DE102016210048A1 - Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung - Google Patents

Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung Download PDF

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Abstract

Offenbart ist eine Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug, wobei mehrere Lichtquellen (8) nebeneinander auf einem Substrat (2) vorgesehen sind. Zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche (7) der Lichtquellen (8) sind mindestens zwei der Lichtquellen (8) auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus (14) bezüglich eines Bezugsniveaus (9) des Substrats (2) angeordnet. Weiter offenbart ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer üblichen Lichtquellenanordnung, insbesondere einer LED-Lichtquellenanordnung, bei der mehrere Lichtquellen im Wesentlichen gleichmäßig nebeneinander angeordnet sind.
  • Es besteht die Anforderung, die Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung direkt abzubilden und nicht mehr großflächig zu mischen, um eine oder mehrere sogenannte "Matrix"-Funktionen zu realisieren, die einen oder mehrere klar abgegrenzte Bereiche in einer Lichtverteilung erfordern.
  • Mit der üblichen Lichtquellenanordnung sind jedoch klar abgegrenzte Bereiche in der Lichtverteilung schwierig zu erreichen, da insbesondere nebeneinander angeordnete Lichtquellen häufig ein sogenanntes "Übersprechen" aufweisen, insbesondere sich gegenseitig negativ beeinflussen.
  • Weiter ist häufig eine gewisse Homogenität und/oder Gleichförmigkeit der Lichtverteilung gewünscht, insbesondere in einem Bereich der Lichtverteilung, in dem eine hohe Auflösung und/oder Trennung nicht notwendig ist.
  • Um diese beiden Anforderungen zu erreichen, ist jedoch bei der üblichen Anordnung der Lichtquellen ein Kompromiss erforderlich.
  • Weiter wird, insbesondere zur Realisierung immer komplexerer und anspruchsvolleren Lichtfunktionen, eine Anzahl der Lichtquellen immer größer, wobei trotzdem immer kleinere Optiken, insbesondere Linsen, erwünscht sind. Um aber dabei Abbildungsfehler möglichst gering zu halten, ist eine immer aufwändigere und/oder komplexer ausgebildete Optik nötig.
  • Zudem ist bei der beschriebenen üblichen Lichtquellenanordnung nachteilig, dass ein zwischen den nebeneinander angeordneten Lichtquellen vorhandener Zwischenraum, meist in einer Größenordnung von etwa 50 bis 200 µm, teilweise auch bis 400 µm oder darüber, insbesondere bei einer Verwendung einer Projektionsoptik, zu dunklen Strichen im Leuchtfeld, insbesondere im Fernfeld, führt.
  • Die oben genannte Homogenität und/oder Gleichförmigkeit der Lichtverteilung ist grundsätzlich in der gesamten Lichtverteilung gewünscht. Insbesondere in den Bereichen mit hoher Auflösungsanforderung wird – wie oben beschrieben – eine direkte Abbildung realisiert, womit eine kleinste Abbildung realisiert ist, die zu der höchsten Auflösung führt. Dabei führt jegliches "Verschmieren" zu einer breiteren Abbildung, insbesondere bei der oben genannten "großflächigen Mischung".
  • Die direkte Abbildung bildet aber auch dunkle Bereiche zwischen den Chips ab, die oben genannten Zwischenräume zwischen den Lichtquellen, was unerwünscht ist, weil dies zu Inhomogenität in der Lichtverteilung führt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtquellenanordnung und eine Beleuchtungseinrichtung mit der Lichtquellenanordnung zu schaffen, bei der ein sogenanntes "Übersprechen" reduziert ist oder nicht mehr auftritt und/oder im Gegensatz zu einer direkten Abbildung die oben genannten dunklen Striche reduziert oder vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich der Lichtquellenanordnung gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1, und bezüglich der Beleuchtungseinrichtung durch die Merkmale des entsprechenden nebengeordneten unabhängigen Patentanspruchs.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug sind mehrere Lichtquellen nebeneinander auf einem Substrat vorgesehen. Mindestens zwei der Lichtquellen sind zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche der Lichtquellen auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus bezüglich eines Bezugsniveaus des Substrats angeordnet.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels der erfindungsgemäß auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus bezüglich des Bezugsniveaus des Substrats angeordneten Lichtquellen deren Lichtabstrahlflächen, beispielsweise die lichtemittierende Fläche einer Leuchtdiode (LED) und/oder organischen Leuchtdiode (OLED) und/oder ein Leuchtfleck auf einem Leuchtstoff z.B. bei einer Laser Activated Remote Phosphor-Technologie, räumlich voneinander getrennt sind und so ein "Übersprechen" der Lichtquellen, insbesondere deren Lichtabstrahlflächen, reduziert ist beziehungsweise verhindert ist.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels einer leichten Unschärfe, die mittels der voneinander verschiedenen erfindungsgemäßen Höhenniveaus bewirkbar ist, die Abbildung der Zwischenräume zwischen den Lichtquellen als dunkle Bereiche und/oder dunkle Striche reduziert oder gar vermieden ist.
  • Insbesondere weist ein Bereich der Lichtverteilung mit einer, insbesondere geringen, Mischung und/oder bei unterschiedlichen Mischungsgraden eine hohe Auflösung auf. Beispielsweise ist für eine Cutoff-Anwendung und/oder eine hohe Lichtintensität eine geringe Mischung vorgesehen, alternativ oder ergänzend dazu für übrige Bereiche der Lichtverteilung eine hohe Mischung.
  • Bei der Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Technologie wird ein von einer Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit einer Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt, insbesondere mit dem Anregungsstrahl einer Laserdiode. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff zumindest teilweise absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung (Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laserlicht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden.
  • Die LED oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, insbesondere in Form mindestens einer einzelnen ungehäusten LED ("Die" = ein einzelnes ungehäustes Stück eines Halbleiter-Wafers), der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Leiterplatte (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board). 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 AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch 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. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die LEDs können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, besonders bevorzugt realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.
  • Höhe im Sinne der vorliegenden Erfindung ist gebraucht als eine im Wesentlichen senkrecht zu dem Substrat stehende Richtung.
  • Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Kraftrad.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung bei einem Effektlichtscheinwerfer, und/oder bei einem Scheinwerfer für Beleuchtungszwecke, insbesondere einem Bühnenscheinwerfer, und/oder bei einem Suchscheinwerfer verwendbar.
  • Mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung kann als eine Licht emittierende Diode (LED), und/oder als eine organische LED (OLED), und/oder als eine Laserdiode und/oder als ein nach einem Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Prinzip arbeitendes Leuchtmittel, und/oder als eine Halogenlampe, und/oder als eine Gasentladungslampe (HID), und/oder in Verbindung mit einem nach einem Digital Light Processing(DLP)-Prinzip arbeitenden Projektor ausgebildet sein. Somit steht eine Vielzahl von Alternativen als Lichtquellen zur Verfügung.
  • Insbesondere weisen die mehreren Lichtquellen ein Licht mit einer jeweils im Wesentlichen gleichen Wellenlänge und/oder Farbtemperatur auf. Alternativ dazu weist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen ein Licht mit einer voneinander verschiedenen Wellenlänge und/oder Farbtemperatur auf.
  • Die mehreren Lichtquellen können eine jeweils gleiche Bauart aufweisen. Alternativ dazu kann mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen eine voneinander verschiedene Bauart aufweisen. Beispielsweise sind Lichtquellen einer ersten Bauart ohne einen Konverter ausgebildet, wobei Lichtquellen einer zweiten Bauart mit einem Konverter ausgebildet sind, wobei Lichtquellen einer weiteren Bauart mit einem von dem Konverter der zweiten Bauart unterschiedlichen Konverter ausgebildet sind.
  • Insbesondere ist mindestens eine der Lichtquellen auf einem jeweils von den anderen Lichtquellen verschiedenen Höhenniveau und/oder auf einem von dem Bezugsniveau des Substrats verschiedenen Höhenniveau angeordnet.
  • Vorteilhafterweise ist mindestens eine Lichtquellengruppe von jeweils mehreren der Lichtquellen gebildet, deren Höhenniveau untereinander gleich ist. Somit sind nicht nur einzelne Lichtquellen sondern auch eine oder mehrere Lichtquellengruppen, insbesondere mit gleichem Höhenniveau der darin enthaltenen Lichtquellen, ansteuerbar.
  • Insbesondere ist das Höhenniveau der Lichtquellen der mindestens einen Lichtquellengruppe gleich wie das Höhenniveau der Lichtquellen mindestens einer anderen Lichtquellengruppe.
  • Alternativ kann sich das Höhenniveau der Lichtquellen der mindestens einen Lichtquellengruppe von dem Höhenniveau der Lichtquellen mindestens einer anderen Lichtquellengruppe unterscheiden.
  • Eine Form mindestens eines Teiles der mehreren Höhenniveaus kann im Wesentlichen treppenartig oder im Wesentlichen schachbrettartig oder im Wesentlichen vieleckig – insbesondere dreieckförmig, rechteckförmig oder hexagonal – oder im Wesentlichen unregelmäßig ausgebildet sein, oder im Wesentlichen konzentrische Ringe oder im Wesentlichen einzelne Pfosten aufweisen.
  • Vorteilhafterweise haben bei der im Wesentlichen schachbrettartigen Form benachbarte Lichtquellen, insbesondere deren Lichtabstrahlflächen, ein jeweils voneinander unterschiedliches Höhenniveau. Somit ist ein "Übersprechen" von benachbarten Lichtabstrahlflächen und/oder Lichtquellen wegen der räumlichen Trennung ihrer Lichtabstrahlflächen reduziert wenn nicht gänzlich vermieden. Weiter sind somit klar abgegrenzte Bereiche in der Lichtverteilung realisiert, insbesondere scharf abgegrenzte Kanten der Lichtverteilung, beispielsweise im Fernfeld mittels Abbildung mit einer geeigneten nachgeschalteten Optik. Insbesondere der oben beschriebene Nachteil des Standes der Technik der dunklen Striche im Fernfeld ist durch die unterschiedlichen Höhenniveaus vermeidbar. Weiter ist dadurch ein hoher Kontrast zwischen von den Lichtquellen erzeugten Lichtpunkten, insbesondere Pixeln, erzielbar.
  • Beispielsweise sind mittels eines Höhenversatzes des Höhenniveaus, insbesondere eines Teiles, der Lichtquellen zu dem Bezugsniveau des Substrats und/oder zu einem anderen Höhenniveau anderer Lichtquellen die Lichtabstrahlflächen der Lichtquellen mit voneinander verschiedenem Höhenniveau voneinander räumlich getrennt, so dass ein "Übersprechen" reduziert ist oder verhindert ist; es können scharfe Kanten im Fernfeld realisiert werden.
  • Insbesondere bei geringem Höhenversatz des Höhenniveaus, insbesondere eines Teiles, der Lichtquellen zu dem Bezugsniveau des Substrats ist das Licht im Wesentlichen aller Lichtquellen scharf abbildbar, wobei ein Schärfenunterschied im Fernfeld wegen des geringen Höhenversatzes im allgemeinen nicht bemerkbar ist.
  • Insbesondere bei Verwendung einer Projektionsoptik ist mit der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung anders als im Stand der Technik das Problem der dunklen Striche im Fernfeld lösbar. Beispielsweise ist ein Brennpunkt der Projektionsoptik derart zwischen zwei Lichtquellen angeordnet, dass das Höhenniveau der einen Lichtquelle vor einem Fokus der Projektionsoptik liegt und das Höhenniveau der anderen Lichtquelle nach dem Fokus der Projektionsoptik liegt. Somit sind beide Lichtquellen etwa gleich defokussiert abgebildet und ergeben eine im Wesentlichen klar abgegrenzte Hell-/Dunkelgrenze. Insbesondere ist der Brennpunkt der Projektionsoptik etwa genau zwischen den Höhenniveaus zweier Lichtquellen angeordnet.
  • Die Form kann je nach gewünschtem Effekt gewählt sein.
  • Insbesondere ist die Form frei wählbar.
  • Die Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus kann mindestens einen im Wesentlichen linearen und/oder im Wesentlichen nicht-linearen Anstieg und/oder Abfall der Höhenniveaus aufweisen.
  • Vorteilhafterweise sind eine oder mehrere der Lichtquellen auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass ein Licht dieser Lichtquellen, insbesondere mittels einer diesen Lichtquellen nachgeschalteten Optik, absichtlich unscharf abgebildet ist. Somit ist ein scharfer klar abgegrenzter Bereich in der Lichtverteilung mit einem, insbesondere im Vergleich zu einem unscharfen Bereich, höheren Kontrast und ein unscharfer, sozusagen "verschmierter" Bereich in der Lichtverteilung mit einer, insbesondere im Vergleich zu dem scharfen Bereich, höheren Homogenität realisierbar.
  • Insbesondere ist der scharfe, klar abgegrenzte Bereich in der Lichtverteilung und der unscharfe Bereich in der Lichtverteilung gleichzeitig und/oder abwechselnd und/oder überschneidend realisierbar.
  • Der unscharfe Bereich in der Lichtverteilung kann den scharfen klar abgegrenzten Bereich in der Lichtverteilung zumindest teilweise überlagern.
  • Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung ein Teil der Lichtquellen auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass Licht von diesem Teil der Lichtquellen mittels einer den Lichtquellen der Lichtquellenanordnung nachgeordneten Optik scharf abgebildet ist und ein anderer Teil der Lichtquellen ist auf einem anderen Höhenniveau angeordnet, so dass Licht von dem anderen Teil der Lichtquellen mittels der vorgenannten Optik unscharf abgebildet ist.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu ist ein beispielsweise wegen eines Abbildungsfehlers einer Optik, insbesondere einer Bildfeldwölbung, unscharfer Bereich in der Lichtverteilung mittels der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung, insbesondere mittels unterschiedlichen Höhenniveaus der Lichtquellen, derart ausgleichbar, dass anstelle des unscharfen Bereichs trotz des Abbildungsfehlers der Optik ein scharfer Bereich in der Lichtverteilung abgebildet ist. Mit anderen Worten sind vorteilhafterweise eine oder mehrere der Lichtquellen auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass ein Licht dieser Lichtquellen, insbesondere mittels einer diesen Lichtquellen nachgeschalteten Optik, absichtlich scharf abgebildet ist.
  • Insbesondere bei einer radialsymmetrischen Optik ist hierfür eine von mehreren Höhenniveaus gebildete Form geeignet, die im Wesentlichen als konzentrische Ringe ausgebildet ist. Somit kann die Optik mit dem Abbildungsfehler – ohne Einbußen bei der Lichtverteilung in Kauf nehmen zu müssen – belassen werden. Weiter kann somit auf eine Verwendung einer aufwändigeren und somit teureren Optik verzichtet werden, mittels der ein derartiger Abbildungsfehler ausgleichbar wäre.
  • Weiter alternativ oder zusätzlich dazu bietet dieser Effekt den Vorteil, dass in Verbindung mit der erfindungsgemäß Lichtquellenanordnung grundsätzlich eine einfachere und somit günstigere Optik, die beispielsweise einen derartigen Abbildungsfehler nicht auszugleichen vermag, verwendbar ist; beispielsweise eine sphärische Linse anstelle einer Asphäre oder eine einzelne Linse anstatt mehrerer Linsen.
  • Vorteilhafterweise sind benachbart zueinander angeordnete Lichtquellen aneinander angrenzend oder voneinander beabstandet angeordnet. Diese Wahlfreiheit ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung, da ein gegebenenfalls vorhandener Zwischenraum zwischen benachbarten Lichtquellen wie oben beschrieben nicht zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil der dunklen Striche im Fernfeld führt.
  • Mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen kann als im Wesentlichen rechteckiger oder im Wesentlichen quadratischer oder beliebig geformter Chip ausgebildet sein.
  • Insbesondere weisen die mehreren Lichtquellen eine jeweils gleiche Form und/oder Größe auf. Alternativ dazu kann mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen eine voneinander verschiedene Form und/oder Größe aufweisen.
  • Die jeweilige Form und/oder Größe der mehreren Lichtquellen kann je nach gewünschtem Effekt gewählt sein.
  • Insbesondere ist die jeweilige Form und/oder Größe der mehreren Lichtquellen frei wählbar.
  • Insbesondere liegt das Bezugsniveau des Substrats etwa auf Höhe einer oberen oder unteren Oberfläche des Substrats.
  • Vorteilhafterweise liegt das Höhenniveau der Lichtquelle auf Höhe der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle.
  • Insbesondere enthält ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau eine Dicke der Lichtquelle. Somit ist der Höhenversatz in Abhängigkeit der Dicke der Lichtquelle bestimmbar.
  • Ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau des Substrats kann umso kleiner gewählt sein, je schärfer ein Licht der Lichtquellen abgebildet werden soll.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau des Substrats umso größer gewählt sein, je unschärfer ein Licht der Lichtquellen abgebildet werden soll.
  • Insbesondere ist der Höhenversatz je nach einem gewünschten Effekt ausgewählt, beispielsweise ob ein Licht der Lichtquellen scharf oder unscharf abgebildet werden soll.
  • Beispielsweise kann der Höhenversatz mehrere Millimeter oder weniger als 100µm betragen. Vorzugsweise besitzt der Höhenversatz einen Wert im Wertebereich von 10 µm bis 10 mm und besonders bevorzugt im Wertebereich von 0,1 mm bis 1 mm.
  • Vorteilhafterweise ist zur Ausbildung des jeweiligen Höhenniveaus ein Distanzstück zwischen den jeweiligen Lichtquellen und dem Substrat vorgesehen, wobei das Distanzstück eine Höhendifferenz zum Bezugsniveau des Substrats aufweist. Somit ist das jeweilige Höhenniveau auf einfache Art und Weise realisiert.
  • Insbesondere ist ein Material des Distanzstücks frei wählbar.
  • Vorteilhafterweise ist das Distanzstück als ein, insbesondere benachbartes, Elektronikbauelement ausgebildet, das beispielsweise Silizium enthält oder aus Silizium besteht, oder als ein sogenanntes "Submount" ausgebildet, das insbesondere aus AlN oder Ge oder Al2O3 oder GaN oder Cu oder Al oder dergleichen besteht oder die genannten Stoffe und/oder die genannten Stoffverbindungen und/oder weitere Verbindungen der genannten Stoffe enthält.
  • Insbesondere enthält das Distanzstück ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit oder besteht aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit.
  • Vorteilhafterweise ist bei einem nichtleitend ausgebildeten Distanzstück, wie einer Keramik, insbesondere einer AlN-Keramik, eine elektrische Verbindung mittels einer Metallisierung einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Distanzstücks und mit einer Durchkontaktierung und/oder mittels Drahtbonden realisiert. Alternativ dazu, wenn eine Durchkontaktierung nicht vorgesehen ist, ist die elektrische Verbindung mittels Drahtbonden realisiert. Somit ist ein Material, das zwar nichtleitend ist aber eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, auf einfache Art und Weise zur Ausbildung eines gewünschten Höhenniveaus der Lichtquellen verwendbar.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Distanzstück als ein Leiterplattenabschnitt mit im Vergleich zu der übrigen Leiterplatte unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet, insbesondere erzielt mittels einer Goldschicht und/oder isolierenden dielektrischen Schicht mit diesbezüglich abweichender Schichtdicke.
  • Insbesondere ist ein Substrat für die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung als eine Leiterplatte und/oder als ein Kühlkörper, insbesondere mit mindestens einer Leiterbahn, und/oder als mehrere, insbesondere leitend, miteinander verbundenen Leiterplatten, ein sogenanntes "Sandwich", ausgebildet.
  • Beispielsweise ist eine Leiterplatte mit einem Basismaterial, insbesondere FR4, CEM1, Al und/oder Cu enthaltend, ausgebildet, wobei in der Leiterplatte mindestens eine Aussparung vorgesehen ist, die mindestens ein Inlay aufweist, das insbesondere FR4, CEM1, Al und/oder Cu enthält. Auf einer Oberfläche der Leiterbahn kann ein Isolator, insbesondere ein Dielektrikum, vorgesehen sein, auf dem eine Leiterbahn, insbesondere eine Leiterbahnstruktur, vorgesehen sein kann. Das mindestens eine Inlay, insbesondere eine im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtete Oberfläche des Inlays, weist zur Realisierung des Höhenniveaus vorteilhafterweise eine positive oder negative Höhendifferenz zu dem Bezugsniveau der Leiterplatte auf. Eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn und der Oberfläche des mindestens einen Inlays, insbesondere bei einer nichtleitenden Ausbildung des Inlays, kann realisiert sein mittels eines Drahtbonds. Zur Ausbildung des Höhenniveaus kann eine Lichtquelle auf der Oberfläche des Inlays mit der positiven oder negativen Höhendifferenz zum Bezugsniveau der Leiterplatte angeordnet sein. Ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau kann die Höhendifferenz des Inlays und eine Dicke der Lichtquelle enthalten.
  • Alternativ dazu kann die beschriebene Leiterplatte ohne eine Aussparung vorgesehen sein. Mindestens ein Teil der Lichtquellen kann direkt auf einer Leiterbahn angeordnet sein, die auf einer Oberfläche der Leiterplatte vorgesehen sein kann und eine Höhendifferenz zum Bezugsniveau der Leiterplatte aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Lichtquellen auf einem Distanzstück, insbesondere einem oben beschriebenen sogenannten "Submount", angeordnet sein, wobei das Distanzstück eine Höhendifferenz zum Bezugsniveau der Leiterplatte aufweisen kann. Eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn und den Lichtquellen kann mittels eines Drahtbonds realisiert sein.
  • Weiter beispielsweise ist der Kühlkörper im Wesentlichen treppenartig ausgebildet. Der Kühlkörper kann Al oder Cu oder Mg oder AlN oder einen gefüllten Kunststoff enthalten und/oder daraus bestehen. Ein gefüllter Kunststoff ist beispielsweise mit Glasfasern und/oder Mineralien und/oder Kohlefasern und/oder dergleichen gefüllt, um seine mechanischen und/oder elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften zu beeinflussen. Der Kühlkörper kann mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehen sein, bei Bedarf mit einem darunter vorgesehenen Isolator und/oder einem Dielektrikum. Der im Wesentlichen treppenartig ausgebildete Kühlkörper kann eine oder mehrere Stufen mit jeweils einer Höhendifferenz zum Bezugsniveau des Kühlkörpers aufweisen. Die mittels der im Wesentlichen treppenartigen Ausbildung des Kühlkörpers realisierten Höhenniveaus und/oder Winkelunterschiede zwischen den Höhenniveaus können zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lichtquellen und den Leiterbahnen beispielsweise mittels einer oder mehreren Leiterbahnen und/oder mittels Drahtbonden überwunden werden. Stufenhöhen des treppenförmig ausgebildeten Kühlkörpers können zueinander gleich sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann mindestens ein Teil der Stufenhöhen des treppenförmig ausgebildeten Kühlkörpers voneinander verschieden sein.
  • Weiter beispielsweise enthält das sogenannte "Sandwich" mehrere miteinander verbundene oben beschriebenen Leiterplatten, die eine oder mehrere Stufen mit einer jeweiligen Höhendifferenz zum Bezugsniveau einer der Leiterplatten aufweisen können. Die derart mittels des "Sandwichs" realisierten voneinander verschiedenen Höhenniveaus können beispielsweise mittels Durchkontaktierung und/oder mittels Drahtbonden und/oder mittels einer oder mehreren Lötverbindungen überwunden werden, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen auf den Leiterplatten vorgesehenen Leiterbahnen und den Lichtquellen. Stufenhöhen des "Sandwichs" können zueinander gleich sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann mindestens ein Teil der Stufenhöhen des "Sandwichs" voneinander verschieden sein.
  • Mit den oben beschriebenen Beispielen für das Substrat ist eine elektrische Kontaktierung und/oder eine Entwärmung der darauf angeordneten Lichtquellen auf einfache und effektive Art und Weise realisierbar.
  • Das Substrat, insbesondere die oben beschriebene Leiterplatte und/oder der oben beschriebene Kühlkörper, kann eine plane Oberfläche oder eine zumindest teilweise gebogene Oberfläche aufweisen.
  • Die zumindest teilweise gebogene Oberfläche des Substrats kann voneinander verschiedene Biegeradien aufweisen.
  • Insbesondere bei der zumindest teilweise gebogenen Oberfläche des Substrats kann das Bezugsniveau durch einen höchsten oder tiefsten Punkt des Substrats definiert sein.
  • Vorteilhafterweise ist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen und/oder deren Lichtabstrahlflächen parallel zueinander und/oder parallel zu dem Substrat ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich dazu ist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen und/oder deren Lichtabstrahlflächen schiefwinklig zueinander und/oder schiefwinklig zu dem Substrat ausgerichtet. Somit ist in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung eine Wahlfreiheit bei der Ausrichtung der Lichtquellen gegeben.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug ist eine Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung vorgesehen.
  • Die oben zu der Lichtquellenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung genannten Vorteile treffen somit auch auf die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung zu.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung als ein Effektlichtscheinwerfer, und/oder ein Scheinwerfer für Beleuchtungszwecke, insbesondere ein Bühnenscheinwerfer, und/oder ein Suchscheinwerfer ausgebildet sein.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
  • 1 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
  • 3 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 4 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 5 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
  • 6 eine Lichtverteilung mit einer Hell-/Dunkelgrenze, bei der die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel angewendet ist,
  • 7 eine Lichtquellenanordnung für die in 6 dargestellte Lichtverteilung,
  • 8 eine vierreihige LED-Chipreihe, bei der die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel angewendet ist, und
  • 9 eine LED-Anordnung mit einer LED-Gruppe für ein Fernlicht und einer LED-Gruppe für ein Abblendlicht, bei der die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel angewendet ist.
  • Bei der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 2, hier ausgebildet als eine Leiterplatte, mit einer Aussparung 4 für ein Inlay 6 zur Anordnung einer Lichtquelle 8 gezeigt. Die Lichtquelle 8 ist hier als eine LED in Form eines LED-Chips mit einer von der Leiterplatte 2 weg gerichteten Lichtabstrahlfläche 7 ausgebildet.
  • Die Leiterplatte 2 besteht aus einem Basismaterial, hier FR4; das in der Aussparung 4 vorgesehene Inlay 6 besteht aus einem thermisch gut leitenden Material, hier Kupfer.
  • Das Inlay 6, insbesondere eine zur Leiterplatte 2 im Wesentlichen parallele Oberfläche 10 des Inlays 6, weist zur Realisierung eines von einem Bezugsniveau 9 der Leiterplatte 2 verschiedenen Höhenniveaus 14 der Lichtquelle 8 eine Höhendifferenz 15 zur Leiterplatte 2 auf, wobei die Höhendifferenz 15 hier positiv ausgebildet ist.
  • Das Bezugsniveau 9 liegt hier etwa auf Höhe einer Oberfläche 16 der Leiterplatte 2. Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der Lichtquelle 8.
  • Ein Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zu dem Bezugsniveau 9 wird weiter von einer Dicke 17 der Lichtquelle 8 bestimmt und setzt sich hier aus der Dicke 17 der Lichtquelle 8 und der Höhendifferenz 15 des Inlays 6 zur Leiterplatte 2, insbesondere zu deren Oberfläche 16, zusammen.
  • Auf der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2 und auf der Oberfläche 10 des Inlays 6 ist ein Isolator 18, hier ein Dielektrikum, vorgesehen, auf dem Leiterbahnen 20 vorgesehen sind. Unabhängig von einer Dicke 19 des Isolators 18 und/oder einer Dicke 31 der darauf vorgesehenen Leiterbahn 20 liegt das Bezugsniveau 9 etwa auf Höhe der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2. Eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 20 auf der Leiterplatte 2 und dem Inlay 6 ist hier mittels eines Drahtbonds 22 realisiert. Zur Ausbildung des Höhenniveaus 14 ist die Lichtquelle 8 auf dem Inlay 6, genauer auf der Oberfläche 10 des Inlays 6 mit der positiven Höhendifferenz 15 zur Leiterplatte 2, angeordnet.
  • Bei der in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ein Substrat 2 als eine Metallkernplatine ohne die in 1 dargestellte Aussparung 4 für das Inlay 6 zur Anordnung der Lichtquelle 8 gezeigt.
  • Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2 ein Isolator 18, hier ein Dielektrikum, ausgebildet. Auch finden sich hier auf dem Dielektrikum 18 angeordnete Leiterbahnen 20. Das Bezugsniveau 9 liegt hier wie im ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2. Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
  • Von den auf der Leiterplatte 2 angeordneten Lichtquellen 8, die hier als LED-Chip ausgebildet sind, ist ein Teil direkt auf den Leiterbahnen 20 angeordnet, die eine hier positive Höhendifferenz 15 zu dem Bezugsniveau 9 aufweisen.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht dabei der Dicke 19 des Isolators 18 plus einer Dicke 31 der Leiterbahnen 20 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Somit ist ein Höhenniveau 14 der auf den Leiterbahnen 20 angeordneten Lichtquellen 8 realisiert.
  • Zur Ausbildung davon unterschiedlicher Höhenniveaus 14 sitzt ein anderer Teil der Lichtquellen 8 jeweils auf einem Distanzstück 24, einem sogenannten "Submount", hier aus AlN bestehend. Das Distanzstück 24 hat hier eine positive Höhendifferenz 15 zu dem Bezugsniveau 9.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht dabei der Dicke 19 des Isolators 18 plus einer Dicke 31 der Leiterbahnen 20 plus einer Dicke 33 des jeweiligen Distanzstücks 24 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
  • Eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 20 und den Lichtquellen 8 ist mittels Drahtbonden 22 realisiert.
  • Bei der in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein als ein Kühlkörper 2 ausgebildetes Substrat zur Anordnung der Lichtquellen 8 gezeigt.
  • Der Kühlkörper 2 ist treppenförmig ausgebildet und hat eine erste Stufe 21 mit einer ersten Stufenhöhe 23 und eine zweite Stufe 25 mit einer zweiten Stufenhöhe 27, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 des Kühlkörpers 2 aufweisen. Die Lichtquellen 8 sind zur Ausbildung ihrer unterschiedlichen Höhenniveaus 14 auf den jeweiligen Stufen 21, 25 angeordnet. Das Bezugsniveau 9 liegt auf Höhe einer untersten Kante des Kühlkörpers 2. Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
  • Auf einer Oberfläche 26 des Kühlkörpers 2 sind Leiterbahnen 20 vorgesehen, hier zwischen den Lichtquellen 8 und dem Kühlkörper 2. Bei Bedarf ist hier zwischen der Oberfläche 26 des Kühlkörpers 2 und den Leiterbahnen 20 ein (hier nicht dargestelltes) Dielektrikum vorgesehen. Die mittels der im Wesentlichen treppenartigen Ausbildung des Kühlkörpers 2 realisierten Höhenniveaus 14 und/oder Winkelunterschiede zwischen den Höhenniveaus 14 sind zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lichtquellen 8 und den Leiterbahnen 20 mittels der Leiterbahnen 20 und mittels Drahtbonden 22 überwunden.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der ersten Stufe 21 der ersten Stufenhöhe 23 plus der Dicke 31 der Leiterbahnen 20 auf der ersten Stufe 21 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Gegebenenfalls ist die Dicke des (hier nicht dargestellten) Dielektrikums unter der Leiterbahn 20 der ersten Stufe 21 hinzuzuzählen.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der zweiten Stufe 25 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stufenhöhe 27 plus der Dicke 31 der Leiterbahnen 20 auf der zweiten Stufe 25 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Gegebenenfalls ist die Dicke des (hier nicht dargestellten) Dielektrikums unter der Leiterbahn 20 der zweiten Stufe 25 hinzuzuzählen.
  • Die Lichtquellen 8 sind angrenzend aneinander angeordnet, berühren sich aber nicht, weil die zweite Stufenhöhe 27 größer ist als die Dicke 17 der auf der ersten Stufe 21 angeordneten Lichtquelle 8. Insbesondere sind deswegen die Lichtabstrahlflächen 7 der Lichtquellen 8 räumlich voneinander getrennt. Die Stufenhöhen 23, 27 der Stufen 21, 25 sind hier gleich groß, können aber auch unterschiedlich groß sein.
  • Elektrische Verbindungen zwischen den Leiterbahnen 20 und den Lichtquellen 8 sind mittels Drahtbonden 22 realisiert (Lichtquelle auf Stufe 25) bzw. durch SMD-Bestückung / Lötverbindung (Lichtquelle auf Stufe 21).
  • Die in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Stufen 21, 25 des hier dargestellten Kühlkörpers 2 voneinander unterschiedliche Stufenhöhen 23, 27 haben, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 des Kühlkörpers 2 aufweisen. Die auf den jeweiligen Stufen 21, 25 angeordneten Lichtquellen 8 sind angrenzend aneinander angeordnet und berühren sich, weil die zweite Stufenhöhe 27 kleiner ist als die Dicke 17 der auf der ersten Stufe 21 angeordneten Lichtquelle 8. Die Lichtabstrahlflächen 7 der Lichtquellen 8 sind trotzdem räumlich voneinander getrennt, um insbesondere das sogenannte "Übersprechen" zu reduzieren oder gar zu verhindern.
  • Das Bezugsniveau 9 liegt hier wie im dritten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe einer untersten Kante des Kühlkörpers 2. Das jeweilige Höhenniveau 14 der jeweiligen Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der ersten Stufe 21 der ersten Stufenhöhe 23 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der zweiten Stufe 25 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stufenhöhe 27 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
  • Bei der in 5 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 2 als mehrere verbundene Leiterplatten, ein sogenanntes "Sandwich", ausgebildet. Die Lichtquellen 8 sind voneinander beabstandet angeordnet.
  • Die mehreren miteinander verbundenen Leiterplatten 2 bilden eine oder mehrere Stufen 21, 25 mit einer jeweiligen Stufenhöhe 23, 25, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 aufweisen. Das Bezugsniveau 9 liegt hier analog zu dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Oberfläche 16 der untersten Leiterplatte 2 des "Sandwichs". Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der untersten Leiterplatte 2 der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese hier direkt auf der Oberfläche 16 der untersten Leiterplatte 2 angeordnet ist.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der mittleren Leiterplatte 2 der ersten Stufenhöhe 23 der ersten Stufe 21 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese direkt auf der Oberfläche 16 der mittleren Leiterplatte 2 angeordnet ist.
  • Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der obersten Leiterplatte 2 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stufenhöhe 27 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese direkt auf der Oberfläche 16 der obersten Leiterplatte 2 angeordnet ist.
  • Die mittels des "Sandwich" realisierten voneinander verschiedenen Höhenniveaus 14 werden hier jeweils mittels einer Durchkontaktierung 28, mittels Drahtbonden 22 und mittels einer oder mehreren Lötverbindungen 30 überwunden, beziehungsweise wird so eine elektrische Verbindung der einzelnen Leiterplatten 2 zueinander hergestellt.
  • Eine in 6 dargestellte Lichtverteilung mit einer Hell-/Dunkelgrenze zeigt einen ersten Lichtbereich 32 und einen daran angrenzenden zweiten Lichtbereich 34. Ein erster Bereich 36, in dem die Hell-/Dunkelgrenze realisiert ist, begrenzt den ersten Lichtbereich 32 und ein zweiter Bereich 38, in dem weiter die Hell-/Dunkelgrenze realisiert ist, begrenzt den zweiten Lichtbereich 34.
  • Eine in 7 dargestellte Lichtquellenanordnung zeigt zwei Beleuchtungseinrichtungen 40 mit als LEDs ausgebildeten Lichtquellen 8, die die in 6 dargestellte Lichtverteilung erzeugen.
  • Eine erste LED-Gruppe 42 enthält die LEDs 8 für den ersten Lichtbereich 32 und den zweiten Lichtbereich 34.
  • Eine zweite LED-Gruppe 44 enthält die LEDs 8 für den ersten Bereich 36 mit der Hell-/Dunkelgrenze und den zweiten Bereich 38 mit der Hell-/Dunkelgrenze.
  • Um ein diffuses Lichtbild zu erzeugen, bei dem keine dunklen Striche zu sehen sind, ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass die erste LED-Gruppe 42 auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist, als ein Bezugsniveau der beiden LED-Gruppen 42, 44 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung, wobei das Bezugsniveau auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der beiden LED-Gruppen 42, 44 liegt. Dies führt zur Darstellung eines unscharfen Bereichs in der Lichtverteilung und so zu dem diffusen Lichtbild ohne die ansonsten erzeugten dunklen Striche.
  • Die zweite LED-Gruppe 44 verbleibt hier auf dem ursprünglichen Höhenniveau 14, könnte aber alternativ dazu auf einem im Vergleich zu dem Bezugsniveau lediglich geringfügig höheren Höhenniveau 14 angeordnet sein. Dies führt in beiden Fällen zu einem scharfen Bereich in der Lichtverteilung.
  • Hier nicht erwähnte Elemente der 6 und 7 sind in der DE 10 2012 022282 A1 beschrieben.
  • Die in 8 dargestellten Lichtquellen 8, hier als eine vierreihige LED-Chipreihe 46 mit einer ersten Gruppe 48 LEDs mit zwei Chipreihen und einer zweiten Gruppe 50 LEDs mit zwei Chipreihen ausgebildet, realisieren je LED-Gruppe 48, 50 eine unterschiedliche Lichtverteilung.
  • Die LEDs 8 der beiden LED-Gruppen 48, 50 haben eine rechteckige Form, wobei eine jeweilige lange Seitenkante der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48 länger ist als eine jeweilige lange Seitenkante der LEDs 8 der zweiten LED-Gruppe 50 und eine jeweilige kurze Seitenkante der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48 kürzer ist als eine jeweilige kurze Seitenkante der LEDs 8 der zweiten LED-Gruppe 50.
  • Die erste LED-Gruppe 48 hat eine Nebellichtfunktion und eine Tagfahrlichtfunktion. Die zweite LED-Gruppe 50 hat eine Tagfahrlichtfunktion. Die Tagfahrlichtfunktion ist hier stets abwechselnd mit der Nebellichtfunktion aktiviert, somit ist entweder die erste LED-Gruppe 48 oder die zweite LED-Gruppe 50 betrieben.
  • Um mit der zweiten LED-Gruppe 50 ein diffuses Lichtbild für die Tagfahrlichtfunktion zu erzeugen, ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass die zweite LED-Gruppe 50 auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist, als ein Bezugsniveau 9 der vierreihigen LED-Chipreihe 46 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung, wobei das Bezugsniveau 9 auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der ersten LED-Gruppe 48 und der zweiten LED-Gruppe 50 liegt. Mit anderen Worten hat das Höhenniveau 14 der zweiten LED-Gruppe 50 einen größeren Höhenversatz 12 zum Bezugsniveau 9 als das Höhenniveau 14 der ersten LED-Gruppe 48. Dies führt zur Darstellung eines unscharfen Bereichs in der Lichtverteilung und so zu dem gewünschten diffusen Lichtbild für die Tagfahrlichtfunktion zum Unterschied einer für eine Nebellichtfunktion benötigte Hell-/Dunkelgrenze der ersten LED-Gruppe 48.
  • Eine (nicht dargestellte) zugehörige Optik hat eine Fokalebene auf Höhe des Höhenniveaus 14 der ersten LED-Gruppe 48, insbesondere auf Höhe der Lichtabstrahlflächen 7 der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48.
  • Die in 9 dargestellten Lichtquellen 8 sind hier als eine LED-Gruppe für Abblendlicht 52 und eine LED-Gruppe für Fernlicht 54 ausgebildet.
  • Darauf ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass eine oder mehrere der Lichtquellen 8, die zur LED-Gruppe für Abblendlicht 52 gehören, auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist/sind, als ein Bezugsniveau der beiden LED-Gruppen 52, 54 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung, wobei das Bezugsniveau auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52 und der LED-Gruppe für Fernlicht 54 liegt. Mit anderen Worten hat das Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52 einen größeren Höhenversatz 12 zum Bezugsniveau 9 als das Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Fernlicht 54.
  • Eine (nicht dargestellte) zugehörige Optik hat eine Fokalebene auf Höhe des Höhenniveaus 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52, insbesondere auf Höhe der Lichtabstrahlflächen 7 der LEDs 8 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52.
  • Mittels der auf die LED-Gruppen 52, 54 wie beschrieben angewendeten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung sind mindestens ein diffuser Bereich für die LED-Gruppe für Fernlicht 54, insbesondere für eine Fernlichtfunktion, realisierbar. Weiter ist damit mindestens ein scharfer Bereich für die LED-Gruppe für Abblendlicht 52, insbesondere für eine Abblendlichtfunktion, realisierbar.
  • Die LED-Gruppe für Abblendlicht 52 kann hier gleichzeitig mit der LED-Gruppe für Fernlicht 54 betrieben sein, insbesondere bei aktivieren einer Fernlichtfunktion. Beispielsweise bei aktivierter Abblendlichtfunktion ist die LED-Gruppe für Abblendlicht 52 alleine betrieben.
  • Offenbart ist eine Lichtquellenanordnung mehrerer Lichtquellen, bei der mittels einer Anordnung von mindestens zwei der Lichtquellen auf voneinander unterschiedlichen Höhenniveaus jeweilige Lichtabstrahlflächen der Lichtquellen räumlich voneinander getrennt angeordnet sind um insbesondere ein sogenanntes "Übersprechen" von den, insbesondere benachbart zueinander angeordneten, Lichtquellen zu reduzieren oder zu verhindern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtquellenanordnung
    2
    Substrat / Leiterplatte / Kühlkörper
    4
    Aussparung
    6
    Inlay
    7
    Lichtabstrahlfläche
    8
    Lichtquelle
    9
    Bezugsniveau
    10
    Oberfläche des Inlays
    12
    Höhenversatz des Höhenniveaus zum Bezugsniveau
    14
    Höhenniveau der Lichtquelle
    15
    Höhendifferenz zum Bezugsniveau
    16
    Oberfläche der Leiterplatte
    17
    Dicke der Lichtquelle
    18
    Isolator / Dielektrikum
    19
    Dicke des Isolators / Dielektrikums
    20
    Leiterbahn
    21
    erste Stufe
    22
    Drahtbond
    23
    erste Stufenhöhe
    24
    Distanzstück / Submount
    25
    zweite Stufe
    26
    Oberfläche des Kühlkörpers
    27
    zweite Stufenhöhe
    28
    Durchkontaktierung
    30
    Lötverbindung
    31
    Dicke der Leiterbahn
    32
    erster Lichtbereich
    33
    Dicke des Distanzstücks / Submounts
    34
    zweiter Lichtbereich
    36
    erster Bereich mit Hell-/Dunkelgrenze
    38
    zweiter Bereich mit Hell-/Dunkelgrenze
    40
    Beleuchtungseinrichtung
    42
    erste LED-Gruppe
    44
    zweite LED-Gruppe
    46
    vierreihige LED-Chipreihe
    48
    erste Gruppe LEDs
    50
    zweite Gruppe LEDs
    52
    LED-Gruppe für Abblendlicht
    54
    LED-Gruppe für Fernlicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012022282 A1 [0121]

Claims (15)

  1. Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug, wobei mehrere Lichtquellen (8) nebeneinander auf einem Substrat (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche (7) der Lichtquellen (8) mindestens zwei der Lichtquellen (8) auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus (14) bezüglich eines Bezugsniveaus (9) des Substrats (2) angeordnet sind.
  2. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Lichtquellen (8) auf einem derartigen Höhenniveau (14) angeordnet ist, dass Licht von diesem Teil der Lichtquellen (8) mittels einer den Lichtquellen (8) nachgeordneten Optik scharf abgebildet ist und ein anderer Teil der Lichtquellen (8) auf einem anderen Höhenniveau (14) angeordnet ist, so dass Licht von dem anderen Teil der Lichtquellen (8) mittels der Optik unscharf abgebildet ist.
  3. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) von jeweils mehreren der Lichtquellen (8) gebildet ist, deren Höhenniveau (14) untereinander gleich ist.
  4. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 3, wobei das Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) der mindestens einen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) gleich ist wie das Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) mindestens einer anderen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54), oder wobei das Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) der mindestens einen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) von dem Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) mindestens einer anderen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) verschieden ist.
  5. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus (14) als im Wesentlichen treppenartig oder im Wesentlichen schachbrettartig oder eine im Wesentlichen vieleckig oder im Wesentlichen unregelmäßig ausgebildet ist, oder im Wesentlichen konzentrische Ringe oder im Wesentlichen einzelne Pfosten aufweist.
  6. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 5, wobei die Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus (14) mindestens einen im Wesentlichen linearen und/oder im Wesentlichen nicht-linearen Anstieg und/oder Abfall der Höhenniveaus (14) aufweist.
  7. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbart zueinander angeordnete Lichtquellen (8) aneinander angrenzend oder voneinander beabstandet angeordnet sind.
  8. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Substrat (2) mindestens eine Aussparung (4) vorgesehen ist, in der ein Inlay (6) zum darauf Anordnen mindestens einer der Lichtquellen (8) aufgenommen ist, und wobei das Inlay (6) zur Realisierung des jeweiligen Höhenniveaus (14) eine Höhendifferenz (15) zu dem Bezugsniveau (9) des Substrats (2) aufweist.
  9. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat als ein im Wesentlichen treppenartiger Kühlkörper (2) ausgebildet ist, der eine oder mehrere Stufen (21, 25) mit jeweils einer Höhendifferenz (15) zum Bezugsniveau (9) des Kühlkörpers (2) aufweist.
  10. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Höhenversatz (12) des Höhenniveaus (14) zu dem Bezugsniveau (9) des Substrats (2) umso kleiner gewählt ist, je schärfer ein Licht der Lichtquellen (8) abgebildet werden soll, und/oder wobei ein Höhenversatz (12) des Höhenniveaus (14) zu dem Bezugsniveau (9) des Substrats (2) umso größer gewählt ist, je unschärfer ein Licht der Lichtquellen (8) abgebildet werden soll.
  11. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 10, wobei der Höhenversatz (12) einen Wert im Wertebereich von 10 µm bis 10 mm besitzt.
  12. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ausbildung des jeweiligen Höhenniveaus (14) ein Distanzstück (24) zwischen den jeweiligen Lichtquellen (8) und dem Substrat (2) vorgesehen ist.
  13. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 12, wobei das Distanzstück (24) aus elektrisch nicht-leitendem Material besteht und zur Realisierung einer elektrischen Verbindung eine Metallisierung einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Distanzstücks (24) und eine Durchkontaktierung (28) vorgesehen ist, oder eine elektrische Verbindung mittels Drahtbonden (22) realisiert ist.
  14. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen (8) und/oder deren Lichtabstrahlflächen (7) parallel zueinander und/oder parallel zu dem Substrat (2) ausgerichtet ist, oder wobei mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen (8) und/oder deren Lichtabstrahlflächen (7) schiefwinklig zueinander und/oder schiefwinklig zu dem Substrat (2) ausgerichtet sind.
  15. Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
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