DE102013005403A1 - Light source unit for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lichtquelleneinheit (1) für ein Fahrzeug mit zumindest einer Anregungsquelle (2.1 bis 2.3) zur Erzeugung einer Anregungsstrahlung (A) mit einer ersten Wellenlänge, zumindest einem Konversionselement (3) zur Umwandlung der Anregungsstrahlung (A) in eine Lichtstrahlung (L) mit einer zweiten Wellenlänge und zumindest einem, die Anregungsquelle (2.1 bis 2.3) und das Konversionselement (3) zumindest teilweise umgebenden Hüllelement (11). Erfindungsgemäß ist das Hüllelement (11) für eine erste Strahlung (S1) nicht-transmittierend und für eine zweite Strahlung (S2) transmittierend ausgebildet.The invention relates to a light source unit (1) for a vehicle with at least one excitation source (2.1 to 2.3) for generating an excitation radiation (A) with a first wavelength, at least one conversion element (3) for converting the excitation radiation (A) into light radiation (L ) with a second wavelength and at least one enveloping element (11) at least partially surrounding the excitation source (2.1 to 2.3) and the conversion element (3). According to the invention, the enveloping element (11) is non-transmitting for a first radiation (S1) and transmissive for a second radiation (S2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtquelleneinheit für ein Fahrzeug mit zumindest einer Anregungsquelle zur Erzeugung einer Anregungsstrahlung mit einer ersten Wellenlänge, zumindest einem Konversionselement zur Umwandlung der Anregungsstrahlung in eine Lichtstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge und zumindest einem, die Anregungsquelle und das Konversionselement zumindest teilweise umgebenden Hüllelement.The invention relates to a light source unit for a vehicle having at least one excitation source for generating an excitation radiation having a first wavelength, at least one conversion element for converting the excitation radiation into a light radiation having a second wavelength and at least one enveloping element at least partially surrounding the excitation source and the conversion element.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Lichtquelleneinheit anzugeben.The object of the invention is to specify a light source unit that is improved over the prior art.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Lichtquelleneinheit gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved with a light source unit, which has the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Lichtquelleneinheit für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine Anregungsquelle zur Erzeugung einer Anregungsstrahlung mit einer ersten Wellenlänge, zumindest ein Konversionselement zur Umwandlung der Anregungsstrahlung in eine Lichtstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge und zumindest ein, die Anregungsquelle und das Konversionselement zumindest teilweise umgebendes Hüllelement.The light source unit for a vehicle comprises at least one excitation source for generating an excitation radiation having a first wavelength, at least one conversion element for converting the excitation radiation into a light radiation having a second wavelength and at least one enveloping element at least partially surrounding the excitation source and the conversion element.
Erfindungsgemäß ist das Hüllelement für eine erste Strahlung nicht-transmittierend und für eine zweite Strahlung transmittierend ausgebildet. Dadurch ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise, dass von der Lichtquelleneinheit ausschließlich eine Strahlung mit einer vorgegeben Wellenlänge oder einem vorgegebenen Wellenlängenbereich emittiert wird. Damit kann einerseits eine Farbe eines mittels der Lichtquelleneinheit emittierten Lichts vorgegeben werden. Andererseits wird auch vermieden, dass für Augen eines Beobachters schädliche Strahlung emittiert wird.According to the invention, the enveloping element is non-transmissive for a first radiation and transmissive for a second radiation. This results in a particularly advantageous manner that of the light source unit exclusively a radiation having a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range is emitted. Thus, on the one hand, a color of a light emitted by the light source unit light can be specified. On the other hand, it is also avoided that harmful radiation is emitted for the eyes of an observer.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Anregungsquelle vorgesehen, wobei die Steuereinheit zumindest teilweise von dem Hüllelement umgeben ist. Somit ist die Steuereinheit integraler Bestandteil der Lichtquelleneinheit, so dass diese und die Steuereinheit als gemeinsames Bauteil, beispielsweise bei einem Defekt, austauschbar sind.In a particularly advantageous embodiment, a control unit for controlling the excitation source is provided, wherein the control unit is at least partially surrounded by the enveloping element. Thus, the control unit is an integral part of the light source unit, so that these and the control unit as a common component, for example in the case of a defect, are interchangeable.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Strahlung die mittels der Anregungsquelle erzeugte Anregungsstrahlung. Aufgrund der nicht-transmittierenden Ausbildung des Hüllelementes für die erste Strahlung wird diese innerhalb des Hüllelementes absorbiert und/oder besonders bevorzugt reflektiert und somit zumindest nahezu vollständig von dem Konversionselement in die Lichtstrahlung umgewandelt.In a further embodiment, the first radiation is the excitation radiation generated by means of the excitation source. Due to the non-transmissive formation of the envelope element for the first radiation, this is absorbed within the envelope element and / or particularly preferably reflected and thus at least almost completely converted by the conversion element into the light radiation.
Um eine besonders hohe Leuchtdichte der Lichtquelleneinheit zu realisieren, ist gemäß einer Weiterbildung der Lichtquelleneinheit die zweite Strahlung die mittels des Konversionselementes erzeugte Lichtstrahlung. Aufgrund der nicht-transmittierenden Ausbildung des Hüllelementes für die erste Strahlung und der daraus folgenden nahezu vollständigen Umwandlung in die Lichtstrahlung und aufgrund der transmittierenden Ausbildung des Hüllelementes für die Lichtstrahlung wird die besonders hohe Leuchtdichte erzielt. Aufgrund der hohen Leuchtdichte sind kleine lichttechnische Systeme mit einer optimierten Ausleuchtung erzeugbar.In order to realize a particularly high luminance of the light source unit, according to an embodiment of the light source unit, the second radiation is the light radiation generated by means of the conversion element. Due to the non-transmissive formation of the envelope element for the first radiation and the consequent almost complete conversion into the light radiation and due to the transmissive formation of the envelope element for the light radiation, the particularly high luminance is achieved. Due to the high luminance small lighting systems with optimized illumination can be generated.
Um eine einfache Austauschbarkeit der Lichtquelleneinheit, beispielsweise bei einem Defekt, und einen einfachen Ersatz herkömmlicher Lichtquellen, beispielsweise von Glühlampen bei Fahrzeuganwendungen, zu ermöglichen, umfasst die Lichtquelleneinheit gemäß einer möglichen Ausgestaltung zumindest ein Befestigungsmittel zur zerstörungsfreien Montage und Demontage in oder an einer Fassung. Die Befestigungsmittel können dabei bereits bestehenden Standards entsprechen, um die einfache Austauschbarkeit herkömmlicher Lichtquellen nach dem Stand der Technik durch die Lichtquelleneinheit zu ermöglichen. Somit ist eine einfache Integration der Lichtquelleneinheit in bestehende Scheinwerfersysteme von Fahrzeugen möglich. Hierbei sind die Befestigungsmittel beispielsweise derart ausgebildet, dass eine Montage durch Drehung und/oder Verclipsen erfolgt.In order to enable easy replacement of the light source unit, for example in the event of a defect, and simple replacement of conventional light sources, for example incandescent lamps in vehicle applications, the light source unit according to a possible embodiment comprises at least one attachment means for nondestructive assembly and disassembly in or on a socket. The fastening means can thereby already comply with existing standards in order to enable easy replacement of conventional light sources according to the prior art by the light source unit. Thus, a simple integration of the light source unit in existing headlamp systems of vehicles is possible. Here, the fastening means are for example designed such that an assembly by rotation and / or clipping takes place.
Eine Ausgestaltung der Lichtquelleneinheit sieht vor, dass die Anregungsquelle eine Leuchtdiode, ein Laser oder eine Laserdiode ist. Derartige Anregungsquellen zeichnen sich dadurch aus, dass diese lediglich einen geringen Bauraum benötigen, einen geringen Energieverbrauch und eine lange Lebensdauer aufweisen. Somit ist die Lichtquelleneinheit bei gleichzeitig verringertem Bauraum, geringerem Energieverbrauch und einer erhöhten Lebensdauer bei gleichbleibender Leuchtdichte oder Erhöhung derselben erzeugbar.An embodiment of the light source unit provides that the excitation source is a light-emitting diode, a laser or a laser diode. Such excitation sources are characterized by the fact that they require only a small space, have low energy consumption and a long life. Thus, the light source unit is at the same time reduced space, lower energy consumption and increased life with constant luminance or increase the same generated.
In einer Weiterbildung ist die Anregungsstrahlung ultraviolette Strahlung, blaues Licht oder Laserstrahlung, so dass ein hoher elektrischer Wirkungsgrad bei der Erzeugung der Lichtstrahlung realisierbar ist.In a further development, the excitation radiation is ultraviolet radiation, blue light or Laser radiation, so that a high electrical efficiency in the generation of light radiation can be realized.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Konversionselement zumindest ein Phosphor umfassendes Umwandlungselement. Ein solches Phosphor umfassendes Umwandlungselement ist in besonders vorteilhafter Weise in einfacher Weise durch Anpassung einer Zusammensetzung einer Phosphorverbindung derart anpassbar, dass die Lichtstrahlung in verschiedenen Farben erzeugt werden kann. Somit ist die Lichtquelleneinheit an unterschiedliche Einsatzbedingungen anpassbar.According to one embodiment, the conversion element comprises at least one conversion element comprising phosphorus. Such a phosphor comprehensive conversion element is in a particularly advantageous manner in a simple manner by adapting a composition of a phosphorus compound adaptable so that the light radiation can be produced in different colors. Thus, the light source unit is adaptable to different conditions of use.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest ein optisches Element zu einer Lenkung der Anregungsstrahlung in Richtung des Konversionselementes vorgesehen, wobei das optische Element zumindest teilweise von dem Hüllelement umgeben ist. Somit ist das optische Element integraler Bestandteil der Lichtquelleneinheit, so dass diese und das optische Element als gemeinsames Bauteil, beispielsweise bei einem Defekt, austauschbar sind. Mittels des optischen Elementes ist die Anregungsstrahlung definiert in Richtung des Konversionselementes führbar und somit effektiv in die Lichtstrahlung umwandelbar.In a further embodiment, at least one optical element is provided for guiding the excitation radiation in the direction of the conversion element, wherein the optical element is at least partially surrounded by the enveloping element. Thus, the optical element is an integral part of the light source unit, so that these and the optical element as a common component, for example in the case of a defect, are exchangeable. By means of the optical element, the excitation radiation is defined in the direction of the conversion element feasible and thus effectively converted into the light radiation.
Insbesondere umfasst das zumindest eine optische Element zumindest eine optische Linse und zumindest einen Spiegel, wobei mittels der optischen Linse eine exakte Ausrichtung der Anregungsstrahlung in Richtung des Konversionselementes realisiert werden kann.In particular, the at least one optical element comprises at least one optical lens and at least one mirror, wherein by means of the optical lens an exact alignment of the excitation radiation in the direction of the conversion element can be realized.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In
Bei auswechselbaren Lichtquellen für Fahrzeuganwendungen nach dem Stand der Technik handelt es sich im Allgemeinen um Halogenglühlampen, welche sich durch einen relativ hohen Energieverbrauch auszeichnen und bei welchen eine Farbe einer erzeugten Lichtstrahlung L nur in Ausnahmenfällen und in begrenzter Weise wählbar ist.Renewable light sources for vehicle applications according to the prior art are generally halogen bulbs, which are characterized by a relatively high energy consumption and in which a color of a generated light radiation L is selectable only in exceptional cases and in a limited way.
Die dargestellte erfindungsgemäße Lichtquelleneinheit
Hierzu umfasst die Lichtquelleneinheit
Weiterhin umfasst die Lichtquelleneinheit
Dabei ist eine Form des Umwandlungselementes
Die von der Anregungsquelle
Die optischen Elemente
Weiterhin umfasst die Lichtquelleneinheit
Zur Kühlung der Lichtquelleneinheit
Weiterhin sind an dem Sockel
Ferner umfasst die Lichtquelleneinheit
Dabei ist das Hüllelement
Weiterhin wird aufgrund der Nicht-Transmission der Anregungsstrahlung A vermieden, dass beispielsweise bei der Ausbildung der Anregungsquellen
Zur Realisierung der Transmissions- und Nicht-Transmissionseigenschaften des Hüllelementes
In einer besonderen Ausgestaltung ist das Hüllelement
In
Im Unterschied zu dem in
Weiterhin ist das Hüllelement
Auch hierbei ist das Hüllelement
Im Unterschied zu dem in
Weiterhin sind zwei optische Elemente
Weiterhin ist das Umwandlungselement
Weiterhin ist im Unterschied zu dem in
Alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit
Weiterhin ist mit geringem Aufwand eine Farbe der erzeugten Lichtstrahlung L einstellbar und/oder während des Betriebs des Lichtquelleneinheit
Im Unterschied zu herkömmlichen Halogenglühlampen, die auf Metall basieren, können die Phosphormaterialien des Konversionselementes
Weiterhin kann die Lichtquelleneinheit
Auch haben alle Ausführungsbeispiele gemein, dass eine sehr hohe Leuchtdichte erzeugt werden kann, wodurch die Realisierung kleinerer lichttechnischer Systeme ermöglicht wird. Auch ist durch Erhöhung der Strahlungsdichte auf das Umwandlungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- LichtquelleneinheitLight source unit
- 2.12.1
- Anregungsquelleexcitation source
- 2.22.2
- Anregungsquelleexcitation source
- 2.32.3
- Anregungsquelleexcitation source
- 33
- Konversionselementconversion element
- 3.13.1
- Umwandlungselementconversion element
- 44
- Haltevorrichtungholder
- 5.15.1
- optisches Elementoptical element
- 5.25.2
- optisches Elementoptical element
- 5.35.3
- optisches Elementoptical element
- 66
- Sockelbase
- 77
- Steuereinheitcontrol unit
- 88th
- Kühlelementcooling element
- 99
- Befestigungsmittelfastener
- 1010
- Befestigungsmittelfastener
- 1111
- Hüllelementsheath member
- 1212
- Reflektorreflector
- AA
- Anregungsstrahlungexcitation radiation
- LL
- Lichtstrahlunglight radiation
- S1S1
- erste Strahlungfirst radiation
- S2S2
- zweite Strahlungsecond radiation
- XX
- Richtungdirection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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