DE102014226647A1 - LED-Träger mit einer LED und Leuchte mit einem derartigen LED-Träger - Google Patents

LED-Träger mit einer LED und Leuchte mit einem derartigen LED-Träger Download PDF

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Abstract

Offenbart ist ein LED-Träger mit einer ersten Seite, die mit einer LED bestückt ist, und auf der eine erste Optik angeordnet ist, über die ein Strahlengang der LED umlenkbar ist. Des Weiteren ist eine Leuchte, insbesondere eine Fahrzeugleuchte, mit einem derartigen LED-Träger offenbart.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung geht aus von einem LED-Träger, der mit wenigstens einer LED bestückt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und von einer Leuchte gemäß Anspruch 15.
  • Die in vielen Industriebereichen und Applikationen weit verbreitete Technologie einer Bestückung von SMD-Bauteilen auf Trägern, insbesondere Platinen, beispielsweise MPCB, FR4, gewinnt zunehmend auch in der Beleuchtungstechnik im Automobilbereich an Bedeutung. Neben Verwendung im Signallichtfunktionsbereich dringen weiße Highpower-LEDs als SMD-Bauteile auf den Markt.
  • Stand der Technik
  • Obschon diese Technologie gegenüber klassischen Lichtquellen wie Halogenlampen und Gasentladungslampen ähnliche Vorteile im Hinblick auf Design und Bau anbieten kann, ist sie dennoch meist auf 2D-Platinen mit einer flächigen Anordnung beschränkt. Aus dieser Anordnung der Lichtquellen resultieren design-, licht- und bauraumtechnische Beschränkungen.
  • Mehr Freiheit im Hinblick auf das Design und eine Bauraumnutzung kann durch eine dreidimensionale Anordnung mehrerer Platinen erreicht werden. Zum Einsatz kann eine derartige Lösung beispielsweise in einem Scheinwerfer kommen.
  • Häufig ist eine von der 2D-Konstruktion abweichende 3D-Konstruktion dadurch realisiert, dass flexible Leiterbahnfolien und dreidimensional ausgeprägte Stufen, Absätze, Kammern oder Kühlkörper in Aluminiumdruckguss oder Spritzgussteile aus Kunststoff miteinander verbunden werden.
  • Trotz der genannten Anstrengungen besteht jedoch weiterhin permanenter Bedarf, noch größere Gestaltungsfreiheit für spezielle Design- und Bauraumsituationen und Referenzierungsmöglichkeiten zu erlangen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen LED-Träger zu schaffen, der einen hohen Freiheitsgrad zur Anpassung an Design- und Bauraumsituationen bietet. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchte mit einem derartigen LED-Träger zu schaffen.
  • Die erste Aufgabe wird gelöst durch einen LED-Träger gemäß dem Anspruch 1, die zweite durch eine Leuchte gemäß dem Anspruch 15.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein LED-Träger weist zwei Seiten auf. Eine erste seiner Seiten ist mit wenigstens einer LED bestückt. Auf der gleichen, ersten Seite ist zudem wenigstens eine erste Optik angeordnet, über die ein Strahlengang der LED umlenkbar ist. Erfindungsgemäß weist der LED-Träger wenigstens eine Durchgangsausnehmung auf, die ihn von der ersten Seite hin zu einer zweiten, insbesondere gegenüber angeordneten Seite durchsetzt. Durch die Durchgangsausnehmung hindurch verläuft der Strahlengang im Anschluss an seine Umlenkung an der ersten Optik von der ersten Seite auf die zweite Seite.
  • Durch den auf der zweiten Seite austretenden Strahlengang der ursprünglich auf der ersten Seite angeordneten LED ist somit auf der zweiten Seite am Ausgang der Durchgangsausnehmung eine virtuelle Lichtquelle geschaffen. Das Licht kann somit beidseitig des LED-Trägers genutzt werden, wodurch mit Hinblick auf spezielle Design- und Bauraumsituationen, sowie Referenzierungsmöglichkeiten eine größere gestalterische Freiheit gegeben ist.
  • Die erste und zweite Seite des LED-Trägers sind vorzugsweise an einer Platine ausgebildet. Die Platine kann beispielsweise eine Metallkernplatine oder eine FR4-Platine sein. Die LED kann beispielsweise als Surface-mounted-device (SMD)-LED oder als Laserchip aufgebracht sein. Die Platine kann beispielsweise als Standard 2D-Platine ausgestaltet sein. Es ist jedoch denkbar, andere Platinenformen mit beispielsweise Stufen oder nicht planaren Abschnitten zu verwenden, wodurch eine 3D-Ausführung ermöglicht ist. Die erste Optik ist auf der ersten Seite zur LED derart referenziert, dass der oder die umgelenkten Strahlengänge durch die Durchgangsausnehmung verlaufen. Die erste Optik sammelt dabei das Licht der LED.
  • Die Durchgangsausnehmung kann in Abhängigkeit von an die virtuelle Lichtquelle gestellten Anforderungen geformt sein. So kann sie beispielsweise in Abhängigkeit eines geforderten Formfaktors oder Aspect-ratio ausgebildet sein.
  • Die Durchgangsausnehmung kann direkt in den LED-Träger durch Bohrung oder Fräsung oder Schabung eingebracht sein.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist auf der zweiten Seite des LED-Trägers eine zweite Optik angeordnet, über die der aus der Durchgangsausnehmung austretende Strahlengang der wenigstens einen LED ein weiteres Mal umlenkbar ist. Auf diese Weise kann das Licht der über die Durchgangsausnehmung bereitgestellten, virtuellen Lichtquelle auf der zweiten Seite noch zielgerichteter auf ein gewünschtes Leuchtfeld gerichtet werden.
  • Je nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum und einer Relativposition des LED-Trägers zum auszuleuchtenden Leuchtfeld kann eine erste Hauptabstrahlrichtung der ersten Optik zu einer zweiten Hauptstrahlabrichtung der zweiten Optik parallel oder angestellt ausgerichtet sein. Die beiden genannten Richtungen sind diesbezüglich beispielsweise in einer Referenzebene definiert, zu der sich die Durchgangsausnehmung etwa normal erstreckt.
  • Dabei kann in der Referenzebene eine Richtungskomponente der ersten Hauptabstrahlrichtung zu einer Richtungskomponente der zweiten Hauptabstrahlrichtung gleich gerichtet oder entgegen gerichtet oder orthogonal ausgerichtet sein. Die entsprechende Ausrichtung ist dabei vorzugsweise durch eine Relativanordnung der ersten zur zweiten Optik realisiert. Auf diese Weise können verschiedene Leuchtfelder äußerst flexibel von den von der zweiten Optik umgelenkten Strahlengängen ausgeleuchtet werden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste Seite mit mehreren LEDs bestückt. Diese können vereinzelt oder geordnet, insbesondere matrixartig angeordnet sein.
  • Bei mehreren LEDs können in einer Weiterbildung deren emittierte Strahlengänge gemeinsam von der ersten Optik zusammengefasst umgelenkt werden. Alternativ oder ergänzend können die von den LEDs emittierten Strahlengänge von mehreren auf der ersten Seite angeordneten, ersten Optiken zusammengefasst werden und umgelenkt werden. Dabei kann beispielsweise jeder LED eine individuelle erste Optik zugeordnet sein.
  • Bei mehreren vorhandenen LEDs auf der ersten Seite können deren Strahlengänge gemeinsam durch die genannte Durchgangsausnehmung verlaufen und/oder jeder LED oder einigen der LEDs ist jeweils eine individuelle, eigene Durchgangsausnehmung zugeordnet.
  • Auch bezüglich der auf der zweiten Seite angeordneten zweiten Optik ist es möglich, dass bei auf der ersten Seite vorhandenen, mehreren LEDs, diesen entweder auf der zweiten Seite eine gemeinsame zweite Optik zugeordnet ist oder dass jeder der LEDs oder zumindest einigen der LEDs auf der zweiten Seite jeweils eine individuelle, zweite Optik zugeordnet ist, über die der jeweilige Strahlengang der jeweiligen LED umlenkbar ist.
  • Für jede Durchgangsausnehmung gilt, dass ein Querschnitt eines Bündels von durch die Durchgangsausnehmung verlaufenden Strahlengängen einer oder mehrerer LEDs kleiner oder gleich dem Querschnitt der Durchgangsausnehmung sein kann. Alternativ dazu kann der Querschnitt der von der ersten Optik reflektierten Strahlengänge selbstverständlich größer sein als der Querschnitt der Durchgangsausnehmung, so dass die Durchgangsausnehmung einen Teil des von der LED oder den LEDs emittierten Lichts abschattet.
  • Die Durchgangsausnehmung hat vorzugsweise eine an die jeweilige lichttechnische Anwendung angepasste Form. Dies betrifft nicht nur ihre laterale Berandung, sondern auch die Ausgestaltung der Durchgangsausnehmung bezüglich eines Verlaufs ihres Querschnitts in Erstreckungsrichtung, einer Schräge oder Neigung einer Mantelfläche der Durchgangsausnehmung, usw. Hier erfolgt vorzugsweise eine Anpassung an die jeweils herrschenden lichttechnischen und optischen Gegebenheiten der lichttechnische Anwendung, wie beispielsweise einer Anzahl und Größe der LED-Lichtquellen, eine Verschiedenheit der LED-Lichtquellen oder eine Etendue der LED-Lichtquellen.
  • In einer Weiterbildung weist die jeweilige erste und/oder zweite Optik eine Linse und/oder einen Reflektor auf.
  • Vorrichtungstechnisch vereinfacht und sicher referenziert ist die jeweilige Optik mit Bezug zur Durchgangsausnehmung in einer Weiterbildung, in der sie einstückig mit einer Mantelfläche der Durchgangsausnehmung gebildet ist.
  • Grundsätzlich kann die Durchgangsausnehmung ein weiteres optischen Element, beispielsweise einen Lichtleiter oder ein Remote-Phosphor-System aufweisen. So ist grundsätzlich die Verwendung anderer LED-Technologien als SMD-Lichtquellen möglich. Beispielsweise kann ein LARP-System – Laser Activated Remote Phosphor – verwendet werden. Auch kann die Durchgangsausnehmung mit einem Remote-Phosphor als optisch aktivem Element versehen sein, welches über Laserlicht anregbar ist und beispielsweise als weißes Licht weiterverwendbar ist.
  • Selbstverständlich können LEDs verschiedenster Farben beispielsweise blau, rot, grün, oder gelb Anwendung finden. Insbesondere können auch weiße LEDs bestückt werden, die einen konvertierenden Phosphor enthalten.
  • Zur Beeinflussung des Leuchtfeldes kann in einer Weiterbildung am LED-Träger ein vorzugsweise schaltbares Abdeckelement, insbesondere ein Shutter, vorgesehen sein, von dem die Durchgangsausnehmung, in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtfunktion des LED-Trägers, zumindest abschnittsweise abdeckbar ist.
  • Eine Leuchte, insbesondere eine Fahrzeugleuchte, beispielsweise ein Front- oder Rückscheinwerfer eines Fahrzeugs, ist vorzugsweise mit einem LED-Träger der nach wenigstens einem Aspekt der vorhergehenden Beschreibung ausgestaltet ist, versehen.
  • Mittels der vorbeschriebenen flexiblen Ausgestaltung bezogen auf eine Anzahl der LEDs auf der ersten Seite, eine Anzahl und Zuordnung der ersten Optiken auf der ersten Seite, eine Anzahl und Zuordnung der Durchgangsausnehmungen und eine Anzahl und Zuordnung der zweiten Optik auf der zweiten Seite, sowie einer Ausrichtung der Hauptabstrahlrichtungen der ersten und zweiten Optiken, ermöglicht die erfindungsgemäße Leuchte eine bauraumoptimierte Ausgestaltung mit hohem Freiheitsgrad.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung weist die erste Optik einen elipsoidartigen Sammelreflektor auf, wie er beispielsweise in AM-Projektionssystemen Verwendung findet.
  • Über den Sammelreflektor werden dabei die Strahlengänge der wenigstens einen LED in der Durchgangsausnehmung gesammelt und eine Intensitätsverteilung oder Leuchtdichte der von der Durchgangsausnehmung repräsentierten virtuellen Lichtquelle bestimmt. Dabei ist die Intensitätsverteilung über eine Ausformung einer Freiformfläche und einer oder mehrerer Leitkurven des Sammelreflektors steuerbar. Als erste Optik können aber auch einfachere Komponenten wie Compound Eliptic Concentrators (CEC) und/oder Angle Rotators (AR) eingesetzt sein. Beim Einsatz eines Angle Rotators als erste Optik ist eine sehr kleine und kompakte Bauweise der ersten Optik möglich.
  • In einer Weiterbildung ist der LED-Träger oder die Platine an einem oder mehreren Kühlkörpern befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise über Schrauben oder Niete oder über eine Klemmung oder eine Einfassung in einer Nut erfolgen.
  • In einer Weiterbildung ist die Leuchte oder der LED-Träger einer Luftströmung oder Fluidströmung aussetzbar, insbesondere ausgesetzt. Insbesondere dann, wenn die Leuchte Teil einer Außenhaut eines Fahrzeugs ist. Dann kann der oder können die Kühlkörper in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Fahrzeugfront, angeordnet sein, wodurch vorteilhafter Weise Abwärme des oder der Kühlkörper für eine Enttauung einer Abdeckscheibe der Leuchte nutzbar ist. Alternativ oder ergänzend kann ein derartiger Kühlkörper als Blende für unerwünschtes Streulicht fungieren und/oder als sichtbares Design-Element dienen.
  • Der LED-Träger oder die Platine kann mit einem oder mit mehreren Rändern in eine Vertiefung, insbesondere eine Nut, eines oder mehrerer Kühlkörper eingeschoben sein.
  • Bei mehreren Kühlkörpern können diese auf verschiedenen, insbesondere einander entgegengesetzten, oder auf beiden Seiten des LED-Trägers oder der Platine (erste und zweite Seite) angeordnet sein.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Kühlkörper rückwärtig von der ersten und/oder der zweiten Optik angeordnet, so dass sie den oder die Strahlengänge unbeeinflusst lassen.
  • Im Fall der Weiterbildung mit mehreren LEDs, denen jeweils eine erste Optik zugeordnet ist, können die ersten Optiken miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sein. Alternativ können sie voneinander getrennt, mehrstückig ausgebildet sein.
  • In einer Weiterbildung weist die Leuchte oder der LED-Träger einen einstückigen Kühlkörper oder mehrere, voneinander getrennte Kühlkörper auf.
  • Bei Verwendung mehrerer LEDs oder SMD-Lichtquellen können diese zueinander identisch oder verschieden in Form, Farbe und/oder Lichtstrom sein, wodurch beispielsweise eine Farbmischung oder ein Intensitätsverlauf der von der Durchgangsausnehmung repräsentierten, virtuellen Lichtquelle beeinflussbar ist.
  • In einer Weiterbildung mit mehr als zwei LEDs, beispielsweise mit drei, vier oder mehr, können diese mit Bezug zur Durchgangsausnehmung etwa sternförmig angeordnet sein, wobei die Hauptabstrahlrichtung der ersten Optiken, die jeweils einer LED zugeordnet sind, dann im Wesentlichen auf die Durchgangsausnehmung weisen.
  • Bei Verwendung mehrerer, verschiedenfarbiger LEDs kann über die Bündelung der mehreren, verschiedenen Strahlengängen in der Durchgangsausnehmung eine virtuelle Lichtquelle mit insbesondere weißem Licht gemischt werden.
  • Eine Anzahl der LEDs auf der ersten Seite des LED-Trägers ist prinzipiell nicht beschränkt.
  • Für den Fall, dass den LEDs an der zweiten Optik jeweils ein im wesentlichen eigenständiger Abschnitt zugeordnet ist, können den unterschiedlichen Abschnitten der zweiten Optik unterschiedliche Lichtfunktionen des LED-Trägers, bzw. der Leuchte zugeordnet sein. Den Abschnitten können dabei beispielsweise ein Abblendlicht und ein Fernlicht zugeordnet sein oder sie werden aufgrund der Verschiedenfarbigkeit der verwendeten LEDs mit unterschiedlichen Lichtfarben beliefert. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Abschnitte durch dunkle, unbestrahlte Abschnitte voneinander getrennt sind oder dass sie sich abschnittsweise überschneiden. Freigelassene Abschnitte könnten dann von anderen LEDs oder Lichtquellen beleuchtet sein.
  • Mit Bezug zu einer Horizontalebene können die Abschnitte oberhalb und unterhalb dieser Ebene liegen oder sie können mit Bezug zu einer Vertikalebene rechts und links dieser Ebene liegen.
  • Als erste Optik kann alternativ zu einem elipsoidartigen Reflektor beispielsweise ein Angle Rotator Verwendung finden. Dieser ist beispielsweise als 180° Angle Rotator ausgebildet.
  • Eine Weiterbildung der Leuchte weist zwei oder mehrere LED-Träger auf. Bei Verwendung von zwei LED-Trägern kann beispielsweise im Gebiet der Fahrzeugbeleuchtung ein duales Bi-Reflektordesign mit beispielsweise insgesamt vier unabhängig arbeitenden Fernfeldreflektoren realisiert werden. Zwei der Fernfeldreflektoren werden dabei durch je einen Reflektor der primären Optik beliefert und können beispielsweise eine unterschiedliche Lichtverteilung oder Farbe zur Verfügung stellen. Auch kann die Verteilung zweier oder mehrerer Fernfeldreflektoren überlagert werden, um mehr Freiheiten in der Ausprägung der Lichtverteilung zu erhalten. Insbesondere kann mit einer derartigen Leuchte eine Kombination von Abblendlicht, Fernlicht, DRL und einem Zusatzfernlicht mit einer einseitig bestückten Platine erreicht werden. Alternativ kann die Leuchte auch als Kombination von Abblendlicht (zwei Reflektoren) und Fernlicht und DRL realisiert sein. Eine Ausweitung des Prinzips auf drei kombinierte Bi-Reflektorsysteme, oder mehr, ist dabei natürlich möglich. Die jeweiligen Fernfeldreflektoren können in einer als Scheinwerfer ausgebildeten Leuchte beispielsweise auf gleicher Tiefe angeordnet sein oder sie können in der Tiefe gestaffelt angeordnet sein, um einen haptischen 3D-Effekt in der Ansicht der Scheinwerfers zu realisieren.
  • In einer Weiterbildung, in der der LED-Träger mehr als eine LED aufweist, können die LEDs in einer Reihe oder einem „Array“ angeordnet sein. Das Licht des Arrays ist dabei über die erste Optik, insbesondere den ersten Reflektor, sammelbar und erzeugt auf diese Weise in der Durchgangsausnehmung die virtuelle Lichtquelle. Auf diese Weise kann ein matrixbeamartiges System und/oder eine AFS-Funktionalität geschaffen werden. Die Anordnung der LEDs in Reihe oder im Array kann insbesondere auch in Kombination mit dem genannten Abdeckelement Verwendung finden, insbesondere wenn die LEDs der Reihe oder des Arrays nicht oder nur teilweise einzeln schaltbar sind.
  • In einer alternativen Weiterbildung sind die mehreren LEDs, oder zumindest einige davon, einzeln schaltbar.
  • In einer Weiterbildung ist die erste Optik über einen Reflektor und die zweite Optik zumindest über eine Linse ausgebildet.
  • In einer Weiterbildung ist die zweite Optik über einen Reflektor und über eine Linse ausgestaltet.
  • In einer Variante ist dabei ein Leuchtfeld des Reflektors der zweiten Optik kleiner oder etwa gleich einem Leuchtfeld der Linse. In einer Variante dazu ist das Leuchtfeld des Reflektors der zweiten Optik größer als das Leuchtfeld der Linse der zweiten Optik.
  • In einer Weiterbildung ist die Durchgangsausnehmung über ein oder an einem in den LED-Träger eingesetzten Durchgangsausnehmungsbauteil ausgebildet. Dieses kann auf oder in den LED-Träger oder die Platine geclipst, geklebt und / oder geschraubt sein. Das Durchgangsausnehmungsbauteil kann dabei alle bereits beschriebenen Eigenschaften der Durchgangsausnehmung aufweisen. Ein derartig zusätzliches Durchgangsausnehmungsbauteil hat den Vorteil, dass man die Durchgangsausnehmung in der Platine nicht so genau fertigen muss, was sich als schwierig erweisen könnte. Zudem kann das zusätzliche Durchgangsausnehmungsbauteil beispielsweise reflektiv, absorbierend matt reflektiv oder ähnlich ausgelegt sein, um bestimmtes Licht noch zu nutzen oder zu unterdrücken. Insbesondere aufgrund der in der Realität nicht unendlich kurz ausgestaltbaren Erstreckung der Durchgangsausnehmung in der Platine bzw. dem LED-Träger, kann eine reflektive Wand des Durchgangsausnehmungsbauteils einen Effizienzgewinn oder ein Lichtrecycling bedeuten.
  • In einer Weiterbildung ist in das Durchgangsausnehmungsbauteil ein Remote-Phoshor-Element integriert. Beispielsweise kann in diesem Fall die LED eine blaue Laserdiode sein, von der die erste Optik angestrahlt wird. Der Remote-Phosphor wandelt dann die blaue Laserstrahlung teilweise um und wird in der Durchgangsausnehmung bzw. im Durchgangsausnehmungsbauteil, eine weiße, virtuelle Lichtquelle erzeugt.
  • Die LED kann eine Vorsatzoptik aufweisen, die die von der LED emittierten Strahlengänge in Winkel und Fläche an die erste Optik anpasst.
  • Insbesondere für Fälle, in denen die Durchgangsausnehmung oder das Durchgangsausnehmungsbauteil eine abdichtende Wirkung haben muss, kann darin ein transmittives Material, wie beispielsweise ein Lichtleiter oder ein Mixingrod eingebracht sein. Das transmittive Material kann auch als Linse ausgebildet sein. In einer Weiterbildung kann diese in der Durchgangsausnehmung oder in dem Durchgangsausnehmungsbauteil translatorisch bewegbar sein. Auch ein Einbringen von Streuzentren oder matten Stellen in das transmittive Material ist möglich.
  • In einer Weiterbildung wird als zweite Optik alternativ oder ergänzend zu Linse und / oder Reflektor ein Lichtleiter verwendet. Dabei kann der Lichtleiter direkt mit Auskopplungsstrukturen versehen sein, um beispielsweise eine für ein Fahrzeug geeignete Lichtverteilung zu realisieren. Der Lichtleiter kann eine lineare, insbesondere zylindrische Erstreckung aufweisen. Alternativ dazu kann er auch in Dicke und Form entlang seiner Längserstreckung variieren. Insbesondere kann er gebogen sein, Kurven aufweisen oder dreidimensional im Raum angeordnet/verlaufend sein. Auch kann der Lichtleiter als Zuleiter zu einem weiteren optischen Element genutzt sein. Der Lichtleiter kann beispielsweise durch eine Glasfaser ausgebildet sein. Insbesondere hierbei bietet sich wieder die Nutzung mit LARP an.
  • In einer Weiterbildung ist die erste Optik als Reflektor ausgestaltet und umspannt einen Halbraum in Abstrahlrichtung der LED. Dadurch ist eine Sammeleffizienz erhöht.
  • In einer Weiterbildung weist der LED-Träger das Durchgangsausnehmungsbauteil mit einem daran angesetzten Hilfsreflektor auf, der an der ersten Seite angeordnet ist. Zusätzlich weist es einen ans Durchgangsausnehmungsbauteil angesetzten, zweiten Reflektor als zweite Optik auf.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von 29 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
  • 1 bis 5 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit unterschiedlichen Kühlkörperkonzepten,
  • 6 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit unterschiedlichen Hauptabstrahlrichtungen ihrer ersten und zweiten Optik,
  • 7 bis 9 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit gebündelten Strahlengängen mehrerer LEDs,
  • 10 und 11 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit getrennten Strahlengängen mehrerer LEDs,
  • 12 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einem Angle-rotator,
  • 13 und 14 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit mehreren, voneinander unabhängigen Lichtverteilungen,
  • 15 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einer Abdeckfunktion,
  • 16 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einer LED-Matrix,
  • 16 bis 18 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einer refraktiven Optik,
  • 20 eine Auswahl möglicher Ausführungsformen von Durchgangsausnehmungen von LED-Trägern der Leuchten,
  • 21 und 22 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einstückig mit einem Reflektor ausgebildeten Durchgangsausnehmungen,
  • 23 bis 27 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einem Durchgangsausnehmungsteil und mit oder ohne eingesetztem, optisch aktiven Element, und
  • 28 und 29 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einem Durchgangsausnehmungsteil und einem daran angesetzten Hilfsreflektor.
  • Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Leuchte 1, die als Frontscheinwerfer eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Eine Abstrahlrichtung der Leuchte 1 ist in 1 durch den von Links nach Rechts verlaufenden Pfeil symbolisiert. Eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in der Vorwärtsfahrt entspricht dabei der Z-Koordinate des in 1 gezeigten Koordinatensystems. Gemäß 1 hat die Leuchte 1 einen als Platine ausgestalteten LED-Träger 4 mit einer ersten Seite 4a und einer zweiten Seite 4b. Auf der ersten Seite 4a ist der LED-Träger 4 mit einer LED 6 bestückt. Die als Surface-Mounted-Device, bzw. als SMD-Bauteil auf dem LED-Träger montiert und kontaktiert ist. An der ersten Seite 4a befestigt ist eine als ellipsoider Reflektor ausgestaltete erste Optik 12, die das von der LED 6 emittierte Licht sammelt. Der LED-Träger 4 hat eine Durchgangsausnehmung 9, von der er von der ersten Seite 4a hin zur zweiten Seite 4b durchsetzt ist. Auf der zweiten Seite 4b ist am LED-Träger 4 eine als ellipsoider Reflektor ausgestaltete zweite Optik 2 befestigt. Über Niete 10 mit dem LED-Träger 4 fest verbunden sind Kühlkörper 3. Der erste Reflektor 12 sammelt das Licht der SMD-LED 6 und wirft es durch die Durchgangsausnehmung 9. Auf diese Weise bildet sich auf der zweiten Seite 4b des LED-Trägers 4 eine virtuelle Lichtquelle 5 aus. Diese ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausdehnung kleiner als ein Durchmesser der Durchgangsausnehmungen 9. Jenseits der Durchgangsausnehmung 9 sammelt der Reflektor 2 das aus der virtuellen Lichtquelle 5 austretende Licht und reflektiert es in Fahrtrichtung mit einer endgültigen Scheinwerferlichtverteilung.
  • Auf eine Darstellung der Strahlengänge, wie sie in 1 dargestellt sind, wird aus Gründen der Übersicht im Folgenden überwiegend verzichtet.
  • 2 entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und unterscheidet sich von diesem dadurch, dass der in der 2 linke Kühlkörper 3 nicht über eine Niet mit der Platine 4 verbunden ist, sondern eine nutartige Ausnehmung 11 aufweist, in der ein Rand der Platine 4 eingesetzt ist. Dem entsprechend erstreckt sich der linke Kühlkörper 3 zu beiden Seiten 4a, 4b der Platine 4.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, die im Wesentlichen denjenigen in 2 entspricht, wobei als Abwandlung der in der Figur rechte Kühlkörper 3 nun anstatt mit einer Niet 10 (vgl. 1 und 2) ähnlich wie der linke Kühlkörper 3 durch ein nutartige Ausnehmung 11 an der Platine 4 festgelegt ist.
  • Auch 4 baut im Wesentlichen auf dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 auf, wobei in diesem Fall die beiden Kühlkörper 3 jeweils über eine Niet, jedoch jeweils auf der einander entgegengesetzten Seite 4a, 4b der Platine 4 festgelegt sind.
  • Den ersten vier Ausführungsbeispielen ist gemein, dass die Kühlkörper 3 jeweils an einander gegenüberliegenden Randseiten der Platine 4 angeordnet sind.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, das im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 entspricht, jedoch eine Hauptabstrahlrichtung des zweiten Reflektors 2, verglichen zum ersten Ausführungsbeispiel, um die Hochachse y um 180° gedreht ist. In Abhängigkeit einer Anwendung der Leuchte 1 kann diese Orientierung Vorteile bezüglich des Bauraums und der Kühlkörper 3 bringen. Zudem sind die Kühlkörper 3 dadurch außerhalb des Strahlengangs des zweiten Reflektors 2 angeordnet.
  • In 5 unten ist die gleiche Leuchte 1 in einer Ansicht von oben, d. h., aus der Y-Richtung, zu sehen.
  • Ein Nachteil der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele ist, dass der in den Figuren rechte Kühlkörper 3 die vom zweiten Reflektor 2 umgelenkten Strahlengänge teilweise abschattet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 6 wird dieses Problem gelöst, in dem eine Hauptabstrahlrichtung 6a des ersten Reflektors 12 zu einer Hauptabstrahlrichtung 5a des zweiten Reflektors 2 in einer Ebene senkrecht zur Längserstreckung der Durchgangsausnehmung 9 angestellt ist. Auf diese Weise wird der Kühlkörper 3 optisch umgangen. Hierzu können alle bisher gezeigten Kühlkörper 3 genutzt werden, wobei eine Störung des Strahlengangs durch den Kühlkörper 3 ausgeschlossen ist.
  • 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, die im Unterschied zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen zwei LEDs 6 aufweist. Diese sind jeweils einer als Reflektor ausgebildeten ersten Optik 12a zugeordnet. Die ersten Optiken 12a sind dabei einstückig zur ersten Optik 12 zusammengefasst. Beide ersten Reflektoren 12a sammeln das Licht der ihnen zugeordneten LEDs 6 ein und lenken die Strahlengänge derart um, dass sie durch die Durchgangsausnehmung 9 von der ersten Seite 4a zur zweiten Seite 4b der Platine 4 durchtreten. Auf diese Weise entsteht auf der zweiten Seite 4b die bereits besprochene virtuelle Lichtquelle 5. Nach Austritt auf der zweiten Seite 4b werden die Strahlengänge vom zweiten Reflektor 2 umgelenkt. In 7 unten ist die besprochene Leuchte 1 in einer Draufsicht von oben dargestellt, wobei erkennbar ist, dass die in der X-Z-Ebene gemessenen Komponenten der Hauptabstrahlrichtungen 6a und 5a zueinander parallel sind.
  • Alternativ kann gemäß 8 im achten Ausführungsbeispiel der zweite Reflektor 2 um die Y-Achse um etwa 90° gedreht sein, so dass die in der X-Z-Ebene gemessenen Komponenten der Hauptabstrahlrichtungen 6a, 5a im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann auf spezifische Bauraumsituationen durch geänderte Anordnung oder Drehung des zweiten Reflektors 2 reagiert werden.
  • Ein neuntes Ausführungsbeispiel gemäß 9 ähnelt in weiten Teilen dem achten Ausführungsbeispiel gemäß 8, weist nun jedoch anstatt zweier LEDs 6 vier LEDs 6 auf. Diese sind um die Durchgangsausnehmung 9 herum etwa auf einem Halbkreis verteilt angeordnet, wobei jeder LED 6 ein erster Reflektor 12a der ersten Optik 12 zugeordnet ist. Die ersten Reflektoren 12a sind dabei einstückig zur ersten Optik 12 zusammengefasst. Bezogen auf die x-z-Ebene ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die zweite Hauptabstrahlrichtung 5a gegen die ersten Hauptabstrahlrichtungen 6a der beiden links und rechts angeordneten LEDs 6 orthogonal und bezüglich der ersten Hauptabstrahlrichtungen 6a der beiden mittigen LEDs 6 etwa in einem Winkel von 135° angeordnet. Die LEDs 6 sind dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel verschiedenfarbig ausgebildet, wodurch sich in der Durchgangsausnehmung 9 durch Mischung der Strahlengänge eine Farbmischung des entlang der zweiten Hauptabstrahlrichtung 5a emittierten Lichts ergibt.
  • Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß 7 zeigt das zehnte Ausführungsbeispiel gemäß 10, dass die Strahlengänge der beiden LEDs 6 zueinander beabstandet auf den zweiten Reflektor 2 treffen. Strahlengänge der in 10 rechten LED 6 treffen in einem Abschnitt B auf den zweiten Reflektor 2, Strahlengänge der in 10 linken LED 6 treffen in einem Abschnitt A auf den zweiten Reflektor 2. Dadurch ist am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9 eine virtuelle Lichtquelle 5b für den Abschnitt B des zweiten Reflektors 2 und eine virtuelle Lichtquelle 5c für den Abschnitt A des zweiten Reflektors 2 definiert. Die Abschnitte A, B können dabei unterschiedliche Lichtfunktionen, wie z. B. ein Abblendlicht und ein Fernlicht erzeugen oder sie können mit unterschiedlichen Lichtfarben der LEDs 6 beliefert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Abschnitten A, B ein dunkler Bereich C belassen. Ein derartiger, freier Bereich des zweiten Reflektors 2 könnte von einer zusätzlich auf die Platine 4 aufgebrachten, dritten LED 6 besetzt werden.
  • Ein elftes Ausführungsbeispiel gemäß 11 wandelt die Idee des zehnten Ausführungsbeispiels gemäß 10 dahingehend ab, dass die unterschiedlichen Abschnitte A, B auf den zweiten Reflektor 2 nun nicht durch eine im Wesentlichen horizontale Trennlinie oder einen horizontalen Trennbereich C (vgl. 10), sondern durch eine im Wesentlichen parallel zur Y-Achse verlaufende Trennlinie c getrennt sind. Die virtuellen Lichtquellen 5b, 5c beliefern somit die links und rechts der Trennlinie c gelegenen Abschnitte B, A des zweiten Reflektors 2. Weiterhin abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß 10 ist die um etwa 90° gedrehte Anordnung des zweiten Reflektors 2, bezogen auf die Y-Achse.
  • 12 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, wobei die erste Optik 12 als sogenannter Angle-rotator ausgebildet ist. Dieser rotiert das von der LED 6 emittierte Licht um 180° um die y-Achse.
  • Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel ist gemäß 13, wie bereits die Ausführungsbeispiele 5, 6, 7, 8, 9, sowohl in einer Seitenansicht (obere Figur) als auch in einer Draufsicht (untere Figur) dargestellt. In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass lediglich die in 13 linke LED 6 der ersten Optik 12 (erster Reflektor) zugeordnet ist und die Durchgangsausnehmung 9 lediglich von deren Licht bestrahlt wird, um die virtuelle Lichtquelle 5 auszubilden. Mittels dem zweiten Reflektor 2 erfolgt wie bereits mehrfach beschrieben die Umlenkung der Strahlengänge in Richtung der zweiten Hauptabstrahlrichtung 5a. Zusätzlich weist die Leuchte 1 gemäß 13 einen Reflektor 13 auf, dem eine LED 6 individuell zugeordnet ist. Beide LEDs 6 sind auf der ersten Seite der Platine 4 angeordnet. Der zusätzliche Reflektor 13 erzeugt dabei eine eigene Lichtverteilung, die von der Lichtverteilung des zweiten Reflektors 2 der zweiten Optik unabhängig ist. Designtechnisch erscheinen beide Lichtverteilungen als obere (Reflektor 13) und untere Halbschale (zweiter Reflektor 2). Beispielsweise können die beiden Halbschalen Abblend- und Fernlicht in einem Kfz-Scheinwerfer erzeugen. Insgesamt erhält man so ein Bi-Reflektormodul mit einer einseitig bestückten Platine 4. Das heißt, die LEDs 6, bzw. die Lichtquellen, sind auf der ersten Seite 4a der Platine 4 und die Reflektoren 13 und 2 auf beiden Seiten der Platine 4 angeordnet. Mit klassischen Leuchtkonzepten ist dies bisher nur über doppelseitig bestückte Kühlkörper bzw. Platinen und/oder über mehrere Platinen in unterschiedlicher Ausrichtung möglich.
  • Das vierzehnte Ausführungsbeispiel gemäß 14 zeigt ein duales Bi-Reflektordesign mit insgesamt vier unabhängig arbeitenden Fernfeldreflektoren, wobei zwei davon durch je einen ersten Reflektor der ersten Optiken bestrahlt werden. Die unabhängig arbeitenden Fernfeldreflektoren können jeweils eine unterschiedliche Lichtverteilung und/oder Farbe zur Verfügung stellen. Auch kann man die Verteilungen zweier oder mehrerer Fernfeldreflektoren überlagern, um mehr Freiheiten in der Ausprägung der Lichtverteilung zu erhalten. Insbesondere kann man mit diesem System z. B. die Kombination von Abblendlicht, Fernlicht, DRL und einem Zusatzfernlicht mit einer einseitig bestückten Platine erreichen. Alternativ kann auch eine Kombination von Abblendlicht (zwei Reflektoren) und Fernlicht und DRL erreicht werden. Eine Ausweitung des Prinzips auf drei Bi-Reflektorsysteme, oder mehr, ist durchaus möglich. Die verschiedenen Fernfeldreflektoren können im Scheinwerfer auf gleicher Tiefe angeordnet oder auch in der Tiefe gestaffelt sein, um einen haptischen 3D-Effekt in der Ansicht des Scheinwerfers, bzw. der Leuchte zu erreichen.
  • Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel gemäß 15 baut auf demjenigen gemäß 7 auf, und hat zudem einen beweglichen Shutter, das heißt ein bewegliches Abdeckelement 14, über das die virtuelle Lichtquelle 5 auf der zweiten Seite 4b der Platine 4 zumindest abschnittsweise abdeckbar ist. Die erste Optik 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei getrennt voneinander angeordnete, erste Reflektoren 12a ausgebildet.
  • 16 zeigt ein sechzehntes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, bei der die LEDs 6 in Reihen zu einer Matrix oder einer sogenannten LED-Array angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Array 2 × 4 LEDs 6 auf. Das Licht des Arrays wird vom ersten Reflektor 12 gesammelt und es folgt die Ausbildung der virtuellen Lichtquelle am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9. Diese Lösung kann für matrix-beamartige Systeme und AFS-Funktionalitäten verwendet werden und ist z. B. auch in Kombination mit einem Shutter oder Abdeckelement gemäß 15 verwendbar, vor allem dann, wenn die LEDs 6 in der Matrix nicht oder nur teilweise einzeln schaltbar sind.
  • Das siebzehnte Ausführungsbeispiel gemäß 17 zeigt eine Leuchte 1, bei der die zweite Optik 2 eine Linse 16 aufweist. Diese ersetzt gegenüber den vorangegangenen Ausführungsbeispielen den zweiten Reflektor. Die Linse 16 bildet dabei die virtuelle Lichtquelle 5 am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9 ins Fernfeld ab. Über eine Halterung 15 wird dabei die Linse 16 an der Platine 4 befestigt. Dabei spielt die Platine 4 zusammen mit der LED 6, zusammen mit dem ersten Reflektor 12 der ersten Optik die Rolle eines LED-Trägers mit Lichtquelle. Die Linse 16 ist dabei zunächst lose im Kühlkörper 3 gehaltert. Erst nach Einsetzen der Platine 4, mit dem an ihr befestigten, ersten Reflektor 12 der ersten Optik und der LED 6 und der thermischen Kontaktierung der Platine 4 mit dem Kühlkörper 3, wird die zweite Optik 2, d. h. hier die Linse 16, durch Schrauben an die Platine 4 und damit auf die virtuelle Lichtquelle 5 referenziert. Die Referenz der zweiten Optik 2 (Linse 16) zur virtuellen Lichtquelle 5 verläuft damit nicht über den Kühlkörper 3. Der Kühlkörper 3 und die Platine 4 sind jeweils einstückig mit den entsprechenden Aussparungen, die für ein „Triple Interface“ und ein „Einlegen“ der Platine 4 nötig sind, versehen.
  • Ein Vorteil dieser Anordnung ist der in der Leuchte 1 nach vorne, in Richtung einer Abdeckscheibe weisende Kühlkörper 3, dessen Abwärme optional für eine Scheibenenttauung genutzt werden kann. Zusätzlich ist in einem hinteren Bereich der Leuchte 1 ein Zugang für eine Auswechslung der Platine 4 frei. Im Auswechselfall kann die Platine 4 zusammen mit dem ersten Reflektor 12 und der LED 6, und allen zusätzlichen Bestückungselementen, getauscht werden.
  • 18 zeigt ein achtzehntes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1 die auf demjenigen der 17 aufbaut. Zusätzlich weist das achtzehnte Ausführungsbeispiel einen Hilfsreflektor 17 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise einstückig mit der Linse 16 verbunden ist. Alternativ dazu kann er mit der Linse 16 über das sogenannte „Triple-Interface“ montiert sein. Über den Hilfsreflektor 17 wird zusätzliches, seitliches Licht, das nach Durchtritt durch die Durchgangsausnehmung 9 im siebzehnten Ausführungsbeispiel verloren geht, weiter genutzt werden und durch die Linse 16 geleitet werden.
  • Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel baut ebenso auf demjenigen des der 17 auf und hat ebenso einen Hilfsreflektor 17. Dieser ist auf seiner Rückseite abschnittsweise mit den Kühlkörpern 3 verbunden, bzw. an diese angeformt. Auf diese Weise kann der Wärmeübergang vom Hilfsreflektor 17 auf die Kühlkörper 3 verbessert werden. Der Hilfsreflektor 17 steht im 19. Ausführungsbeispiel über die Halterung 15 und damit über die Linse 16 radial über. Auf diese Weise kann, wie bereits beim achtzehnten Ausführungsbeispiel, Licht, das nach Durchtritt durch die Durchgangsausnehmung 9 verloren ginge, vom Hilfsreflektor 17 eingefangen werden und auf ein noch breiteres Leuchtfeld als das der Linse 16 gerichtet werden.
  • 20 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Durchgangsausnehmung 9. Die Durchgangsausnehmung 9 gemäß 20 links weist beispielsweise eine mit einem 15° Winkel eingeprägte, geforderte Abblendlichtverteilung auf. Rechts daneben in 20 ist eine Durchgangsausnehmung 9 dargestellt, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und auf diese Weise einfach zu fertigen ist.
  • Mittig zeigt 20 eine Durchgangsausnehmung 9 mit einem rechteckigen Querschnitt. Neben ihr ist eine Durchgangsausnehmung 9 mit ovalem Querschnitt gezeigt. Ganz rechts in 20 ist eine Durchgangsausnehmung mit schlitzartig gekreuztem Querschnitt gezeigt. Insbesondere das in 20 linke Ausführungsbeispiel mit dem 15° Winkel ist für eine abbildende refraktive Optik, wie sie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen 17 bis 19 zur Anwendung kommt, interessant.
  • In einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß 21 ist gezeigt, dass die Durchgangsausnehmung 9 über ein gesondertes Durchgangsausnehmungsbauteil ausgebildet ist. Dieses ist auf die Platine 4 aufgeclipst. Dies hat den Vorteil, dass eine Durchgangsausnehmung der Platine 4, in die das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 eingeclipst wird, nicht so genau gefertigt werden muss. Die optische Genauigkeit wird dann durch das sehr exakt fertigbare, gesonderte Durchgangsausnehmungsbauteil 9 bereitgestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 einstückig mit dem ersten Reflektor der ersten Optik 12 ausgeführt. In 21 unten ist dieses Ausführungsbeispiel in der Draufsicht gezeigt.
  • Das zweiundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß 22 baut auf demjenigen gemäß 21 auf, wobei hier das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 anstatt mit der ersten Optik 12 einstückig mit der zweiten Optik 2 verbunden ist. Entsprechend kann der vorbeschriebene Toleranzvorteil bei diesem Ausführungsbeispiel für die virtuelle Lichtquelle 5 und den zweiten Reflektor 2 der zweiten Optik genutzt werden. Der Toleranzvorteil der Einstückigkeit besteht wie erwähnt darin, dass die Referenzierung des jeweiligen Reflektors auf das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 eindeutig gesichert ist.
  • Alternativ dazu kann das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 getrennt von dem jeweiligen Reflektor ausgebildet sein. Dies zeigt 23, wobei der erste Reflektor 12 als vom Durchgangsausnehmungsbauteil 9 getrenntes Bauteil ausgestaltet ist. Bei dieser Variante kann das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 als einfaches und kostengünstiges Einclipsteil modular oder variabel realisiert sein.
  • Ein vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel gemäß 24 baut auf demjenigen gemäß 23 auf, wobei im Durchgangsausnehmungsbauteil 9 als optisch aktives Element ein Remote-Phosphor-Element 18 integriert ist. Dabei wird beispielsweise die LED 6 von einer blauen Laserdiode gebildet. Diese kann bereits eine Vorsatzoptik enthalten, die die von ihr emittierte Strahlung in ihrem Winkel und ihrer Fläche an den ersten Reflektor 12 der ersten Optik anpasst. Der Remote-Phosphor 18 in der Durchgangsausnehmung 9 wandelt dann die blaue Laserstrahlung teilweise um, wodurch eine weiße virtuelle Lichtquelle 5 erzeugt wird.
  • Gemäß einem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß 25 ist in das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 ein transmittives Material 18 eingebracht. Dieses kann beispielsweise ein Lichtleiter oder ein Mixing-Rod sein. Auf diese Weise kann an dieser Stelle beispielsweise eine Abdichtung des Durchgangsausnehmungsbauteils 9 erfolgen. Eine Kombination des Remote-Phosphors 18 gemäß 24 und des transmittiven Materials 18 gemäß 25 kann insbesondere für den Einsatz von LARP-Technologie (Laser Activated Remote Phosphor) verwendet werden.
  • Das sechsundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß 26 baut im Wesentlichen auf dem siebzehnten Ausführungsbeispiel gemäß 17 auf, wobei anstatt der dort verwendeten Linse 16 ein Lichtleiter 18 als zweite Optik 2 verwendet wird. Eine Ebene der virtuellen Lichtquelle 5 liegt dann auf einer Eintrittsfläche des Lichtleiters 18, die in der Durchgangsausnehmung 9 angeordnet ist. Der Lichtleiter 18 kann auch über das sogenannte „Triple-Interface“ (vgl. 17) angebunden sein. Der Lichtleiter 18 kann direkt mit Auskoppelstrukturen versehen sein, um eine geeignete Lichtverteilung zu realisieren. Der Lichtleiter 18 kann wie gezeigt linear und zylindrisch ausgebildet sein. Alternativ dazu kann er in seiner Dicke und Form variieren. Insbesondere kann er gebogen ausgebildet sein, wobei er Kurven aufweisen kann oder 3-dimensional im Raum verlaufen kann. Des Weiteren kann der Lichtleiter 18 als optisches Zuleitungselement zu einem weiteren optischen Element genutzt werden. Der Lichtleiter 18 kann beispielsweise durch eine Glasfaser ausgebildet sein. Auch hier bietet sich wieder die Nutzung kombiniert mit LARP-Technologie an.
  • Ähnlich dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß 23 hat das siebenundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß 27 einen ersten Reflektor 12 als erste Optik, der in diesem Ausführungsbeispiel jedoch einen kompletten Halbraum über der LED 6 überspannt. Auf diese Weise ist die Sammeleffizienz des ersten Reflektors 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 23 erhöht.
  • Aufbauend auf dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel hat das achtundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß 28 einen am Durchgangsausnehmungsbauteil 9 angeordneten Hilfsreflektor 19, der in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Durchgangsausnehmungsbauteil 9 verbunden ist. Der Hilfsreflektor 19 dient genauso wie der räumlich erweiterte erste Reflektor 12 in 27 einer zusätzlichen Sammlung von direktem Licht der LED 6. Der Hilfsreflektor 19 sammelt direkt eingehende Strahlen oder bereits reflektierte Strahlen ein und leitet sie zur virtuellen Lichtquelle 5 weiter.
  • Ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel baut auf demjenigen gemäß 28 auf, weist jedoch nun zusätzlich wieder als zweite Optik einen zweiten Reflektor 2 auf, der eine einstückig mit ihm verbundene Apertur 20 hat, von der die Durchgangsausnehmung 9 und damit die virtuelle Lichtquelle 5 begrenzt ist. Auf die Apertur 20 ist der zweite Reflektor 2 referenziert. Mit der Apertur 20 kann der zweite Reflektor 2 die virtuelle Lichtquelle 5 nochmals und/oder erstmals begrenzen. Eine derartige Weiterbildung ist vor allem dann interessant, wenn das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 einstückig mit Elementen der ersten Optik verbunden ist. Im gezeigten Fall ist dies die einstückige Verbindung des Durchgangsausnehmungsbauteils 9 mit dem Hilfsreflektor 19. Somit hat die zweite Optik, und damit der zweite Reflektor 2, eine eigene, gut auf sich selbst referenzierte Apertur 20 und ist in gewissen Grenzen unabhängig von den Toleranzen des mit dem Hilfsreflektor 19 der ersten Optik verbundenen Durchgangsausnehmungsbauteils 9.
  • 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 (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"). 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.

Claims (15)

  1. LED-Träger mit einer ersten Seite (4a), die mit einer LED (6) bestückt ist, und auf der eine erste Optik (12, 12a, 19) angeordnet ist, über die ein Strahlengang der LED (6) umlenkbar ist, gekennzeichnet durch eine Durchgangsausnehmung (9), die den LED-Träger (4) von der ersten Seite (4a) hin zu einer zweiten Seite (4b) durchsetzt, und durch die der Strahlengang der LED (6) verläuft.
  2. LED-Träger nach Anspruch 1, wobei die Seiten (4a, 4b) an einer Platine (4) ausgebildet sind.
  3. LED-Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der zweiten Seite (4b) eine zweite Optik (2, 16, 17) angeordnet ist, über die der aus der Durchgangsausnehmung (9) austretende Strahlengang der LED (6) umlenkbar ist.
  4. LED-Träger nach Anspruch 3, mit einer Referenzebene, zu der sich die Durchgangsausnehmung (9) etwa normal erstreckt, wobei eine in der Referenzebene gemessene erste Hauptabstrahlrichtung (6a) der ersten Optik (12, 12a) zu einer in der Referenzebene gemessenen zweiten Hauptabstrahlrichtung (5a) der zweiten Optik (2, 16, 17) parallel oder angestellt ist.
  5. LED-Träger nach Anspruch 4, wobei in der Referenzebene eine Richtungskomponente der ersten Hauptabstrahlrichtung (6a) zu einer Richtungskomponente der zweiten Hauptabstrahlrichtung (5a) gleichgerichtet, entgegengerichtet oder orthogonal ist.
  6. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Seite (4a) mit mehreren LEDs (6) bestückt ist.
  7. LED-Träger nach Anspruch 6, wobei Strahlengänge der LEDs (6) über die erste Optik (12, 12a, 19) umlenkbar sind, und / oder wobei den LEDs (6) auf der ersten Seite (4a) jeweils eine erste Optik (12a) zugeordnet ist, über die der Strahlengang der jeweiligen LED (6) umlenkbar ist.
  8. LED-Träger nach Anspruch 6 oder 7, wobei Strahlengänge der LEDs (6) gemeinsam durch die Durchgangsausnehmung (9) verlaufen.
  9. LED-Träger nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei den LEDs (6) im Wesentlichen getrennte Abschnitte (A, B) der zweiten Optik (2) zugeordnet sind, und / oder wobei den LEDs auf der zweiten Seite jeweils eine zweite Optik zugeordnet ist, über die der Strahlengang der jeweiligen LED umlenkbar ist.
  10. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Querschnitt von durch die Durchgangsausnehmung (9) verlaufenden Strahlengängen der LED (6) oder der LEDs (6) kleiner ist als ein Querschnitt der Durchgangsausnehmung (9).
  11. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Optik (12, 12a, 2) eine Linse (16) und / oder einen Reflektor (12, 12a, 2, 17, 19) aufweist.
  12. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Optik (12, 19) und / oder die zweite Optik (2) einstückig mit einer Mantelfläche der Durchgangsausnehmung (9) gebildet ist.
  13. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Durchgangsausnehmung (9) ein Lichtleiter (18) und / oder ein optisch aktives Element (18) angeordnet ist.
  14. LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Abdeckelement (14) von dem die Durchgangsausnehmung (9) zumindest abschnittsweise abdeckbar ist.
  15. Leuchte, insbesondere Fahrzeugleuchte, mit einem LED-Träger (4) der nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
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