DE19727701A1 - Lichtquellenanordnung - Google Patents

Lichtquellenanordnung

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Lichtquellenanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es sind Lichtquellen bekannt, die insbesondere als Scheinwerfer mit einer Fokussierung der Lichtstrahlen auf einen vorgegebenen Beleuchtungsbereich eine Glühfadenlam­ pe, eine Halogenlampe oder auch eine Gasentladungslampe mit zusätzlichen optischen Mitteln zur Fokussierung, z. B. mit einem Parabolspiegel aufweisen. Bei diesen Lichtquel­ len können typischer Weise nur ca. 40 bis 50% des emit­ tierten Lichts für die Ausleuchtung des vorgegebenen Be­ reichs genutzt werden.
Halogenlampen als Lichtquellen haben auch den Nachteil, daß sich das. Emissionsspektrum des abgestrahlten Lichts während der begrenzten Lebensdauer (ca. 100 bis 1000 Stunden) stark verschiebt und darüber hinaus, ähnlich wie bei Glühfadenlampen, ein schlagartiger Ausfall der Licht­ quelle möglich ist. Gasentladungslampen haben zwar eine längere Lebensdauer wie die vorher erwähnten Lichtquel­ len, sie sind jedoch aufwendiger herzustellen und dadurch teurer.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung der oben ange­ gebenen Art ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 insbesondere dadurch vorteilhaft, daß die ein­ zelnen Lichtquellen aus Bauelementen mit einem hervorra­ genden Wirkungsgrad und einer langen Lebensdauer gebildet werden können. Die einzelnen Lichtquellen werden in vor­ teilhafter Weise so auf einem Trägermaterial angeordnet, daß jede Lichtquelle oder eine Gruppe von Lichtquellen bezüglich einer geometrischen Achse im Beleuchtungsfeld in einem eigenen Winkel abstrahlt.
Das Trägermaterial für die Lichtquellen kann auf einfache Weise so geformt werden, daß das Licht jeder Lichtquelle oder einer Gruppe von Lichtquellen individuell auf einen bestimmten Punkt oder einen bestimmten Bereich fokussiert ist. Hierdurch kann die Ausnutzung des emittierten Lichts einer jeden Lichtquelle und die Abstrahlcharakteristik der Lichtquellenanordnung optimiert werden. In vorteil­ hafter Weise bestehen optische Mittel zur Fokussierung der Lichtstrahlen aus einer Mikrolinsenanordnung, die in die Lichtquellen integriert oder auf diese aufgesetzt sind. Die Mikrolinsenanordnung besteht hierbei bevorzugt aus strukturiertem Epoxydharz, aus polymeren oder glasar­ tigen Materialien. Weiterhin können die optischen Mittel eine Spiegelanordnung beinhalten, die auf der, dem Be­ leuchtungspunkt oder -bereich abgewandten Seite der je­ weiligen Lichtquellen angeordnet sind.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Lichtquellen lichtemittierende Dioden, sogenannte LED's, deren Emissionsspektrum sich über die extrem hohe Lebens­ dauer nicht verändert. Diese LED's werden in vorteilhaf­ ter Weise als Halbleiterchips direkt, eventuell zusammen mit den optischen Mitteln, auf ein Halbleitersubstrat als Trägermaterial aufgebondet und sind somit in einen Ver­ bund integriert.
Bei einer besonders vorteilhaften Verwendung der erfin­ dungsgemäßen Lichtquellenanordnung bilden die Lichtquel­ len einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug. Durch die vorge­ schlagene Anordnung bekommen die Scheinwerfer, insbeson­ dere bei einer Integration in die Karosserie eines Kraft­ fahrzeugs, eine deutlich geringere Bautiefe als herkömm­ liche Scheinwerfer und eröffnen damit völlig neue Gestal­ tungsmöglichkeiten beim Fahrzeugbau. Dadurch, daß die einzelnen oder die Gruppen von Lichtquellen individuell im Scheinwerfersystem ausgerichtet werden können, kann die Effizienz des Gesamtsystems erhöht werden, wobei das Scheinwerfersystem auch beim Ausfall einer oder mehrerer Lichtquellen noch funktionstüchtig ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Un­ teransprüchen angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtquel­ lenanordnung für einen Scheinwerfer in einem Kraftfahr­ zeuges wird anhand der Figur erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist eine Lichtquellenanordnung 1 mit einer Vielzahl einzelner Lichtquellen 2, 3 und 4 schematisch in ihrer Funktion als Scheinwerfer gezeigt. Die Lichtquellen 2, 3 und 4 sind lichtemittierende Dioden, sogenannte LED's, die auf einem Halbleitersubstrat als Trägermateri­ al 5 aufgebondet sind.
Das Trägermaterial 5 ist insbesondere im oberen Bereich mit den Lichtquellen 2 so geformt, daß sich insgesamt eine Abstrahlcharakteristik von Lichtstrahlen 6 ergibt, die einen vorgegebenen Punkt oder Bereich im Beleuch­ tungsfeld des Scheinwerfers fokussiert. Lichtstrahlen 7 und 8 der Lichtquellen 3 und 4 sind hierbei individuell auf andere Punkte oder Bereiche im Beleuchtungsfeld fo­ kussiert. Weiterhin sind, im Detail hier nicht erkennbar, Mikrolinsen- oder Spiegelanordnungen im Bereich der Lichtquellen 2, 3 und 4 angebracht, die als optische Mittel die jeweilige Fokussierung unterstützen.

Claims (9)

1. Lichtquellenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Lichtquellen (2, 3, 4) auf einem Trä­ germaterial (5) angeordnet sind und jeweils einzeln oder in Gruppen mit optischen Mitteln versehen sind, die eine Fokussierung der Lichtstrahlen (6, 7, 8) der Lichtquellen (2, 3, 4) auf mindestens einen Beleuchtungspunkt oder -bereich bewirken.
2. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die optischen Mittel aus einer Mikrolinsenanordnung be­ steht, die in die Lichtquellen (2, 3, 4) integriert ist.
3. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die optischen Mittel aus einer Mikrolinsenanordnung be­ steht, die auf die Lichtquellen (2, 3, 4) aufgesetzt ist.
4. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrolinsenanordnung aus strukturiertem Epoxydharz, aus polymeren oder glasartigen Materialien besteht.
5. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel eine Spiegelanordnung beinhalten, die auf der, dem Beleuchtungspunkt- oder bereich abge­ wandten Seite der Lichtquellen (2, 3, 4) angeordnet ist.
6. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (2, 3, 4) lichtemittierende Dioden sind.
7. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Dioden (2, 3, 4) als Halbleiter­ chips direkt auf ein Halbleitersubstrat als Trägermateri­ al (5) aufgebondet sind.
8. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die optischen Mittel zusammen mit den lichtemittieren­ den Dioden (2, 3, 4) direkt auf das Halbleitersubstrat als Trägermaterial (5) aufgebondet sind.
9. Verwendung der Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellenanordnung (1) einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug bildet.
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