DE102015224305A1 - Linse, Beleuchtungssystem und Fahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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Daniel Weissenberger
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Osram GmbH
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Abstract

Offenbart ist eine Linse für eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden. Die Linse hat dabei eine Mehrzahl von Linsensegmenten. Zumindest eine LED ist dabei einem jeweiligen Linsensegment zugeordnet. Ein jeweiliges Linsensegment ist dabei derart ausgestaltet, dass eine Einzel-Lichtverteilung der LEDs einstellbar ist. Die Linse kann dabei Teil eines Beleuchtungssystems sein, das eine weitere Linse und eine LED-Matrix aufweist und beispielsweise in einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Linse, insbesondere für einen Fahrzeugscheinwerfer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren Betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Linse und einen Fahrzeugscheinwerfer, der ein derartiges Beleuchtungssystem aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die als Lichtquelle Licht emittierende Dioden aufweisen.
  • Eine Licht emittierende Diode (LED) oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden. Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die LED eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Die Emissionswellenlängen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Linse, ein Beleuchtungssystem mit einer Linse und einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem zu schaffen, bei denen mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine Lichtverteilung, insbesondere mit einer LED-Matrix als Lichtquelle, verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Linse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Beleuchtungssystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 und durch einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist eine Linse für eine Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden (LEDs) vorgesehen. Die Linse ist hierbei in einem Nachgang der LEDs anordbar. Die Linse kann aus einer Mehrzahl von Linsensegmenten gebildet sein, wobei ein jeweiliges Linsensegment für zumindest eine LED oder einen Teil der LEDs vorgesehen ist. Ein jeweiliges Linsensegment oder Einzelsegment ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Einzel-Lichtverteilung für die zumindest eine zugeordnete LED ermöglicht ist.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch die Linse auf einfache Weise eine Lichtverteilung der LEDs in gewünschter oder vorbestimmter Weise eingestellt werden kann.
  • Jede dieser Einzel-Lichtverteilungen ist vorzugsweise von Licht gebildet, das durch jeweils eines der Linsensegmente der Linse oder Primärlinse durchtritt. Dieses Licht ist dabei vorzugsweise von der zumindest einen dem jeweiligen Linsensegment zugeordneten LED emittiert.
  • Mit Vorteil können die Linsensegmente einfach in einer Reihe angeordnet sein. Beispielsweise ist auch denkbar, mehrere Reihen vorzusehen und die Linsensegmente matrixartig anzuordnen. Somit kann die Linse auf einfache Weise für eine LED-Matrix eingesetzt werden.
  • Die Linsensegmente können jeweils als Lichteintrittsfläche und/oder als Lichtaustrittsfläche eine Freiformfläche aufweisen.
  • Bevorzugterweise weisen die Linsensegmente auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine gemeinsame, insbesondere konvexe, Lichtaustrittsfläche auf.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Linsensegmente jeweils eine eigene konvexe Lichteintrittsfläche aufweisen. Diese führt beispielsweise jeweils etwa zu einer gaußförmigen Verteilung des durch das Linsensegment tretenden Licht. In einer Schnittebene, die etwa durch eine aus den Einzel-Lichtverteilungen gebildeten Gesamtlichtverteilungen verläuft und die etwa durch maximale Einzel-Lichtverteilungen verläuft, können Intensitäten der Maxima der Einzel-Lichtverteilungen jeweils etwa eine gaußförmige Verteilung aufweisen. Bei einem Einsatz in einem Fahrzeugscheinwerfer kann es sich bei der Schnittebene beispielsweise um eine horizontale Schnittebene handeln. Eine derartige Lichtverteilung kann zu einer äußerst vorteilhaften Lichtverteilung in einem Fahrzeugscheinwerfer führen.
  • Vorzugsweise ist jeweils ein Linsensegment für eine jeweilige LED vorgesehen. Ein jeweiliges Linsensegment ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass von den LEDs emittiertes und durch die Linse tretendes Licht gesammelt und/oder eine vorbestimmte oder gewünschte Lichtverteilung, insbesondere im Nachgang zur Linse, vorgesehen ist.
  • Ein jeweiliges Linsensegment hat bevorzugterweise eine eigene optische Achse. Die optischen Achsen können sich dabei etwa im Parallelabstand zueinander erstrecken.
  • Es ist äußerst vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl, oder eine Vielzahl, oder alle Linsensegmente optisch voneinander getrennt oder entkoppelt sind. Wenn beispielsweise im Einsatz der Linse in einem Fahrzeugscheinwerfer einzelne LEDs einer LED-Matrix ausgeschaltet sind, während andere LEDs eingeschaltet sind, so kann durch die optische Trennung der Linsensegmente im Wesentlichen kein Licht von einer eingeschalteten LED in ein Linsensegment einer ausgeschalteten LED strahlen.
  • Zum optischen Trennen der Linsensegmente kann zwischen den zu trennenden Linsensegmenten, insbesondere in einer jeweiligen Grenzfläche zwischen den zu trennenden Linsensegmenten, eine lichtabsorbierende und/oder eine lichtstreuende und/oder eine lichtreflektierende Schicht ausgebildet oder angeordnet sein. Somit können auf vorrichtungstechnisch einfache Weise die Linsensegmente optisch voneinander getrennt werden. Die Schicht oder eine jeweilige Schicht ist vorzugsweise in die Linse eingebracht. Die Schichten können sich beispielsweise im Parallelabstand zueinander erstrecken. Im Einsatz der Linse in einem Fahrzeugscheinwerfer können sich die Schichten beispielsweise etwa im Parallelabstand zu einer Längsachse eines Fahrzeugs und etwa senkrecht zu einer Horizontalebene erstrecken. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass eine jeweilige Schicht sich etwa im Parallelabstand zur optischen Achse der zu trennenden Linsensegmente erstreckt.
  • Die Linse ist beispielsweise kostengünstig in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die Schicht oder eine jeweilige Schicht kann dann ebenfalls äußerst kostengünstig im Spritzgussverfahren als Schichtelement oder Blende eingebracht sein. Beispielsweise ist die Schicht oder eine jeweilige Schicht dann in eine Spritzgussform als Einlegeteil eingesetzt. Das Schichtelement ist dann beispielsweise zumindest im Wesentlichen oder vollständig aus Kunststoff oder zumindest im Wesentlichen oder vollständig aus Metall gebildet. Um eine optische Trennung der Linsensegmente weiter zu verbessern, kann das Schichtelement beispielsweise schwarz oder matt schwarz sein oder eine schwarze oder matt schwarze Beschichtung aufweisen.
  • Es ist denkbar, dass das Schichtelement oder ein jeweiliges Schichtelement aus der Linse, insbesondere aus der Lichteintrittsfläche der Linse auskragt. Hierdurch kann eine optische Trennung der Linsensegmente weiter verbessert werden. Des Weiteren ist denkbar, dass sich das Schichtelement oder ein jeweiliges Schichtelement etwa bis zur Lichtaustrittsfläche der Linse erstreckt.
  • Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, die Schicht oder eine jeweilige Schicht als Glasinnengravur oder als Kunststoffinnengravur in die Linse vorrichtungstechnisch einfach einzubringen. Die Schicht kann dabei als eine, insbesondere stark lichtstreuende Schicht eingraviert sein, um die optische Trennung weiter zu verbessern.
  • Vorteilhafterweise ist ein Beleuchtungssystem mit einer Linse gemäß einem der vorhergehenden Aspekte vorgesehen, die hierbei eine Primärlinse bildet. Zusätzlich zur Primärlinse ist eine Sekundärlinse vorgesehen. Hierdurch kann auf vorrichtungstechnisch einfache Weise beispielsweise mit einem Fahrzeugscheinwerfer eine Lichtverteilung weiter verbessert werden. Die Primär- und Sekundärlinsen sind dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass jedes Einzelsegment der Primärlinse die Funktion erfüllen kann, Licht ihrer zugeordneten LED zu sammeln und mit einer gewünschten Lichtverteilung auf die Sekundärlinse zu richten. Des Weiteren kann die Anordnung derart erfolgen, dass in einer von der Sekundärlinse abzubildenden Ebene eine gewünschte Lichtverteilung erreicht ist. Somit kann sich beispielsweise eine von der Sekundärlinse im Fernfeld erzeugte Lichtverteilung vorteilhafterweise aus Einzel-Lichtverteilungen zusammensetzen, womit die Lichtverteilung mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand und äußerst genau einstellbar oder auch verstellbar ist. Beispielsweise kann die Lichtverteilung im Fernfeld einfach durch Zu- und Abschalten von LEDs verändert werden.
  • Vorzugsweise sind optische Hauptachsen der Primär- und Sekundärlinse etwa kollinear zueinander angeordnet.
  • Die Sekundärlinse kann beispielsweise ein Lichtbild von einer Lichtaustrittsfläche der Primärlinse abbilden. Alternativ ist denkbar, dass eine Blende oder ein Shutter zwischen der Primär- und Sekundärlinse vorgesehen ist.
  • Die Sekundärlinse kann dann ein Lichtbild von einer Ebene, die durch die Lage der Blende gegeben ist oder sich durch diese erstreckt, abbilden. Die Primärlinse kann somit vorteilhafterweise die Funktion aufweisen, in dieser von der Sekundärlinse abzubildenden Ebene eine gewünschte Lichtverteilung zu erreichen.
  • Die Sekundärlinse ist beispielsweise einfach als konvexe Linse oder Sammellinse ausgebildet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Beleuchtungssystem eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von LEDs auf. Die Primärlinse hat dabei vorzugsweise eine entsprechende Anzahl von Linsensegmenten. Die LEDs können hierbei in einer Reihe angeordnet sein. Die Reihe kann sich dabei etwa senkrecht zu den optischen Achsen der Linsensegmente erstrecken oder sich senkrecht zu der optischen Hauptachse der Primärlinse erstrecken. Anstelle einer Reihe von LEDs ist denkbar eine Mehrzahl oder Vielzahl von Reihen vorzusehen, die vorzugsweise im Parallelabstand zueinander angeordnet sind und/oder in einer Ebene liegen. Weiter ist vorteilhaft, wenn eine den LEDs entsprechende Anzahl von Linsensegmenten vorgesehen sind, die entsprechend der LEDs angeordnet sind. Es ist denkbar, dass die LEDs und/oder die Linsensegmente eine Matrix bilden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere LEDs oder alle LEDs oder Teile der LEDs mit unterschiedlicher Bestromung eingesetzt sein, um auf vorrichtungstechnisch einfache Weise ein gewünschtes Lichtbild der Gesamtoptik im Fernfeld zu erzeugen. Zum Verstellen oder Einstellen der Bestromung der LEDs kann eine Steuervorrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass einzelne LEDs oder mehrere LEDs oder alle LEDs unabhängig von den übrigen oder anderen LEDs abschaltbar und einschaltbar sind, um in bestimmten Bereichen, beispielsweise im Fernfeld, eine gewünschte Lichtverteilung zu erreichen. Im Einsatz eines Fahrzeugscheinwerfers kann hierdurch beispielsweise eine Blendung eines anderen Verkehrsteilnehmers vermieden werden.
  • Es ist denkbar, dass eine LED ein Pixel bildet und mehrere LEDs ein Segment bilden. Somit kann vorgesehen sein, dass bei dem Beleuchtungssystem einzelne Pixel oder Segmente abgeschaltet werden können, um in einem gewissen Bereich beispielsweise eine Blendung zu vermeiden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Primärlinse vorzugsweise in einem vergleichsweise geringen Abstand zu den LEDs angeordnet. Insbesondere ist der Abstand derart gewählt, dass eine jeweilige LED im wesentlichen Licht in das ihr zugeordnete Linsensegment emittiert. Die Primärlinse ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass sie das von den LEDs emittierte Licht sammelt und mit einer gewünschten Lichtverteilung auf die Sekundärlinse richtet. Somit ist das Beleuchtungssystem zum Einen kompakt ausgestaltet und zum Anderen kann eine Lichtverteilung in gewünschter Weise eingestellt werden. Der Abstand ist beispielsweise geringer als eine Dicke der Primärlinse, in Richtung der optischen Hauptachse gesehen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die LED-Oberflächen, die zur Primärlinse weisen, über die Primärlinse etwa auf eine der Primärlinse zugewandten Lichteintrittsseite der Sekundärlinse abgebildet sein oder ins Unendliche abgebildet sein. Für Abbildungen ins Unendliche ist beispielsweise einfach die Primärlinse derart ausgestaltet und/oder angeordnet, dass ein Fokuspunkt der Primärlinse, insbesondere direkt, auf einer Ebene der LED-Oberflächen oder von Lichtaustrittsflächen der LEDs liegt. Alternativ kann für Abbildungen auf der Ebene der Sekundärlinse die Primärlinse derart ausgestaltet oder angeordnet sein, dass ein Fokuspunkt der Primärlinse, insbesondere etwa in kurzer Distanz, vor der Ebene der LED-Oberflächen liegt. Im letzteren Fall liegt der Fokuspunkt somit zwischen den LEDs und der Primärlinse. Alternativ ist denkbar, dass die Primärlinse derart ausgestaltet und/oder angeordnet ist, dass ein Fokuspunkt der Primärlinse hinter der Ebene der LED-Oberflächen liegt, also weiter von der Primärlinse beabstandet ist, als die Ebene der LED-Oberflächen.
  • Zur Effizienzsteigerung des Beleuchtungssystems können weitere optische Bauteile vorgesehen sein. Beispielsweise ist denkbar, einen oder mehrere Reflektoren zwischen den LEDs und der Primärlinse anzuordnen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine jeweilige LED vorzugsweise als ein LED-Chip ausgebildet. Die LED oder der LED-Chip kann prozessbedingt lichtausgangsseitig eine nicht leuchtende Fläche oder nicht leuchtende Chipfläche aufweisen. Mit Vorteil ist die LED oder der LED-Chip dann derart orientiert, dass der aus dem Beleuchtungssystem austretende Lichtstrom zumindest im Wesentlichen maximal ist. Die Orientierung erfolgt dabei vorzugsweise in einer Orientierungsebene, die sich etwa senkrecht zur optischen Hauptachse der Primärlinse erstrecken kann. Die nicht leuchtende Chipfläche ist insbesondere in einem Randbereich oder einem Eckbereich, des, insbesondere eine etwa rechteckige oder etwa quadratische Abstrahlfläche aufweisenden LED-Chips ausgebildet. Es ist denkbar, dass eine Randfläche des LED-Chips, die an die nicht leuchtende Chip-Fläche angrenzt, vorzugsweise auf derjenigen Seite der optischen Hauptachse angeordnet ist, auf der auch der mechanische Shutter angeordnet ist.
  • Somit können prozessbedingt die verfügbaren LED-Chips keine quadratischen Abmessungen einer emittierenden Fläche aufweisen. Eine derartig einschränkende Asymmetrie kann somit in dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem genutzt werden, um eine Gesamteffizienz zu steigern. Hierfür wird, wie vorstehend bereits erläutert, der jeweilige LED-Chip derart orientiert, dass der aus dem Gesamtsystem austretende Lichtstrom maximal wird.
  • Die LEDs sind vorzugsweise derart angesteuert, dass beim Einschalten ein Lauflicht-Effekt erfolgt, wobei die LEDs beispielsweise der Reihe nach eingeschaltet werden. Des Weiteren ist denkbar, dass im ausgeschalteten Zustand des Beleuchtungssystems dennoch eine gedimmte Lichtfunktion oder Lichteffekte vorgesehen sind. Vorzugsweise erfolgt eine Regelung des Lichtstroms über eine Pulsweitenmodulation (PWM).
  • Vorzugsweise ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte vorgesehen, womit beispielsweise eine Lichtverteilung eines vom Fahrzeugscheinwerfer emittierten Lichts auf vorrichtungstechnisch einfache Weise äußerst genau einstellbar ist.
  • Mit Vorteil weist eine optische Hauptachse des Beleuchtungssystems in eine Fahrtrichtung eines den Fahrzeugscheinwerfer aufweisenden Fahrzeugs. Bei der Fahrtrichtung handelt es sich insbesondere um die bevorzugte Richtung des Fahrzeugs, die beispielsweise etwa im Parallelabstand zu einer Fahrzeuglängsachse liegt. Der Shutter ist beispielsweise unterhalb oder oberhalb der optischen Hauptachse, d. h. im unteren Halbraum oder im oberen Halbraum des Beleuchtungssystems, angeordnet. Die Reihe der LEDs oder die Reihen der LEDs und/oder die Linsensegmente können sich etwa quer zur Fahrtrichtung und/oder horizontal erstrecken.
  • Ist der Shutter im unteren Halbraum angeordnet, so ist vorzugsweise ein jeweiliger LED-Chip derart orientiert, dass die lichtausgangsseitig ausgebildete nicht leuchtende Chipfläche ebenfalls in dem unteren Halbraum angeordnet oder dorthin orientiert ist. Ist der Shutter im oberen Halbraum angeordnet, so ist entsprechend die nicht leuchtende Chipfläche ebenfalls hin zum oberen Halbraum orientiert oder angeordnet. Die nicht leuchtende Chipfläche ist somit nach oben oder unten orientiert.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, die Figuren zeigen:
  • 1 in einer Seitenansicht schematisch einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
  • 2 in einer Draufsicht das Beleuchtungssystem aus 1
  • 3a und 3b jeweils in einer Draufsicht eine Linse des Beleuchtungssystems gemäß weiterer Ausführungsbeispiele
  • 4a und 4b eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines LED-Chips
  • 5 in einer Seitenansicht das Beleuchtungssystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
  • Gemäß 1 ist ein Fahrzeugscheinwerfer 1 schematisch dargestellt, bei dem es sich beispielsweise um einen Frontscheinwerfer für ein Fahrzeug handeln kann. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers 1 in einem Lastkraftwagen oder einem Personenkraftwagen.
  • Der Fahrzeugscheinwerfer 1 hat ein Beleuchtungssystem 2 mit einer Primärlinse 4 und einer Sekundärlinse 6. Die Sekundärlinse 6 ist der Primärlinse 4 nachgeschaltet, wobei sich die Linsen 4 und 6 eine optische Hauptachse 8 teilen. Die optische Hauptachse 8 erstreckt sich dabei etwa in eine Fahrtrichtung 10 im Einsatz des Fahrzeugscheinwerfers 1 in einem Fahrzeug. Der Primärlinse 4 vorgeschaltet sind eine Vielzahl von in Reihe angeordneter LEDs 12 bis 20, siehe 2. Für eine jeweilige LED weist die Primärlinse 4 jeweils ein Linsensegment 22 bis 30 auf. Ein jeweiliges Linsensegment 22 bis 30 hat hierbei jeweils eine optische Achse 32, die sich etwa im Parallelabstand zur optischen Hauptachse 8 erstrecken. Eine jeweilige zur LED 12 bis 20 weisende Lichteintrittsfläche 34 eines jeweiligen Linsensegments 22 bis 30 ist hierbei konvex ausgebildet. Die Primärlinse 4 ist somit lichteintrittsseitig etwa noppenförmig ausgestaltet. Eine jeweilige Lichteintrittsfläche 34 der Linsensegmente 22 bis 30 ist somit in einem Querschnitt, der sich durch alle Linsensegmente 22 bis 30 gemäß 2 erstreckt, etwa C-förmig ausgestaltet. Eine Lichtaustrittsfläche 36, siehe 1, weist dagegen eine gleichförmige Erstreckung auf. Mit der Primärlinse 4 wird von den LEDs emittiertes Licht gesammelt und mit einer gewünschten Lichtverteilung auf die Sekundärlinse 6 gerichtet. Die von der Sekundärlinse 6 in einem Fernfeld erzeugte Lichtverteilung setzt sich dann aus Einzel-Lichtverteilungen der Linsensegmente 22 bis 30 zusammen.
  • Gemäß 1 ist zwischen der Primärlinse 4 und der Sekundärlinse 6 ein Shutter 38 angeordnet. Dieser befindet sich hierbei in einem unteren Halbraum unterhalb der optischen Hauptachse 8 bei einem Einsatz des Fahrzeugscheinwerfers 1 in einem Fahrzeug. Der Einfachheit halber ist in 2 der Shutter 38 nicht dargestellt.
  • Um ein von den einzelnen LEDs 12 bis 20 in 2 emittiertes Licht in der Primärlinse 4 voneinander abzugrenzen, ist gemäß 3a und 3b zwischen den Linsensegmenten 22 bis 30 jeweils eine Schicht eingebracht. In 3a handelt es sich bei den Schichten um mattschwarz gefärbte Blenden 40 bis 46. Diese erstrecken sich jeweils etwa im Parallelabstand zueinander und können sich des Weiteren jeweils etwa in einer Ebene erstrecken, die von der optischen Hauptachse 8 und einer Vertikalrichtung, siehe 1, aufgespannt ist. Die Blenden 40 bis 46 erstrecken sich weiter etwa jeweils ausgehend von der Lichtaustrittsfläche 36 hin zu einem Bereich, wo jeweils zwei konvexe Lichteintrittsflächen 34 aufeinandertreffen.
  • Gemäß 3b sind ebenfalls mattschwarz gefärbte Blenden 48 bis 54 vorgesehen. Im Unterschied zur 3a erstrecken sich diese jeweils von der Lichtaustrittsfläche 36 der Primärlinse 4 und kragen lichteintrittsflächenseitig jeweils aus der Primärlinse 4, hin zu den LEDs, aus. Somit ist eine verbesserte optische Entkopplung der Linsensegmente 22 bis 30 ermöglicht.
  • Gemäß 4a ist eine LED in Form eines LED-Chips 56 dargestellt. Ein derartiger LED-Chip 56 ist somit für eine jeweilige LED 12 bis 20 aus 2 vorgesehen. Prozessbedingt kann der LED-Chip 56 eine lichtemittierende Fläche 58 aufweisen, die nicht quadratisch ist bzw. keine quadratischen Abmessungen aufweist. Diese Asymmetrie wird vorteilhafterweise in dem Beleuchtungssystem genutzt, um eine Gesamteffizienz zu steigern. Hierfür wird ein jeweilige LED-Chip 56 derart orientiert, dass ein aus dem Gesamtsystem austretender Lichtstrom maximal ist. Gemäß 4a ist ein nicht leuchtender Flächenabschnitt 60 der Fläche 58 in einem Eckbereich angeordnet und hat etwa eine quadratische Ausgestaltung. In der Seitenansicht des LED-Chips 56 gemäß 4b ist ein Rand 62 des LED-Chips 56 dargestellt, bei dem der zum Flächenabschnitt 60 angrenzende Randbereich 64 ersichtlich ist.
  • Gemäß 5 ist die Anordnung des LED-Chips 56 erkennbar. Dieser ist dabei derart angeordnet, dass der Randbereich 64 nach unten orientiert ist. Die Orientierung entspricht dabei der Anordnung des Shutters 38, der gemäß 5 im unteren Halbraum des Beleuchtungssystems 2 vorgesehen ist. Falls der Shutter 38 im oberen Halbraum angeordnet ist, so wird der Randbereich 64 des LED-Chips 56 entsprechend nach oben orientiert.
  • Offenbart ist eine Linse für eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden. Die Linse hat dabei eine Mehrzahl von Linsensegmenten. Zumindest eine LED ist dabei einem jeweiligen Linsensegment zugeordnet. Ein jeweiliges Linsensegment ist dabei derart ausgestaltet, dass eine Einzel-Lichtverteilung der LEDs einstellbar ist. Die Linse kann dabei Teil eines Beleuchtungssystems sein, das eine weitere Linse und eine LED-Matrix aufweist und beispielsweise in einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeugscheinwerfer
    2
    Beleuchtungssystem
    4
    Primärlinse
    6
    Sekundärlinse
    8
    Optische Hauptachse
    10
    Fahrtrichtung
    12
    LED
    14
    LED
    16
    LED
    18
    LED
    20
    LED
    22
    Linsensegment
    24
    Linsensegment
    26
    Linsensegment
    28
    Linsensegment
    30
    Linsensegment
    32
    Optische Achse
    34
    Lichteintrittsfläche
    36
    Lichtaustrittsfläche
    38
    Shutter
    40
    Blende
    42
    Blende
    44
    Blende
    46
    Blende
    48
    Blende
    50
    Blende
    52
    Blende
    54
    Blende
    56
    LED-Chip
    58
    Fläche
    60
    Flächenabschnitt
    62
    Rand
    64
    Randbereich

Claims (14)

  1. Linse für eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs) (1220), wobei die Linse (4) im Nachgang der LEDs (1220) anordbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (4) aus einer Mehrzahl von Linsensegmenten (2230) gebildet ist, wobei ein jeweiliges Linsensegment (2230) für zumindest eine LED (1220) vorgesehen ist, und wobei ein jeweiliges Linsensegment (2230) derart ausgebildet ist, dass eine Einzel-Lichtverteilung für die zumindest eine zugeordnete LED (1220) ermöglicht ist.
  2. Linse nach Anspruch 1, wobei die Linsensegmente (2230) jeweils als Lichteintrittsfläche eine eigene Freiformfläche aufweisen.
  3. Linse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Linsensegmente (2230) optisch voneinander entkoppelt sind.
  4. Linse nach Anspruch 3, wobei zwischen den Linsensegmenten (2230) eine lichtabsorbierende und/oder eine lichtstreuende und/oder eine lichtreflektierende Schicht ausgebildet ist.
  5. Linse nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Linse in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist, und wobei die Schicht (4046) im Spritzgussverfahren als Schichtelement oder Blende eingebracht ist, oder wobei die Schicht (4046) als Glasinnengravur oder als Kunststoffinnengravur in die Linse (4) eingebracht ist.
  6. Linse nach Anspruch 5, wobei eine jeweilige Blende (4854) aus der Linse (4), insbesondere aus der Lichteintrittsfläche (34) der Linse (4), auskragt.
  7. Beleuchtungssystem mit einer Linse gemäß einem dem vorhergehenden Ansprüche, die eine Primärlinse (4) bildet, und wobei eine Sekundärlinse (6) vorgesehen ist, die im Nachgang zur Primärlinse (4) angeordnet ist.
  8. Beleuchtungssystem nach Anspruch 7, wobei eine den LEDs (1220) entsprechende Anzahl von Linsensegmenten (2230) vorgesehen sind, die entsprechend der LEDs (1220) angeordnet sind.
  9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei LEDs (1220) und/oder Linsensegmente (2230) der Primärlinse (4) eine Matrix oder eine Reihe bilden.
  10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei mehrere LEDs (1220) oder ein Teil der LEDs (1220) oder alle LEDs (1220) unterschiedliche bestrombar sind und/oder mittels Pulsweitenmodulation (PWM) betreibbar sind.
  11. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei einzelne LEDs (1220) oder mehrere LEDs (1220) oder alle LEDs (1220) jeweils unabhängig von den anderen LEDs (1220) ein- und ausschaltbar sind.
  12. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei als eine jeweilige LED ein LED-Chip (56) vorgesehen ist, wobei ein jeweiliger LED-Chip (56) lichtaustrittsseitig eine nicht leuchtende Chipfläche (58) hat, und wobei der LED-Chip (56) derart orientiert ist, dass ein aus dem Beleuchtungssystem (2) austretender Lichtstrom im Wesentlichen maximal ist.
  13. Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, wobei ein Flächenabschnitt (64) eines Rands (62) des LED-Chips (56), der an die lichtaustrittsseitig nicht leuchtende Chipfläche (60) angrenzt, auf derjenigen Seite einer optischen Hauptachse (8) angeordnet ist, auf der ein Shutter (38) vorgesehen ist, der zwischen der Primärlinse (4) und der Sekundärlinse (6) angeordnet ist.
  14. Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13.
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