focal point or an optical axis of the reflector. This allows a particularly precise light emission from the reflector and also a high degree of parallelism of the exiting light beam. In this case, the at least one semiconductor light source need not be located exactly in the focal point, but may be arranged in particular in its vicinity. This is particularly advantageous in the presence of a plurality of semiconductor light sources. It is a development that, in the presence of a plurality of semiconductor light sources, their focus lies in the focus.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle an der Vorderseite der Blende angebracht ist. Dadurch kann auch ein Lichtabstrahlmuster erzeugt werden, welches nicht durch die Blende beeinflusst ist. So mag, insbesondere in Bezug auf einen Fahrzeugscheinwerfer, die Blende eine Hell-Dunkel-Grenze für ein (von den an der Rückseite der Blende angeordneten Halbleiterlichtquellen emittiertes) Abblendlicht erzeugen, während die mindestens eine auf der Vorderseite der Blende angebrachte Halbleiterlichtquelle ein Tagfahrlicht ohne Hell-Dunkel-Grenze o.ä. erzeugt. It is also an embodiment that at least one semiconductor light source is mounted on the front of the panel. As a result, it is also possible to produce a light emission pattern which is not influenced by the diaphragm. Thus, particularly with respect to a vehicle headlamp, the aperture may produce a cut-off for a low beam (emitted by the semiconductor light sources disposed at the rear of the bezel), while the at least one semiconductor light source mounted on the front of the bezel may produce a daytime running light without bright -Dark border or similar generated.
Der Reflektor mag ferner eine offene Seite (z. B. Unterseite) aufweisen, welche keine Lichtaustrittsöffnung darstellt, und die Blende mag diese offene Seite zumindest teilweise überdecken. So kann die Blende besonders voluminös und effektiv wärmeableitend ausgebildet werden. Die Blende kann an ihrer diese offene Seite des Reflektors abdeckenden Oberfläche zumindest bereichsweise spekular oder diffus reflektierend ausgebildet sein. Die Blende kann an ihrer diese offene Seite des Reflektors abdeckenden Oberfläche zumindest eine Halbleiterlichtquelle aufweisen. Diese zumindest eine Halbleiterlichtquelle kann dazu eingerichtet sein, ihr Licht zumindest teilweise auf den Reflektor zu emittieren.The reflector may also have an open side (eg bottom side) that does not constitute a light exit opening, and the panel may at least partially cover this open side. Thus, the panel can be made particularly voluminous and effective heat dissipating. The diaphragm may be designed to be specular or diffusely reflecting at least in regions on its surface covering this open side of the reflector. The diaphragm may have at least one semiconductor light source on its surface covering this open side of the reflector. This at least one semiconductor light source can be set up to emit its light at least partially onto the reflector.
Allgemein können dann, wenn an der Blende mehrere Halbleiterlichtquellen vorhanden sind, diese in eine oder mehrere, jeweils gemeinsam aktivierbare Gruppen unterteilt sein. Eine Gruppe mag jeweils eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen aufweisen. Eine Halbleiterlichtquelle mag einer oder mehreren Gruppen zugeordnet sein. Es ist so möglich, durch eine Aktivierung verschiedener Gruppen verschiedene Lichtabstrahlmuster zu erzeugen. Ein Lichtabstrahlmuster kann beispielsweise durch ein Aktivieren unterschiedlicher Gruppen von Halbleiterlichtquellen oder durch ein Aktivieren oder Deaktivieren einer oder mehrerer Gruppen geändert werden. Beispielsweise mag eine Gruppe aus mehreren an der Rückseite der Blende angeordneten Leuchtdioden ein Abblendlicht erzeugen und ein Fernlicht durch ein Zuschalten einer weiteren Gruppe von an der Rückseite der Blende angeordneten Leuchtdioden erzeugt werden. Auch mögen die an der Rückseite der Blende angeordneten Leuchtdioden zur Umschaltung auf ein Tagfahrlicht ausgeschaltet werden und an ihrer Stelle an der Vorderseite der Blende angeordnete Leuchtdioden aktiviert werden.In general, if a plurality of semiconductor light sources are present at the diaphragm, they can be subdivided into one or more groups, which can each be activated jointly. One group may each comprise one or more semiconductor light sources. A semiconductor light source may be associated with one or more groups. It is thus possible to generate different light emission patterns by activating different groups. For example, a light-emitting pattern may be changed by activating different groups of semiconductor light sources or by activating or deactivating one or more groups. For example, a group of a plurality of light emitting diodes arranged at the rear side of the diaphragm may produce a low beam and a high beam may be generated by connecting a further group of light emitting diodes arranged at the rear side of the diaphragm. Also, the arranged on the back of the aperture LEDs may be switched off to switch to a daytime running lights and activated in their place at the front of the aperture LEDs are activated.
Die Halbleiterlichtquellen, insbesondere einer Gruppe oder an einer Seite der Blende, können in einer beliebigen räumlichen Anordnung angeordnet sein. Beispielsweise können die Halbleiterlichtquellen in einer linearen Anordnung oder einer gekrümmten Anordnung angeordnet sein. Die Halbleiterlichtquellen können insbesondere in einem Feld, insbesondere in einer rechteckigen Matrixanordnung, angeordnet sein, z. B. in einer 5 × 1-, 4 × 1- oder 3 × 2-Matrixanodnung. Die Anordnung kann aber auch einseitig oder zweiseitig L-förmig oder T-förmig, ringförmig, zickzackförmig usw. sein.The semiconductor light sources, in particular a group or on one side of the diaphragm, can be arranged in any spatial arrangement. For example, the semiconductor light sources may be arranged in a linear array or a curved array. The semiconductor light sources can be arranged in particular in a field, in particular in a rectangular matrix arrangement, for. In a 5x1, 4x1 or 3x2 matrix array. The arrangement may also be one-sided or two-sided L-shaped or T-shaped, annular, zigzag, etc.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann schräg zu ihrer Auflage, z. B. zu der Blende, ausgerichtet sein, beispielsweise vertikal oder horizontal verkippt.The at least one semiconductor light source may be inclined to its support, for. B. to the aperture, be aligned, for example, tilted vertically or horizontally.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Blende, bevorzugt, als ein Kühlkörper ausgestaltet ist und/oder hochgradig wärmeleitend mit einem Kühlkörper verbunden ist. Dadurch kann eine Abwärme von auf der Blende angebrachten Halbleiterlichtquellen besonders effektiv abgeleitet werden. Dazu kann die Blende beispielsweise an optisch nicht relevanten Oberflächen (welche insbesondere kein Licht blockieren) mindestens eine Kühlstruktur aufweisen, z. B. Kühlrippen, Kühllamellen, Kühlstifte usw. und/oder so ausgebildet sein, dass dort eine hohe Wärmeabstrahlung erreicht wird, z. B. durch Lackieren oder Eloxieren. Insbesondere eine integrale Ausgestaltung der Blende als ein Kühlkörper weist den Vorteil einer effektiven Wärmespreizung und Wärmeableitung auf, da keine die Wärmeausbreitung hemmenden Kontaktflächen oder Übergangsbereiche vorhanden sind. Auch wird eine Montage insbesondere für diesen Fall erleichtert. Jedoch kann die Blende bzw. das Blende/Wärmespreizkörper-Kombinationsbauteil auch gut wärmeleitend mit einem separat hergestellten Kühlkörper verbunden sein, z. B. durch einen direkten Kontakt (beispielsweise über ein thermisch gut leitendes Schnittstellenmaterial, z. B. ein TIM „Thermal Interface Material“ wie eine Wärmeleitpaste) oder durch mindestens ein Wärmerohr (oder „Heatpipe“).Alternativ dazu kann die Blende selbst eine Funktion als ein Wärmerohr beinhalten oder ein Wärmerohr sein.It is also an embodiment that the aperture, preferably, is designed as a heat sink and / or is highly thermally conductive connected to a heat sink. As a result, waste heat from mounted on the diaphragm semiconductor light sources can be derived particularly effective. For this purpose, the diaphragm can have, for example on optically non-relevant surfaces (which in particular do not block light) at least one cooling structure, eg. As cooling fins, cooling fins, cooling pins, etc. and / or be designed so that there a high heat radiation is achieved, for. B. by painting or anodizing. In particular, an integral design of the panel as a heat sink has the advantage of effective heat spreading and heat dissipation, since there are no thermal expansion inhibiting contact surfaces or transition areas. Also, an assembly is facilitated especially for this case. However, the diaphragm or the diaphragm / heat spreader combination component can also be connected with good thermal conductivity with a separately manufactured heat sink, z. For example, by a direct contact (for example via a thermally well conductive interface material, eg a TIM "Thermal Interface Material" such as a thermal grease) or by at least one heat pipe (or "heat pipe") Alternatively, the aperture itself a function as a heat pipe or be a heat pipe.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Reflektor ein Schalenreflektor, insbesondere ein Vollschalenreflektor (mit einer in einem vollständigen Halbraum ausgedehnten Reflexionsfläche) oder ein Halbschalenreflektor (mit einer in einem nochmals halbierten Halbraum ausgedehnten Reflexionsfläche) ist.It is still an embodiment that the reflector is a shell reflector, in particular a full-shell reflector (with a reflection surface extended in a complete half-space) or a half-shell reflector (with a reflection surface extended in a half-space once more halved).
Die Ausformung des Reflektors ist grundsätzlich nicht beschränkt und kann beispielsweise sphärisch bzw. sphäroid, ellipsoid, paraboloid und/oder freiflächnerisch sein. Der Reflektor kann insbesondere in verschiedene Bereiche (Facetten) aufgeteilt sein, z. B. vertikal und/oder horizontal in verschiedene Bereiche, die je nach Form prozentual aufgeteilt sein können.The shape of the reflector is basically not limited and may be, for example, spherical or spheroidal, ellipsoidal, paraboloidal and / or free-calculative. The reflector may in particular be divided into different areas (facets), z. B. vertically and / or horizontally in different areas, which may be divided in percentage depending on the form.
Es kann insbesondere vorteilhaft sein, einen inneren Bereich des Reflektors nahe der optischen Achse sphärisch oder elliptisch auszuformen, während ein weiter von der optischen Achse entfernter äußerer Bereich eine andere Grundform aufweist, z. B. nicht sphärisch oder nicht elliptisch, da die äußeren Bereiche aufgrund großer Winkel der Strahlen zu der optischen Achse für eine nachgelagerte Abbildung mit einem sphärischen Reflexionsbereich lichttechnisch schlechter zu verwerten sind. Die äußeren Bereiche können beispielsweise elliptisch (insbesondere bei einem sphärisch ausgebildeten inneren Bereich) oder als Freiform (insbesondere bei einem elliptisch ausgebildeten inneren Bereich) ausgebildet sein.It may be particularly advantageous to form an inner region of the reflector near the optical axis in a spherical or elliptical manner, while an outer region farther from the optical axis has another basic shape, e.g. B. non-spherical or non-elliptical, since the outer regions are due to large angles of the rays to the optical axis for subsequent imaging with a spherical reflection range photometrically worse exploit. The outer regions may, for example, be elliptical (in particular in the case of a spherically formed inner region) or as a free form (in particular in the case of an elliptically formed inner region).
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Reflektor in einem parallel und auf gleicher Höhe zu einer optischen Kante der Blende liegenden inneren Schnittbereich sphärisch oder elliptisch ausgebildet ist und ansonsten nicht-sphärisch bzw. nicht-elliptisch ausgebildet ist. Dieser innere Schnittbereich kann auch ein um eine durch die optische Kante der Blende und eine parallel zur optischen Achse aufgespannte Ebene parallel liegender Bereich sein.It is yet an embodiment that the reflector is formed in a parallel and at the same height to an optical edge of the diaphragm lying inner intersection spherical or elliptical and otherwise non-spherical or non-elliptical. This inner intersection region can also be an area lying parallel to a plane spanned by the optical edge of the diaphragm and a plane parallel to the optical axis.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle als ein über ein Substrat an der Blende befestigter Halbleiterchip (insbesondere Bare-Die oder Nacktchip), insbesondere LED-Chip, ausgebildet ist. Eine solche Anordnung ist besonders kompakt und kann Wärme besonders effektiv weiterleiten. Das Substrat kann insbesondere ein Submount sein. Das Substrat kann insbesondere mit mehreren Halbleiterchips, insbesondere LED-Chips, bestückt sein. Das Substrat kann aus einem keramischen Material hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, z. B. aus AlN. It is yet another refinement that at least one semiconductor light source is designed as a semiconductor chip (in particular bare die or nude chip), in particular an LED chip, attached to the diaphragm via a substrate. Such an arrangement is particularly compact and can transfer heat particularly effective. The substrate may in particular be a submount. The substrate may in particular be equipped with a plurality of semiconductor chips, in particular LED chips. The substrate may consist of a ceramic material of high thermal conductivity, for. B. AlN.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Blende aus einem keramischen Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, z. B. aus Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid usw., und die LED-Chips direkt auf der Blende angebracht bzw. eingelassen werden, also ohne dazwischen liegendes Substrat (z. B. Submount).It is a further embodiment that the diaphragm consists of a ceramic material of high thermal conductivity, for. For example, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, etc., and the LED chips are mounted directly on the panel or embedded, so without intervening substrate (eg Submount).
Es ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung, insbesondere ein Scheinwerfer-Projektionssystem, ist. Das Fahrzeug kann ein landgestütztes Fahrzeug, ein wassergestütztes Fahrzeug (z. B. ein Schiff usw.) und/oder ein luftgestütztes Fahrzeug (z. B. ein Flugzeug, ein Helikopter, ein Luftschiff usw.) sein. Das landgestützte Fahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug sein, z. B. ein Motorrad, ein Pkw oder ein Lkw.It is a particularly preferred embodiment that the lighting device is a vehicle lighting device, in particular a headlight projection system. The vehicle may be a land vehicle, a waterborne vehicle (eg, a ship, etc.), and / or an airborne vehicle (eg, an airplane, a helicopter, an airship, etc.). The land-based vehicle may in particular be a motor vehicle, for. As a motorcycle, a car or a truck.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass die Fahrzeug-Leuchtvorrichtung ein Scheinwerfer oder ein Teil eines Scheinwerfers ist.It is a preferred development that the vehicle lighting device is a headlight or a part of a headlight.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
Die Leuchtvorrichtung
Ein, in dieser Darstellung unterer, Teil der Lichtaustrittsöffnung E ist durch eine Blende
An der Rückseite
Bei einem Betrieb der Leuchtdioden
Die optische Kante
Nicht abgebildet, aber vorhanden sein kann mindestens ein der Blende
Die Blende
Die Blende
Ferner ist an einer Vorderseite
Die auch als Wärmespreizelement dienende Blende
Auf einer Oberseite dieses Bereichs
Die Blende
Bei der Leuchtvorrichtung
Die Leuchtvorrichtung
Die Blende
Der Reflektor
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiments, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
So kann die innere Facette
Auch mag die optische Kante nicht nur senkrecht nach oben gerichtet sein, sondern kann in beliebige Richtungen weisen, z. B. nach vorne.Also, the optical edge may not only be directed vertically upwards, but may point in any direction, z. B. forward.
Die Blende mag allgemein geeignet zur Verlegung von elektrischen Leitungen ausgebildet sein, z. B. durch ein Vorsehen mindestens eines Kabelkanals und/oder mindestens einer Kabel-/Kontaktführung usw. und/oder beispielsweise auch dadurch, dass an der Blende geeignete elektrische Leitungen integriert sind. The panel may be generally suitable for laying electrical lines, z. B. by providing at least one cable channel and / or at least one cable / contact guide, etc. and / or for example also in that are integrated in the panel suitable electrical lines.
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