DE102016217121A1 - Optik und optisches System - Google Patents

Optik und optisches System Download PDF

Info

Publication number
DE102016217121A1
DE102016217121A1 DE102016217121.6A DE102016217121A DE102016217121A1 DE 102016217121 A1 DE102016217121 A1 DE 102016217121A1 DE 102016217121 A DE102016217121 A DE 102016217121A DE 102016217121 A1 DE102016217121 A1 DE 102016217121A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optics
coupling
line
coupling surfaces
decoupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016217121.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Weissenberger
Andreas Hartmann
Thomas Feil
Philipp Helbig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Priority to DE102016217121.6A priority Critical patent/DE102016217121A1/de
Priority to PCT/EP2017/071462 priority patent/WO2018046321A1/de
Publication of DE102016217121A1 publication Critical patent/DE102016217121A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/265Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/155Surface emitters, e.g. organic light emitting diodes [OLED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/26Elongated lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G02B19/0057Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G02B19/0066Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED in the form of an LED array
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0043Inhomogeneous or irregular arrays, e.g. varying shape, size, height
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Optik, insbesondere für einen Matrix-Scheinwerfer, die eine Vielzahl von Einkoppelflächen und eine Auskoppelfläche aufweist. Eine Größe eines Teils der Einkoppelflächen ist dabei derart gewählt bzw. ein Teil der Einkoppelflächen sind derart ausgestaltet, dass eine in diese Einkoppelflächen eintretende Strahlung bei einer Wärmeausdehnung und einer Wärmeschrumpfung der Optik bei üblichen Betriebstemperaturen im Wesentlichen gleich bleibt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Auskoppelflächen vorgesehen sind, wobei diese asymmetrisch ausgestaltet und/oder angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Optik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Optik.
  • Aus dem Stand der Technik sind Matrix-Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt. Diese weisen als Strahlungsquelle eine Matrix aus lichtemittierenden Dioden (LEDs) auf. Dieser LED-Matrix ist eine Optik in Form einer Primäroptik nachgeschaltet mit Einkoppelflächen und einer Auskoppelfläche. Für eine jeweilige Strahlungsquelle ist hierbei eine Einkoppelfläche vorgesehen. Im Einsatz der Optik können große Temperaturschwankungen auftreten, wobei diese zu Wärmeausdehnungen und Wärmeschrumpfungen der Optik führen können. Dies wiederum führt nachteilig dazu, dass sich eine Relativposition zwischen den Einkoppelflächen und den zugeordneten LEDs ändert, wodurch sich eine eingekoppelte Strahlungsmenge ändern kann.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Optik und ein optisches System zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet sind und die temperaturunabhängig eine vergleichsweise hohe Systemeffizienz aufweisen.
  • Die Aufgabe hinsichtlich der Optik wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des optischen Systems gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist eine Optik für eine Mehrzahl von Strahlungsquellen, insbesondere Licht emittierender Dioden (LEDs), vorgesehen, die beispielsweise für einen Matrix-Scheinwerfer eines Fahrzeugs eingesetzt ist. Die Optik kann eine Mehrzahl von Einkoppelflächen haben, denen jeweils zumindest eine Strahlungsquelle zugeordnet ist. Des Weiteren kann die Optik zumindest eine Auskoppelfläche für die Strahlung aufweisen. Vorteilhafterweise ist mindestens eine Einkoppelfläche mit einer derartigen Größe ausgebildet, dass im Einsatz der Optik bei einer Wärmeausdehnung und bei einer Wärmeschrumpfung, insbesondere bei den üblichen Temperaturschwankungen in Abhängigkeit des Einsatzzweckes der Optik, eine einkoppelbare Strahlungsmenge der zumindest einen zugeordneten Strahlungsquelle im Wesentlichen gleich oder gleich bleibt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass einer jeweiligen Einkoppelfläche eine jeweilige Auskoppelfläche zugeordnet ist, wobei zumindest zwei Auskoppelflächen unterschiedlich ausgestaltet sind.
  • Die Ausgestaltung der Einkoppelfläche mit der an Temperaturschwankungen angepassten Größe hat den Vorteil, dass ein Strahlungsfleck oder Strahlungsspot der Strahlung einer zugeordneten Strahlungsquelle im Wesentlichen vollständig oder vollständig auf der Einkoppelfläche unabhängig von der Wärmeausdehnung und der Wärmeschrumpfung verbleibt. Somit können mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand bei Geometrieänderungen der Optik aufgrund von Temperaturschwankungen Strahlungsverluste bei der entsprechend angepassten Einkoppelfläche vermieden werden. Mit anderen Worten kann durch eine Anpassung der Einkoppelfläche hinsichtlich einer relativen Bewegung zwischen den Strahlungsquellen und der Optik der Effekt bezüglich des Ausdehnungskoeffizienten der Optik kompensiert werden. Insbesondere kann durch eine Aufweitung der Einkoppelfläche entlang einer Bewegungslinie, bei der es sich um diejenige Linie handelt, entlang derer sich die Strahlungsquelle relativ zur Einkoppelfläche bewegt, bei Temperaturänderungen eine hohe optische Systemeffizienz erreicht werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Teil der Einkoppelflächen oder sind alle Einkoppelflächen jeweils auf einem Vorsprung oder Taper ausgebildet. Ein Vorsprung führt zu einer hohen Einkoppel-Effizienz der Strahlung. Die Vorsprünge sind vorrichtungstechnisch einfach etwa kegelstumpfförmig ausgestaltet, wobei sie sich ausgehend von ihrer Einkoppelfläche verbreitern können.
  • Vorzugsweise besteht die Optik zumindest im Wesentlichen oder vollständig aus Silikon. Silikon ist äußerst widerstandsfähig hinsichtlich einer thermischen und strahlungstechnischen Belastung, was insbesondere in der Fahrzeugtechnik und im Einsatz der Optik als Primäroptik äußerst vorteilhaft ist. Allerdings weist Silikon im Vergleich zu anderen Materialien, wie beispielsweise Glas oder Kunststoff, einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dies führt dazu, dass sich die Optik bei Temperaturänderungen deutlich in ihrer Größe ändert. Durch die erfindungsgemäß angepasste Einkoppelflächen kann somit mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand eine Optik aus Silikon trotz ihres hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten eingesetzt werden. Alternativ zur erfindungsgemäßen Lösung wäre denkbar, die Vorsprünge mit einer starren Maske einzuspannen, um eine Änderung einer Relativposition zwischen den Einkoppelflächen und den entsprechenden Strahlungsquellen zu verhindern, was allerdings vorrichtungstechnisch äußerst aufwendig ist und nachteilig zu einer hohen Spannungsbelastung der Optik führen kann. Ist eine derartige Einspannung mit einer Maske vorgesehen, so ist es auch notwendig, dass die Vorsprünge für eine hohe Flexibilität vergleichsweise lang ausgestaltet werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung können die Vorsprünge vergleichsweise kurz ausgebildet werden, da keine Einspannung der Vorsprünge erfolgt. Außerdem, kommt es an der Stelle, an denen die Maske den Taper berührt zu ungewollten Verlusten, da an diesen Stellen keine Totalreflexion des Lichtes mehr stattfindet. Das Licht wird an dieser Stelle unkontrolliert reflektiert oder absorbiert.
  • Die Einkoppelflächen sind vorzugsweise in einer einzeiligen oder mehrzeiligen Matrix angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Einkoppelfläche zum Ausgleich der Wärmeausdehnung und -schrumpfung länglich und/oder ellipsenförmig ausgebildet. Die mindestens eine Einkoppelfläche kann sich dabei etwa in diejenige Richtung erstrecken, in der die Hauptausdehnung der Optik vorliegt und/oder etwa entlang der Bewegungslinie. Die Richtung kann sich beispielsweise etwa quer zur Hauptstrahlungsachse der zugeordneten Strahlungsquelle erstrecken. Die längliche Erstreckung der mindestens einen Einkoppelfläche kann auch in Richtung einer Zeile der Matrix vorgesehen sein, in der diese Einkoppelfläche angeordnet ist.
  • Sind eine Mehrzahl oder Vielzahl von Einkoppelflächen hinsichtlich ihrer Größe an die Wärmeausdehnung und Wärmeschrumpfung angepasst, so kann eine Größe dieser Einkoppelflächen und/oder deren längliche Erstreckung umso größer sein, je weiter diese von einem Zentrum oder einem mittigen Bereich der Optik oder von einem Haltebereich der Optik oder von einer Zeilenmitte der Matrix entfernt sind.
  • Eine Zeile oder eine jeweilige Zeile der Optik kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung hinsichtlich der Vorsprünge und/oder der Einkoppelflächen etwa symmetrisch ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Optik generell hinsichtlich ihrer Einkoppelseite symmetrisch ist. Eine Symmetrieachse erstreckt sich dann beispielsweise etwa quer zur zumindest einen Zeile und etwa quer zu einer optischen Hauptachse der Optik.
  • Ist der Optik eine asymmetrische Sekundäroptik nachgeschaltet, so kann vorrichtungstechnisch einfach zur Steigerung einer Systemeffizienz die Auskoppelseite der Optik ebenfalls asymmetrisch sein und an die Sekundäroptik angepasst sein.
  • Vorzugsweise ist die Optik etwa plattenförmig ausgestaltet. Die Optik kann eine, insbesondere etwa ebene, Einkoppelseite aufweisen, von der sich die Vorsprünge mit den Einkoppelflächen weg erstrecken. Es ist denkbar, dass eine Zeile oder zwei Zeilen oder eine Vielzahl von Zeilen mit Einkoppelflächen vorgesehen sind. Bei mindestens zwei Zeilen sind diese dann vorzugsweise etwa im Parallelabstand zueinander angeordnet. Des Weiteren ist denkbar, dass bei mindestens zwei Zeilen diese versetzt zueinander angeordnet sind. Die Zeilen können sich hinsichtlich einer Anzahl von Einkoppelflächen unterscheiden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Optik derart gehaltert, dass sie sich zumindest in eine Richtung der Zeilen ausdehnen kann. Somit kann die Optik derart gehaltert sein, dass sich diese entlang einer Dehnungsachse ausdehnen kann, die sich etwa quer zur optischen Hauptachse der Optik und etwa parallel zur Zeilenrichtung erstreckt.
  • Vorzugsweise ist die Optik für einen Temperaturbereich von etwa –40°C bis etwa +125°C ausgelegt, wodurch sie in der Fahrzeugtechnik einsetzbar ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für eine jeweilige Einkoppelfläche eine jeweilige Auskoppelfläche vorgesehen. Die Auskoppelflächen sind beispielsweise vorsprungartig oder noppenartig ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß ist ein optisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Optik gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Das optische System kann des Weiteren eine Strahlungsquellen-Matrix aufweisen, wobei die Strahlungsquellen beispielsweise als Licht emittierende Dioden (LEDs) ausgebildet sind.
  • Die LED 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 oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (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 AlIn-GaP, 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. 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, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.
  • Die Optik ist vorzugsweise als Primäroptik einsetzbar. Der Primäroptik kann eine Sekundäroptik nachgeschaltet sein, die asymmetrisch oder mit einer „nicht trivialen Geometrie“ ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße unterschiedliche Ausgestaltung zumindest zweier Auskoppelflächen kann trotz der asymmetrischen Ausgestaltung der Sekundäroptik eine hohe Systemeffizienz erreicht werden.
  • Vorzugsweise ist für eine jeweilige Einkoppelfläche eine LED vorgesehen, wobei die LED-Matrix und die Optik aufeinander angepasst sind.
  • Ein Fahrzeug, bei dem die Optik einsetzbar ist, 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.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
  • 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Einkoppelseite einer erfindungsgemäßen Optik gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 2 in einer Vorderansicht die Einkoppelseite der Optik gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 3 in einer perspektivischen Darstellung eine Auskoppelseite der Optik gemäß dem Ausführungsbeispiel und
  • 4 in einer Draufsicht die Auskoppelseite der Optik gemäß dem Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß 1 ist eine Optik 1 mit einer Einkoppelseite 2 dargestellt. Die Optik 1 ist etwa plattenförmig mit einem etwa länglichen und rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet. Die Optik 1 weist eine Vielzahl von Einkoppelflächen 4 bis 40 auf. Die Einkoppelflächen 4 bis 22 sind hierbei in einer ersten Zeile 42 und die Einkoppelflächen 24 bis 40 in einer zweiten Zeile 44 angeordnet, wobei sich die Zeilen 42 und 44 etwa im Parallelabstand zueinander erstrecken. Die in 1 untere Zeile 44 weist eine Einkoppelfläche weniger im Vergleich zur oberen Zeile 42 auf. Die unteren Einkoppelflächen 24 bis 40 sind versetzt zu den oberen Einkoppelflächen 4 bis 22 angeordnet. Hierbei sind die Einkoppelflächen 24 bis 40 der Zeile 44 jeweils etwa zwischen zwei benachbarten Einkoppelflächen 4 bis 22 der Zeile 42 angeordnet.
  • Gemäß 1 ist vorgesehen, dass die Optik 1 derart gehaltert ist, dass sie sich in Richtung der Zeilen 42, 44 bei Temperaturänderungen ausdehnen oder schrumpfen kann. Es ist denkbar, dass sich die Zeilen 42 und 44 etwa in Horizontalrichtung erstrecken.
  • Eine jeweilige Einkoppelfläche 4 bis 40 ist auf einem kegelstumpfförmigen Vorsprung 46 ausgebildet, wobei der Einfachheit halber nur ein Vorsprung 46 in 1 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Gemäß 1 ist weiterhin vorgesehen, dass die obere Zeile 42 überdacht ist.
  • In der Draufsicht gemäß 2 ist eine geometrische Ausgestaltung der Einkoppelflächen 4 bis 40 erkennbar. Die seitlichen Einkoppelflächen 4, 6, 8, 18, 20 und 22 der Zeile 42 und die seitlichen Einkoppelflächen 24, 26, 28, 36, 38 und 40 der Zeile 44 weisen hierbei eine ellipsenförmige oder längliche Ausgestaltung auf. Diese erstrecken sich dabei in Richtung ihrer jeweiligen Zeile 42 oder 44 bzw. entlang einer Hauptausdehnungsrichtung 48.
  • Gemäß 2 sind des Weiteren die den Einkoppelflächen 4 bis 40 zugeordneten LEDs 50 erkennbar, wobei für eine jeweilige Einkoppelfläche 4 bis 40 beabstandet zu diesen eine jeweilige LED 50 vorgesehen ist. Der Einfachheit halber ist in 2 nur eine LED 50 mit einem Bezugszeichen versehen. Die LEDs 50 liegen gemäß 2 in Richtung einer optischen Hauptachse gesehen, also gemäß 2 etwa senkrecht zur Zeichenebene gesehen, innerhalb der jeweiligen Einkoppelfläche 4 bis 40. Ein Lichtfleck der LEDs 50 im Einsatz hat hierbei etwa eine den LEDs 50 entsprechende Größe.
  • Gemäß 2 ist die Optik 2 bei einer Temperatur von 115°C dargestellt. Die Einkoppelflächen 4, 6, 8, 24, 26 und 28 haben sich hierbei im Vergleich zu einer niedrigeren Temperatur in Richtung der Hauptausdehnungsrichtung 48 bewegt. Aufgrund ihrer länglichen bzw. ellipsenförmigen Ausgestaltung liegen die LEDs 50 weiterhin in Richtung der optischen Hauptachse gesehen innerhalb dieser Einkoppelflächen 4, 6, 8, 24, 26, 28. Das Gleiche gilt für die Einkoppelflächen 18, 20, 22, 36, 38 und 40, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt haben. Im mittigen Bereich der Optik 2 sind die Dehnungen geringer bzw. in diesem Bereich wird die Optik 2 gehaltert. Aus diesem Grunde findet hinsichtlich der Einkoppelflächen 10, 12, 14, 16, 30, 32 und 34, die etwa mittig angeordnet sind, im Wesentlichen keine Bewegung statt, womit diese im Wesentlichen keine Längenerstreckung aufweisen und/oder etwa kreisförmig ausgestaltet sind.
  • Gemäß 2 ist des Weiteren erkennbar, dass die Einkoppelflächen 4 bis 40 symmetrisch bzgl. einer Symmetrieachse 52, die sich etwa quer zur optischen Hauptachse und zur Hauptausdehnungsrichtung 48 erstreckt, angeordnet sind. Eine Länge der länglich ausgestalteten Einkoppelflächen 4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38 und 40 ist dabei umso größer, je weiter diese von der Symmetrieachse 52 entfernt sind.
  • Gemäß 3 ist eine Auskoppelseite 54 der Optik 1 dargestellt. Diese weist für eine jeweilige Einkoppelfläche 4 bis 40, siehe 1, eine jeweilige Auskoppelfläche 56 bis 92 auf. Die gemäß 3 untere Zeile 94 ist dabei für die Zeile 42 aus 2 vorgesehen und die obere Zeile 96 für die Zeile 44 aus 2. Die einzelnen Auskoppelflächen 56 bis 92 sind etwa noppenartig ausgebildet.
  • Gemäß 4 ist erkennbar, dass die Auskoppelflächen 56 bis 92 aneinander angrenzen. Des Weiteren ist erkennbar, dass diese eine unterschiedliche Form aufweisen. Insgesamt sind zehn verschiedene Linsentypen oder -formen vorgesehen:
    Linsentyp 1: Auskoppelfläche 76,
    Linsentyp 2: Auskoppelfläche 92,
    Linsentyp 3: Auskoppelflächen 78 bis 90,
    Linsentyp 4: Auskoppelfläche 56,
    Linsentyp 5: Auskoppelfläche 58,
    Linsentyp 6: Auskoppelfläche 60,
    Linsentyp 7: Auskoppelfläche 70,
    Linsentyp 8: Auskoppelfläche 72,
    Linsentyp 9: Auskoppelfläche 74 und
    Linsentyp 10: Auskoppelflächen 62, 64, 66 und 68.
  • Hierbei ist vorgesehen, dass zumindest eine Asymmetrie enthalten ist, wie beispielsweise dass Linsentyp 10 (Auskoppelflächen 62 bis 68) anders ausgestaltet ist als Linsentyp 9 (Auskoppelfläche 74). Die Optik 1 gemäß 4 ist hierdurch für eine nachgeschaltete asymmetrische Sekundäroptik 98 geeignet, die schematisch durch eine Strichlinie dargestellt ist.
  • Offenbart ist eine Optik, insbesondere für einen Matrix-Scheinwerfer, die eine Vielzahl von Einkoppelflächen und eine Auskoppelfläche aufweist. Eine Größe eines Teils der Einkoppelflächen ist dabei derart gewählt bzw. ein Teil der Einkoppelflächen sind derart ausgestaltet, dass eine in diese Einkoppelflächen eintretende Strahlung bei einer Wärmeausdehnung und einer Wärmeschrumpfung der Optik bei üblichen Betriebstemperaturen im Wesentlichen gleich bleibt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Auskoppelflächen vorgesehen sind, wobei diese asymmetrisch ausgestaltet und/oder angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Optik
    2
    Einkoppelseite
    4 bis 40
    Einkoppelflächen
    42
    erste Zeile
    44
    zweite Zeile
    46
    Vorsprung
    48
    Hauptausdehnungsrichtung
    50
    Licht emittierende Diode (LED)
    52
    Symmetrieachse
    54
    Auskoppelseite
    56 bis 92
    Auskoppelfläche
    94
    Zeile
    96
    Zeile
    98
    Sekundäroptik

Claims (10)

  1. Optik für eine Mehrzahl von Strahlungsquellen (50), insbesondere für einen Matrix-Scheinwerfer, die eine Mehrzahl von Einkoppelflächen (440) für die Strahlung jeweils zumindest einer Strahlungsquelle (50) und die mindestens eine Auskoppelfläche (5692) hat, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einkoppelfläche (4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38, 40) eine derartige Größe und/oder Ausgestaltung aufweist, dass im Einsatz der Optik (1) bei einer Wärmeausdehnung und Wärmeschrumpfung der Optik (1) eine einkoppelbare Strahlungsmenge der zugeordneten Strahlungsquelle (50) im Wesentlichen gleich bleibt, und/oder dass einer jeweiligen Einkoppelfläche (440) eine jeweilige Auskoppelfläche (5692) zugeordnet ist, wobei zumindest zwei Auskoppelflächen (5692) unterschiedlich ausgestaltet sind.
  2. Optik nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der Einkoppelflächen (440) jeweils auf einem Vorsprung (46) ausgebildet ist.
  3. Optik nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese zumindest teilweise oder im Wesentlichen aus Silikon besteht.
  4. Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einkoppelflächen (440) in einer einzeiligen oder mehrzeiligen Matrix angeordnet sind.
  5. Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Einkoppelfläche (4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38, 40) zum Ausgleich der Wärmeausdehnung und Wärmeschrumpfung länglich und/oder ellipsenförmig ausgebildet ist.
  6. Optik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die mindestens eine Einkoppelfläche (4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38, 40) zum Ausgleich der Wärmeausdehnung und Wärmeschrumpfung etwa in diejenige Richtung erstreckt, in der die Hauptausdehnung vorliegt.
  7. Optik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl oder Vielzahl von Einkoppelflächen (4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38, 40) an die Wärmeausdehnung und Wärmeschrumpfung angepasst sind, wobei eine Größe dieser Einkoppelflächen (4, 6, 8, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 36, 38, 40) und/oder deren längliche Erstreckung umso größer ist, je weiter diese von einem Zentrum und/oder einem mittigen Bereich der Optik (1) und/oder von einer Zeilenmitte und/oder von einer Haltevorrichtung für die Optik entfernt sind.
  8. Optik nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei eine Zeile (42, 44) oder eine jeweilige Zeile (42, 44) etwa symmetrisch ausgebildet ist.
  9. Optik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese hinsichtlich ihrer Auskoppelseite (54) asymmetrisch ist.
  10. Optisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Optik (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Strahlungsquellen-Matrix (50).
DE102016217121.6A 2016-09-08 2016-09-08 Optik und optisches System Pending DE102016217121A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217121.6A DE102016217121A1 (de) 2016-09-08 2016-09-08 Optik und optisches System
PCT/EP2017/071462 WO2018046321A1 (de) 2016-09-08 2017-08-25 Optik und optisches system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217121.6A DE102016217121A1 (de) 2016-09-08 2016-09-08 Optik und optisches System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016217121A1 true DE102016217121A1 (de) 2018-03-08

Family

ID=59859032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016217121.6A Pending DE102016217121A1 (de) 2016-09-08 2016-09-08 Optik und optisches System

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016217121A1 (de)
WO (1) WO2018046321A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051382A1 (de) 2004-10-21 2006-04-27 Oec Ag Mikrolinsenarray
DE102011085315A1 (de) 2011-10-27 2013-05-02 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerferprojektionsmodul für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7717597B2 (en) * 2007-04-16 2010-05-18 Magna International Inc. Semiconductor light engine using polymer light pipes and lighting systems constructed with the light engine
DE102010023359A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-07 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Temperaturausdehnungen kompensierenden Optik-Halterung
DE202012100508U1 (de) * 2012-02-15 2013-05-17 Zumtobel Lighting Gmbh LED-Leuchte mit Lichtbeeinflussungselement
DE102013207850A1 (de) * 2013-04-29 2014-10-30 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051382A1 (de) 2004-10-21 2006-04-27 Oec Ag Mikrolinsenarray
DE102011085315A1 (de) 2011-10-27 2013-05-02 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerferprojektionsmodul für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018046321A1 (de) 2018-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3330597B1 (de) Primäroptik, sekundäroptik, modul, anordnung, fahrzeugscheinwerfer und scheinwerfersystem
EP2710644B1 (de) Optoelektronisches halbleitermodul und display mit einer mehrzahl derartiger module
EP3258164B1 (de) Optik für einen scheinwerfer, optikanordnung und scheinwerfer
DE102014007185B4 (de) Optisches Element für einen Fahrzeugscheinwerfer
WO2013068063A1 (de) Fahrzeugscheinwerfer
DE102017206194A1 (de) Lichtleiter, Optik, Beleuchtungssytem und Scheinwerfer
DE102018206709A1 (de) Beleuchtungssystem und scheinwerfer
DE102017206817A1 (de) Beleuchtungssystem und scheinwerfer
DE102017222028A1 (de) Beleuchtungsoptik für projektor und projektor
DE102017213103A1 (de) Beleuchtungssystem und scheinwerfer
DE102018207063A1 (de) Optik, optische anordnung und scheinwerfer
DE102017214636A1 (de) Beleuchtungssystem, scheinwerfer und verfahren zum herstellen eines beleuchtungssystems
DE102017208241A1 (de) Lichtleiter zum erzeugen eines vorgegebenen lichtbilds eines pixels einer matrixleuchte
AT518334B1 (de) Matrix-beleuchtungs-modul
DE102016217121A1 (de) Optik und optisches System
DE102021122953B3 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102015224305A1 (de) Linse, Beleuchtungssystem und Fahrzeugscheinwerfer
EP3409439B1 (de) Optikvorrichtung, beleuchtungsanordnung, scheinwerfer und verfahren
DE102017221844A1 (de) Linsenkörper mit Aufweitungsvolumen und benachbarter Aussenkontur zum Positionieren
WO2018041609A1 (de) Modul und beleuchtungssystem
DE102017223303A1 (de) Optik, optische anordnung und scheinwerfer
DE102017217902A1 (de) Fügevorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Beleuchtungssystems
DE102016210048A1 (de) Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung
EP3293557B1 (de) Optik und optisches system
DE102015225093A1 (de) Leuchtsystem und fahrzeugscheinwerfer

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: SCHEELE JAEGER WETZEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Representative=s name: SCHEELE JAEGER PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R012 Request for examination validly filed