DE202005007501U1

DE202005007501U1 - Kraftfahrzeugleuchte umfassend mindestens eine Leuchtdiode

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Publication number: DE202005007501U1
Application number: DE200520007501
Authority: DE
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2015-05-13

Abstract

Kraftfahrzeugleuchte (6) zur Erzeugung mindestens einer Leuchtfunktion in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen auf einer Platine (1) mechanisch befestigten und elektrisch kontaktierten Leuchtdioden-Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g), dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) derart ausgestaltet ist, dass sie von mindestens zwei verschiedenen Seiten her mit jeweils mindestens einem Leuchtdioden-Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) bestückt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte zur Erzeugung mindestens einer Leuchtfunktion in einem Kraftfahrzeug. Die Leuchte umfasst mindestens einen auf einer Platine mechanisch befestigten und elektrisch kontaktierten Leuchtdioden-Chip (sog. Dice).
Die Befestigung und Kontaktierung eines Leuchtdioden-Chips auf einer Platine ist unter der Bezeichnung COB (Chip On Board) Technologie bekannt. Dabei werden einzelne Leuchtdioden (LED, Light Emitting Diode)-Chips direkt auf einer Platine oder Leiterplatte befestigt und mittels eines Bondingdrahtes, der beispielsweise als ein Gold- oder als ein Kupferdraht ausgebildet ist, elektrisch kontaktiert. Die Platine trägt Leiterbahnen zur Energieversorgung und/oder Ansteuerung der LED-Chips. Anschließend werden die LED-Chips mit einem Tropfen Epoxidharz oder einem Silikonsubstrat abgedeckt. Das Harz beziehungsweise das Substrat dient einerseits zum Schutz des LED-Chips vor schädlichen Einwirkungen von außen. Zum anderen dient das Harz beziehungsweise das Substrat auch als optisches Element, so dass die Lichtverteilung über das Harz oder das Substrat erfolgen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Lichtverteilung der LED-Chips durch separat vorgesehene Linsen oder andere optische Elemente zu beeinflussen.
Genau genommen werden auf der Platine also nicht die kompletten Leuchtdioden, sondern lediglich deren „Innereien" (sog. Dice) in Form des LED-Chips befestigt und kontaktiert. Eine komplette Leuchtdiode umfasst ein Gehäuse, LED-Chips, einen Kühlkörper, evtl. eine Linse, u. a.
Durch die direkte Befestigung der LED-Chips auf der Platine ist es möglich, die Platine als Kühlkörper zu verwenden. Gesonderte Kühlkörper können dann je nach Funktion entfallen. Voraussetzung ist allerdings, dass die Platine aus einem gut wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Aluminium, besteht. Ein weiterer Vorteil der COB-Technologie besteht darin, dass die LED-Chips dicht gepackt werden können und so auf relativ geringem Raum eine hohe Leuchtdichte erzielt werden kann.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Platinen sind zweidimensional ausgebildet und werden lediglich von einer Seite mit LED-Chips bestückt. Eine Bestückung auf Vorder- und Rückseite der Platine würde keinen Sinn machen, da das von den LED-Chips ausgesandte Licht in entgegengesetzte Richtungen abgestrahlt würde und somit die auf einer der beiden Seiten angeordneten LED-Chips in eine Richtung, beispielsweise in das Fahrzeuginnere, strahlen würden, wo das Licht ungenutzt verloren ginge.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei Kraftfahrzeugleuchten mit Leuchtdioden eine flexiblere Ausgestaltung, insbesondere hinsichtlich Funktion, Aufbau und Design, zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Kraftfahrzeugleuchte der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Platine von mindestens zwei verschiedenen Seiten her mit jeweils mindestens einem Leuchtdioden-Chip bestückt ist.
Erfindungsgemäß ist die Platine also nicht nur von einer Seite mit LED-Chips, sondern von mindestens zwei verschiedenen Seiten her jeweils mit mindestens einem LED-Chip bestückt. Die Form der Platine kann dabei beliebig ausgebildet sein. Insbesondere ist an eine Platine gedacht, die eine Längserstreckung aufweist und im Querschnitt eine Dreiecksform, Rechteckform, Trapezform, Sechseckform, Achteckform, Kreisform oder Ellipsenform aufweist. An beliebigen Außenseiten der Platine können LED-Chips angeordnet werden. Durch geeignete Maßnahmen, die nachfolgend noch im Detail beschrieben werden, kann das von den LED-Chips ausgesandte Licht in eine gewünschte Abstrahlrichtung umgelenkt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte können Designvorgaben wesentlich flexibler umgesetzt werden. Durch den zusätzlichen Einsatz von Lichtleitern kann zusätzlicher Gestaltungsspielraum gewonnen werden. Durch die flexible Leiterplattengestaltung und -bestückung mit LED-Chips gibt es zusätzliche Designfreiheitsgrade im dreidimensionalen Raum. Erstmals ist es möglich, die Form der Platinen und die Anordnung der LED-Chips an das gewünschte Design und die Funktion einer Leuchte anzupassen und nicht umgekehrt das Design der Leuchte an die Form und Bestückung der Platine anpassen zu müssen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Leuchtdioden-Chips über Bondingdrähte an der Platine elektrisch kontaktiert sind. Die Bondingdrähte bestehen aus einem gut elektrisch leitenden, vorzugsweise metallischen Material, wie beispielsweise Gold oder Kupfer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Leuchtdioden-Chips nach der Bestückung auf der Platine mit einem Silikon oder einem Epoxidharz abgedeckt sind. Vorzugsweise wird ein Silikonsubstrat eingesetzt. Das Epoxidharz beziehungsweise das Silikonsubstrat dient einerseits zum Schutz der Leuchtdioden vor mechanischen, chemischen oder andersartigen Angriffen von außen. Zum anderen können Sie aber auch als optische Elemente zur Beeinflussung der Lichtverteilung des von den Leuchtdioden ausgesandten Lichts dienen. Selbstverständlich können zusätzlich zu dem Epoxidharz beziehungsweise dem Silikonsubstrat auch optische Elemente beispielsweise in Form von Linsen vorgesehen werden. Die Linse kann über das Epoxidharz oder das Silikonsubstrat oder mittels gesonderter Befestigungsmittel an der Platine befestigt sein.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die auf verschiedenen Seiten der Platine angeordneten Leuchtdioden-Chips Licht in verschiedene Richtungen aussenden. Somit sind verschiedene Seiten der Platine dadurch definiert, dass die auf diesen Seiten angeordneten Leuchtdioden-Chips Licht in unterschiedliche Richtungen aussenden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in der Platine mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der zum Kühlen der Leuchtdioden-Chips mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist. Auf diese Weise kann die Betriebstemperatur der Leuchtdioden verringert werden mit dem Ziel, die sogenannten Junction Temperature von circa 125°C und das damit zwangsläufig verbundene Abschalten bzw. sogar Zerstören der Leuchtdioden nicht zu erreichen. Erst mit der vorgeschlagenen Ausformung der Platine nicht mehr wie bisher als zweidimensionale Platte, sondern in einer beliebigen dreidimensionalen Form, ist es möglich im Inneren der Platine einen oder mehrere Kühlkanäle vorzusehen.
Des weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kühlkanal einen Kühlbereich zum Abtransport von durch den Betrieb der Leuchtdioden-Chips erzeugter Wärme und einen Heizbereich zum Heizen von bestimmten Bereichen der Kraftfahrzeugleuchte mittels der abtransportierten Wärme aufweist. In dem Kühlbereich wird das Kühlmittel erwärmt. In dem Heizbereich gibt das Kühlmittel die im Heizbereich aufgenommene Energie in Form von Wärme wieder ab. Zwischen Kühlbereich und Heizbereich kann ein Transportbereich ausgebildet sein, zum Transport der Abwärme auch über größere Entfernung, insbesondere auch außerhalb der Leuchte.
Als Kühlmittel kann vorteilhafterweise Luft, vorzugsweise von einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs gekühlte Luft, eingesetzt werden. Dazu können die Kühlkanäle in der Platine insbesondere von Kraftfahrzeugscheinwerfern derart ausgestaltet sein, dass sie während der Fahrt des Kraftfahrzeugs mit einem Fahrtwind beaufschlagt werden. Alternativ sind die Kühlkanäle derart ausgestaltet, dass von der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs gekühlte Luft die Kühlkanäle durchströmt. Nach dem Durchströmen der Kühlkanäle kann die gekühlte, von der Abwärme der LED-Chips leicht erwärmte Luft entweder wieder zurück in die Klimaanlage geführt werden oder einfach in die Umgebung entlassen werden. Selbstverständlich kann die Abwärme der LED-Chips auch zum gezielten Erwärmen oder Heizen von bestimmten Fahrzeugbereichen, insbesondere im Inneren der Leuchte, genutzt werden. Die mit Kühlkanälen in der Platine versehenen Leuchten müssen nicht zwangsläufig die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisen. Die mit den Kühlkanälen in der Platine versehene Leuchte hat die angegebenen Vorteile auch dann, wenn die Platine ebene ausgebildet ist und/oder lediglich auf einer Seite der Platine LED-Chips angeordnet sind.
Als Kühlmittel kann aber auch eine beliebige Kühlflüssigkeit eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet, dass sie durch die während des Betriebs der Leuchtdioden-Chips erzeugte Wärme in dem Kühlbereich des Kühlkanals unter Wärmeaufnahme zumindest teilweise siedet und in dem Heizbereich des Kühlkanals unter Wärmeabgabe wieder kondensiert. In dieser Ausgestaltung handelt es sich also um eine spezielle, bei relativ niedrigen Temperaturen siedende, vorzugsweise hochkomprimierte Flüssigkeit. Beide Vorgänge, das Verdampfen im Kühlbereich und das Kondensieren im Heizbereich, finden vorzugsweise bei sich nur geringfügig unterscheidenden Temperaturen statt, so dass die effektive Wärmeleitfähigkeit einen sehr hohen Wert erreicht.
Vorteilhafterweise sind im Bereich des Heizbereichs Mittel zur Beschleunigung der Wärmeabgabe, insbesondere Kühlrippen und/oder ein Ventilator, ausgebildet. Durch die Kühlrippen wird die Oberfläche des Heizbereichs vergrößert und dadurch die Wärmeabgabe beschleunigt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ventilator vorgesehen sein, der den Luftzug in dem Heizbereich und dadurch die Wärmeabgabe beschleunigt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Heizbereich und die Beschleunigungsmittel derart innerhalb oder außerhalb der Kraftfahrzeugleuchte angeordnet sind, dass sich eine den zu heizenden Bereich der Kraftfahrzeugleuchte umfassende Luftzirkulation ergibt. Diese Luftzirkulation kann durch einen Ventilator noch beschleunigt werden. Die Luftzirkulation kann entlang eines zu heizenden Bereichs im Inneren der Kraftfahrzeugleuchte an der Abdeckscheibe der Kraftfahrzeugleuchte entlang verlaufen. Dadurch kann die Abwärme der Leuchtdioden-Chips zum Entfrosten der Abdeckscheibe oder zum Entfernen von Kondenswasser von der Abdeckscheibe genutzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in Lichtaustrittsrichtung vor mindestens einem der auf der Platine angeordneten Leuchtdioden-Chips ein Lichtwellenleiter angeordnet ist, in den von dem mindestens einen Leuchtdioden-Chip ausgesandtes Licht eingekoppelt wird. Das in den Lichtwellenleiter eingekoppelte Licht kann an einer beliebigen Lichtauskoppelfläche des Lichtwellenleiters aus diesem wieder ausgekoppelt und zur Erzeugung der Lichtverteilung genutzt werden. Mit Hilfe eines Lichtwellenleiters ist es möglich, das Licht auch von denjenigen Leuchtdioden-Chips zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung zu nutzen, die auf Grund Ihrer Anordnung auf der Platine, beispielsweise weil sie in Richtung des Fahrzeuginneren ausgerichtet sind, nicht an der Lichtverteilung teilnehmen könnte. Auch vom Design her eröffnen sich durch eine Kombination der beliebig im dreidimensionalen Raum ausgerichtet und angeordneten Leuchtdioden-Chips mit den Lichtwellenleitern völlig neue Aspekte.
Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass mindestens einer der auf der Platine angeordneten Leuchtdioden-Chips von einem Reflektor umgeben ist, der von dem mindestens einen Leuchtdioden-Chip ausgesandtes Licht bündelt und in eine definierte Richtung reflektiert. Vorzugsweise wird das von den Leuchtdioden-Chips erzeugte Licht derart reflektiert, dass es an einer von der Kraftfahrzeugleuchte erzeugten Lichtverteilung teilnimmt, unter Umständen diese Lichtverteilung sogar allein erzeugt.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte als eine Frontleuchte, eine Seitenleuchte oder als eine Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte dient vorzugsweise zur Erzeugung von mindestens einer der nachfolgenden Leuchtfunktionen: Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, Tagfahrlicht, Abbiegelicht, Autobahnlicht, Begrenzungslicht, Standlicht, Blinklicht, Schlusslicht, Bremslicht, Rückfahrlicht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Platine einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
2 eine Platine einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
3 eine Platine einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
4 eine Platine einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform;
5 eine Platine einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform;
6 einen Teil einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
7 eine als Heckleuchte ausgebildete erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform in Draufsicht;
8 die Kraftfahrzeugleuchte aus 7 im Schnitt entlang der Linie X-X;
9 eine als Heckleuchte ausgebildete erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte gemäß noch einer siebten bevorzugten Ausführungsform in Draufsicht;
10 die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte aus 9 im Schnitt entlang der Linie Y-Y;
11 eine aus dem Stand der Technik bekannte Leuchtdiode;
12 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte in einer achten bevorzugten Ausführungsform;
13 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte in einer neunten bevorzugten Ausführungsform; und
14 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte in einer zehnten bevorzugten Ausführungsform.
In 11 ist beispielhaft eine aus dem Stand der Technik bekannte Leuchtdiode in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Leuchtdiode umfasst eine ebene Platine 21, die in einem Gehäuse 22 befestigt ist. Das Gehäuse 22 weist zumindest in Lichtaustrittsrichtung einen Lichtdurchlässigen Bereich auf, der in dem dargestellten Beispiel als eine lichtdurchlässige Kunststoffscheibe 23 ausgebildet ist, die an dem Gehäuse 22 befestigt ist. Auf der Platine 21 ist ein Leuchtdioden-Chip 24 mechanisch befestigt und elektrisch kontaktiert. Die Befestigung und Kontaktierung eines Leuchtdioden-Chips 24 auf der Platine 21 ist unter der Bezeichnung COB (Chip On Board) Technologie bekannt. Dabei werden einzelne Leuchtdioden (LED, Light Emitting Diode)-Chips 24 direkt auf der Platine 21 oder Leiterplatte befestigt und mittels Bondingdrähte 25, die beispielsweise als ein Gold- oder als ein Kupferdraht ausgebildet sind, elektrisch kontaktiert. Die Platine 21 trägt Leiterbahnen zur Energieversorgung und/oder Ansteuerung der LED-Chips 24. Anschließend werden die LED-Chips 24 mit einem Tropfen 26 eines Epoxidharzes oder eines Silikonsubstrats abgedeckt. Das Harz beziehungsweise das Substrat dient einerseits zum Schutz des LED-Chips 24 und der Kontaktierungsleitungen 25 vor schädlichen Einwirkungen von außen. Zum anderen kann das Harz beziehungsweise das Substrat auch als optisches Element dienen, so dass die Lichtverteilung über das Harz oder das Substrat erfolgen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Lichtverteilung der LED-Chips 24 durch separat vorgesehene Linsen 27 oder andere optische Elemente zu beeinflussen. Die Linse 27 kann über den Substrat- oder Epoxidharztropfen 26 oder über zusätzliche Befestigungsmittel an der Platine 21 befestigt werden.
In den 1 bis 5 sind verschiedene Ausgestaltungen einer Platine für eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte beispielhaft dargestellt. Die Platine selbst ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die darauf mechanisch befestigten und elektrisch kontaktierten Leuchtdioden (LEDs, Light Emitting Diodes)-Chips sind mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die LED-Chips 2 werden auch als "Dice" bezeichnet. Es ist deutlich zu erkennen, dass bei den Platinen 1 auf mindestens zwei verschiedenen Seiten jeweils mindestens ein Leuchtdioden-Chip 2 angeordnet ist. Die Platine 1 ist vorzugsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Dadurch dient die Platine 1 selbst als Kühlkörper und es müssen keine zusätzlichen Kühlkörper mehr vorgesehen werden.
In den 3 bis 5 ist im Inneren der Platine 1 ein Kühlkanal 3 vorgesehen, der mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist, um während des Betriebs der Leuchtdioden-Chips 2 deren Betriebstemperatur zu verringern. Der Kühlkanal 3 verläuft vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Platine 1. Als Kühlmittel kann Luft, beispielsweise der Fahrtwind, oder aber von einer Klimaanlage gekühlte Luft eingesetzt werden.
Die in den 1 bis 5 dargestellten Platinen werden in einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte, die beispielsweise als ein Scheinwerfer, eine Begrenzungsleuchte oder als eine Heckleuchte ausgebildet sein kann, eingesetzt. Durch die vorgeschlagenen Formen der Platine 1, die deutlich von der aus dem Stand der Technik bekannten Plattenform der Platinen abweicht, ergeben sich völlig neue zusätzliche Freiheitsgrade bezüglich der Ausgestaltung und des Designs von Kraftfahrzeugleuchten.
In 6 ist ein Teil einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte dargestellt. Die Leuchte umfasst die Platine 1, auf deren Oberseite mindestens einen Leuchtdioden-Chip 2a, auf deren Unterseite mindestens einen weiteren Leuchtdioden-Chip 2b und an deren Stirnseite mindestens noch einen weiteren Leuchtdioden-Chip 2c mechanisch befestigt und elektrisch kontaktiert ist. Die Platine 1 ist in einem Reflektor 4 der Kraftfahrzeugleuchte befestigt. Bei dem Reflektor 4 handelt es sich um einen zweigeteilten Reflektor, bei dem der obere Reflektorteil 4a anderes als der untere Reflektorteil 4b ausgestaltet ist.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sendet der mindestens eine Leuchtdioden-Chip 2a gelbfarbenes Licht aus, das von dem oberen Reflektorteil 4a als Blinklicht reflektiert wird. Der mindestens eine untere Leuchtdioden-Chip 2b sendet im Wesentlichen weißes Licht aus, das von dem unteren Reflektorteil 4b als Tagfahrlicht in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne reflektiert wird. Der an der Stirnseite an der Platine 1 angeordnete Leuchtdioden-Chip 2c sendet ebenfalls im Wesentlichen weißes Licht aus. Der Leuchtdioden-Chip 2c ist durch einen weiteren kleinen Reflektor 5 umgeben, der das von dem Leuchtdioden-Chip 2c ausgesandte Licht bündelt und als ein Begrenzungslicht ebenfalls in Fahrtrichtung nach vorne vor das Kraftfahrzeug reflektiert. Der in 6 dargestellte Teil einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte ist Teil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte dargestellt, die in diesem Fall als eine Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist. In Draufsicht weist die Heckleuchte 6 ein äußeres kreisförmiges Gehäuse 7 auf. Im Inneren des Gehäuses 7 ist eine in Draufsicht ebenfalls kreisförmig ausgestaltete Platine 1 angeordnet. Im dreidimensionalen Raum betrachtet weist die Platine 1 im Wesentlichen eine Zylinderform auf, wobei außen auf dem Zylindermantel radial nach außen gerichtet insgesamt acht Leuchtdioden-Chips 2d angeordnet sind. Jeder der Leuchtdioden-Chips 2d ist ein Lichtwellenleiter 8 zugeordnet, in den das von den Leuchtdioden-Chips 2 ausgesandte Licht eingekoppelt wird. An geeigneten Auskoppelflächen, die beispielsweise an der Stirnseite oder an der Umfangsseite der Lichtwellenleiter 8 ausgebildet sein können, wird das in diese eingekoppelte Licht wieder ausgekoppelt und zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung herangezogen. Bei der in 7 dargestellten Heckleuchte 6 können die Leuchtdioden-Chips 2d und die ihnen zugeordneten Lichtwellenleiter 8 unterschiedliche Leuchtfunktionen übernehmen, die sich in Farbe, Art und Stärke der Lichtverteilung unterscheiden können. Denkbar ist beispielsweise, dass einer der Leuchtdioden-Chips 2d rotes Licht aussendet, das in den entsprechenden Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt und aus diesem zur Erzeugung eines Bremslichts oder eines Schlusslichts ausgekoppelt wird. Ebenso ist es denkbar, dass einer anderen Leuchtdioden-Chips 2d weißes Licht aussendet, das in den ihr zugeordneten Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt und zur Erzeugung eines Rückfahrlichts aus diesem wieder ausgekoppelt wird. Des Weiteren könnte noch ein anderer Leuchtdioden-Chip 2d gelbes Licht erzeugen, das in einen diesem zugeordneten Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt und zur Erzeugung eines Blinklichts aus diesem wieder ausgekoppelt wird. Auf der Stirnseite der Platine 1 ist ein weiterer Leuchtdioden-Chip 2e angeordnet. Dieser ist von einem kleinen Reflektor 9 umgeben, der das von dem Leuchtdioden-Chip 2e ausgesandte Licht bündelt und aus der Heckleuchte 6 heraus reflektiert. Das von dem Leuchtdioden-Chip 2e ausgesandte und von dem Reflektor 9 reflektierte Licht kann zur Unterstützung der von einem oder mehreren der Leuchtdioden-Chips 2d zusammen mit einem entsprechenden Lichtwellenleiter 8 erzeugten Leuchtfunktion dienen. Alternativ kann das von dem Leuchtdioden-Chip 2e ausgesandte und von dem Reflektor 9 reflektierte Licht auch zur Erzeugung einer zusätzlichen Leuchtfunktion herangezogen werden, die von keinem der Leuchtdioden-Chips 2d und Lichtwellenleiter 8 erzeugt wird.
In 8 ist die Heckleuchte 6 aus 7 im Schnitt entlang der Linie X-X dargestellt. Nach vorne hin, das heißt in Lichtaustrittsrichtung, ist die Heckleuchte 6 mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe 10 verschlossen. Diese besteht aus Glas oder Kunststoff. Sie kann als eine Klarglasscheibe ausgestaltet sein oder aber optisch wirksame Elemente enthalten. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Abdeckscheibe 10 eingefärbt ist, um den Blick auf im Inneren des Gehäuses 7 angeordnete Teile der Heckleuchte 6 zu verbergen oder aber um von den Leuchtdioden-Chips 2d, 2e beziehungsweise den Lichtwellenleitern 8 oder dem Reflektor 9 ausgesandtes Licht in gewünschter Weise einzufärben.
Auch das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte ist eine Heckleuchte 6. Dabei weist die Platine 1 quer zu ihrer Längserstreckung einen trapezförmigen Querschnitt auf (vergleiche 10). Entlang der Längserstreckung der Platine 1 sind vier Leuchtdioden-Chips 2f angeordnet, die jeweils von einem kleinen Reflektor 11 umgeben sind. An der Oberseite und der Unterseite der Platine 1 sind jeweils vier nebeneinander angeordnete Leuchtdioden-Chips 2g angeordnet, die jeweils Licht aussenden, das in ihnen zugeordnete Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt und zur Erzeugung einer gewünschten Leuchtfunktion aus diesen wieder ausgekoppelt wird.
In 12 ist eine achte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte 6 dargestellt. Die Leuchte 6 umfasst ein Gehäuse 12, das in Lichtaustrittsrichtung eine Öffnung aufweist, die durch eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe 13 verschlossen ist. Die Platine 1 besteht im wesentlichen aus dem Kühlkanal, der seinerseits einen Kühlbereich 14, einen Transportbereich 15 und einen Heizbereich 16 umfasst. Der Kühlkanal ist mit einer speziellen, bei relativ niedrigen Temperaturen siedenden, vorzugsweise hochkomprimierte Flüssigkeit gefüllt. Im Kühlbereich 14 sind auf dem Kühlkanal bzw. der Platine die Leuchtdioden-Chips 2 angeordnet. Die Kühlflüssigkeit sorgt nach dem Prinzip des Wärmerohres für einen Abtransport der während des Betriebs der Leuchtdioden-Chips 2 erzeugten Wärme. Dabei verdampft die Flüssigkeit im Kühlbereich 14 unter Wärmeaufnahme, und der über den Transportbereich 15 in den Heizbereich 16 gelangte Dampf kondensiert dort unter Wärmeabgabe wieder.
Dem Heizbereich 16 sind als Kühlrippen und als ein Ventilator 17 ausgebildete Mittel zur Beschleunigung der Wärmeabgabe zugeordnet. Durch die Wärmeabgabe im Heizbereich 17 ergibt sich eine Luftzirkulation 18 im Inneren der Leuchte 6, die von dem Ventilator 17 noch beschleunigt bzw. unterstützt wird. Die gerichtete Luftzirkulation 18 verläuft entlang eines zu heizenden Bereichs der Leuchte 6, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel entlang der Innenseite der Abdeckscheibe 13. Durch den Warmluftstrom der Luftzirkulation 18 kann die Abdeckscheibe 13 entfrostet bzw. von einem Feuchtigkeitsbeschlag befreit werden.
Der Heizbereich 16 kann auch einen Teil einer Außenwand des Gehäuses 12 bilden. In 13 ist eine entsprechende Ausführungsform dargestellt, wo insbesondere der Anschluss des Heizbereichs 16 an die Gehäusewand zu erkennen ist. Es ist auch denkbar, dass der Heizbereich 16 aus der Leuchte 6 bzw. dem Gehäuse 12 heraus geführt ist. Eine entsprechende Ausführungsform ist in 14 dargestellt, wo insbesondere der außerhalb der Leuchte 6 bzw. des Gehäuses 12 angeordnete Heizbereich 16 zu erkennen ist. Der Durchtrittspunkt des Transportbereichs 15 durch das Gehäuse 12 ist vorzugsweise von einem elastischen Material 12a umgeben, um einen dichten Verschluss des Gehäuses 12 sicherzustellen und um eine evtl. Bewegung der Leuchtenoptik nicht zu beeinträchtigen. Außerhalb des Gehäuses 12 kann die Wärmeabgabe durch den Fahrtwind oder durch einen Fahrzeugkühlerlüfter beschleunigt werden. Des weiteren kann die Heizzone 16 auch – beispielsweise zusammen mit Befestigungselementen der Leuchte 6 – an Teilen des Fahrzeugs thermisch wirksam befestigt sein, so dass letztlich das Fahrzeug als Wärmesenke dient.
Bei einer verstellbaren Leuchtenoptik wird der Kontaktpunkt des Heizbereichs 16 an dem Gehäuse 12 bzw. der Durchtrittspunkt des Transportbereichs 15 durch das Gehäuse 12 vorzugsweise in der Nähe eines Hauptanlenkpunktes bzw. einer entsprechenden Bewegungsachse 19 der Optik angeordnet.

Claims

Kraftfahrzeugleuchte (6) zur Erzeugung mindestens einer Leuchtfunktion in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen auf einer Platine (1) mechanisch befestigten und elektrisch kontaktierten Leuchtdioden-Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g), dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (1) derart ausgestaltet ist, dass sie von mindestens zwei verschiedenen Seiten her mit jeweils mindestens einem Leuchtdioden-Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) bestückt ist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) über Bondingdrähte an der Platine (1) elektrisch kontaktiert sind.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) nach der Bestückung auf der Platine (1) mit einem Silikon oder einem Epoxidharz abgedeckt sind.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) derart auf verschiedenen Seiten der Platine (1) angeordnet sind, dass sie Licht in verschiedene Richtungen aussenden.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Platine (1) mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der zum Kühlen der Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) mit einem Kühlmittel beaufschlagbar ist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal einen Kühlbereich zum Abtransport von durch den Betrieb der Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) erzeugter Wärme und einen Heizbereich zum Heizen von bestimmten Bereichen der Kraftfahrzeugleuchte (6) mittels der abtransportierten Wärme aufweist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel Luft, vorzugsweise von einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs gekühlte Luft, ist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel eine Kühlflüssigkeit ist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet ist, dass sie durch die während des Betriebs der Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) erzeugte Wärme in dem Kühlbereich des Kühlkanals unter Wärmeaufnahme zumindest teilweise siedet und in dem Heizbereich des Kühlkanals unter Wärmeabgabe wieder kondensiert.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Heizbereichs Mittel zur Beschleunigung der Wärmeabgabe, insbesondere Kühlrippen und/oder ein Ventilator, ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbereich und die Beschleunigungsmittel derart innerhalb oder außerhalb der Kraftfahrzeugleuchte (6) angeordnet sind, dass sich eine den zu heizenden Bereich der Kraftfahrzeugleuchte (6) umfassende Luftzirkulation ergibt.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Lichtaustrittsrichtung vor mindestens einem der auf der Platine (1) angeordneten Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) ein Lichtwellenleiter (8) angeordnet ist, in den von dem mindestens einen Leuchtdioden-Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) ausgesandtes Licht eingekoppelt wird.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der auf der Platine (1) angeordneten Leuchtdioden-Chips (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) von einem Reflektor (5, 9, 11) umgeben ist, der von dem mindestens einen Leuchtdioden- Chip (2; 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g) ausgesandtes Licht bündelt und in eine definierte Richtung reflektiert.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (6) als eine Frontleuchte, eine Seitenleuchte oder als eine Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugleuchte (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugleuchte (6) zur Erzeugung von mindestens einer der nachfolgenden Leuchtfunktionen ausgebildet ist: Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, Tagfahrlicht, Abbiegelicht, Autobahnlicht, Begrenzungslicht, Standlicht, Blinklicht, Schlusslicht, Bremslicht, Rückfahrlicht.