EP2093481A2 - Beleuchtungsschaltung und -vorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP2093481A2
EP2093481A2 EP09001959A EP09001959A EP2093481A2 EP 2093481 A2 EP2093481 A2 EP 2093481A2 EP 09001959 A EP09001959 A EP 09001959A EP 09001959 A EP09001959 A EP 09001959A EP 2093481 A2 EP2093481 A2 EP 2093481A2
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EP
European Patent Office
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light
emitting diodes
rows
light emitting
stromeinprägeeinheit
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EP09001959A
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EP2093481B1 (de
EP2093481A3 (de
Inventor
Martin Dipl.-Ing. Mügge
Thomas Dipl.-Ing. Schäfers
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.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Publication of EP2093481A3 publication Critical patent/EP2093481A3/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]

Definitions

  • the invention relates to a lighting circuit for motor vehicles with a number of i rows and j columns of matrix-like interconnected light-emitting diodes, which are connected to a DC supply voltage.
  • the invention relates to a lighting device for motor vehicles.
  • a lighting circuit for motor vehicles in which a light-emitting diode matrix consisting of i rows and j columns of light-emitting diodes connected in a matrix-like manner and connected to a DC supply voltage.
  • the known lighting circuit is limited to the generation of a signal light function.
  • a row of light-emitting diodes is arranged, so that the light emitted by the same is coupled to the narrow side of the light-guiding element and totally reflected on an opposite flat front side and rear side.
  • Decoupling elements are arranged on the flat rear side of the light-guiding element, so that the light fed in is deflected in the direction of the front side and coupled out at the same.
  • the light source associated with the reflector is designed as an incandescent lamp which can be switched on and off independently of the row of light-emitting diodes associated with the light-conducting elements. In a first operating position of the lighting circuit, for example, only the incandescent lamp can be energized to produce a first light function.
  • the row of light-emitting diodes can be energized exclusively or cumulatively to the incandescent lamp, for example, so that a second light function can be generated.
  • a disadvantage of the known lighting device is that the space required to produce multiple light functions is relatively large.
  • Object of the present invention is to develop a lighting circuit and a lighting device for motor vehicles such that on the one hand reduces the circuitry complexity for generating a plurality of lighting functions and on the other hand, the majority of light functions space saving and inexpensive in a housing can be provided.
  • the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that a first number a, b of i lines, a first Stromeingargehabsome 20 is assigned, such that by the first number a, b of i rows a first Operating current flows, and that a second number c of i rows is associated with a second Stromeingargeech such that flows through the second number c of i lines a second operating current which is greater than the first operating current.
  • the particular advantage of the invention is that can be done by the inventive provision of a first Stromein rempligeech and a second Stromein rempligeech, each associated with a different number of light emitting diodes, adapted to the photometric requirements control of the light sources.
  • a partially different luminous flux can be generated, which can be used to provide different light functions, such as tail light and brake light.
  • the higher energization of a second number of light emitting diodes a light technically weaker trained portion of a light function.
  • the higher energized second number of light emitting diodes serves as the comparatively lower energized first number of Light emitting diodes for generating the same light function.
  • the higher energized second number of light-emitting diodes can also be used to form a separate light function compared to the first number of light-emitting diodes.
  • the first Stromeingargetician is designed as a power source to which all rows of light emitting diode are connected in series.
  • the second Stromeingargetician may be formed as a second current source or as a voltage source, such that in a parallel to the first current source branch, an additional current of the second number of light-emitting elements can be fed.
  • the luminance of the second number of light-emitting elements can be increased by superposition of the current, in dependence on the predetermined operating position of the lighting circuit.
  • the second Stromeingargetician be switched on to generate a brake light function.
  • a higher current can also be generated by means of the first current injection unit, which flows through the first number and the second number of light-emitting diodes.
  • the lighting device according to claim 5.
  • the lighting device enables the provision of different lighting functions Space saving exclusively by light sources that are designed as light-emitting diodes. Depending on the given light function different luminance densities can be generated. For example, the luminance densities can also be spatially distributed differently, so that on the one hand the installation space depth and / or on the other hand the installation space width of the housing of the lighting device can be reduced for different light functions.
  • the lighting device according to the invention allows a space-saving provision of multiple light functions, wherein the geometry of the lighting device meets predetermined design requirements. In particular, the lighting device may have a filed arrangement.
  • a first number of light-emitting diodes is assigned as an optical means a reflector and a second number of light emitting diodes a planar light guide, wherein the planar light guide is arranged in the light emission in front of the reflector.
  • two light units are thus arranged one behind the other, which, depending on the operating position, can be operated with the same operating current or with a different operating current to produce the same non-function.
  • the planar light-guiding element can also extend into a lateral edge region of the lighting device, in which it extends substantially parallel to a main radiation direction of the first and / or second light function, so that a side marker light function can be generated.
  • the side marker light function is generated exclusively by the light beam emitted by the planar light guide element.
  • the operating current applied to the planar light-guiding element can be adapted to the requirements of the side-marker light function.
  • the operating current of the first number of light emitting diodes is selected such that the predetermined first light function and / or second light function is generated by superposition with the luminous flux radiated by the planar light guide element.
  • a housing 1 is provided, in which a plurality of light units 2 are arranged.
  • Housing 1 has a horizontal, shard-shaped reflector 3 in the horizontal direction, on which an inner reflector 4 adjoins an inner reflector 4 on an inner side facing the vehicle longitudinal axis and on which an outer reflector 5 adjoins an outer side facing away from the vehicle longitudinal axis.
  • the central reflector 3, the inner reflector 4 and the outer reflector 5 are covered by a planar light-guiding element 6 which extends in the main emission direction 7 of the illumination device in front of the reflectors 3, 4, 5.
  • a red-colored cover 8 is provided in the main emission direction 7 in front of the planar light-guiding element 6.
  • the lighting device is designed as a signal light for generating a tail, flashing light, Brake light and side marker light function.
  • the light units 2 each consist of a number of LEDs and the same associated optical means.
  • the flashing light unit 2 is formed by a printed circuit board 9 equipped with a plurality of light-emitting diodes and the middle reflector 3.
  • the central reflector 3 has nine reflector segments which extend substantially in the vertical direction to form a reflector strip.
  • the circuit board 9 is positioned in the housing in the vertical direction and laterally of the central reflector 3.
  • a mirrored optical disk 10 is provided, which extends between a front edge of the central reflector 3 and the planar light-conducting element 6. The mirrored optical disk 10 prevents the structure of the circuit board 9 is visible from the outside.
  • the inner reflector 4 is assigned a first printed circuit board 11 and the outer reflector 5 is assigned a second printed circuit board 12, which are each arranged in the vertical direction.
  • the second circuit board 12 may be integrally connected to the circuit board 9, wherein on a side facing the inner reflector 4 side yellow LEDs and on a side facing the outer reflector 5 red LEDs 12 'are arranged.
  • the first circuit board 11 is - as the second circuit board 12 - equipped with red LEDs 11 '.
  • the planar light guide 6 is used in conjunction with a third circuit board 13 which extends parallel to the first circuit board 11 and the second circuit board 12 and which is equipped with a number of light-emitting diodes 13 '.
  • the third circuit board 13 is arranged in the region of a narrow side 14 of the light-guiding element 6, so that the light emitted by the light-emitting diodes 13 'is coupled into the narrow side 14 of the light-guiding element 6 and totally reflected on a flat front side 16 and a planar rear side 17 thereof.
  • a plurality of outcoupling elements are arranged, so that the injected light is homogeneously coupled to the flat front side 16.
  • the decoupling elements can be applied by printing or by laser structuring or by erosion or by etching, as can be seen from the DE 10 2005 018 212 A1 is known.
  • the decoupling elements can also be designed as spherical or prism-shaped surface sections, so that they can be produced during injection molding of the light-conducting element 6.
  • the decoupling elements can also be arranged on the front side 16. It is essential that a light emission which is homogeneous over the surface of the light-guiding element 6 is made possible by means of the decoupling elements, so that the light-guiding element 6 serves as a kind of "light curtain" for the light units 2 arranged behind the same in the main emission direction 7.
  • the planar light guide 6 allows thus a homogenization and increase in the luminance of the back-mounted light units. 2
  • FIG. 2 a light distribution of the light guide 6 is shown, wherein the length of the lines S corresponds to the height of the light emitted in this area in the direction of a surface normal of the light guide 6 light intensity.
  • the light-guiding element 6 extends substantially parallel to the main emission direction 7 of the illumination device.
  • the light emitting diodes 13 'of the third printed circuit board 13 are driven in such a way that the light beam emitted in the lateral edge region 19 serves to produce a side marker light function.
  • the LEDs of the guide plates 9, 11, 12, 13 are driven by a lighting circuit.
  • a part of the lighting circuit for generating the brake light, tail light and side marker light function is shown.
  • the first circuit board 11 has a number a of LEDs 11 ', which are connected to a current source designed as a first Stromein rempligeech 20.
  • the first current injection unit 20 is arranged on the first circuit board 11 together with an input protection circuit 21 and a pulse width modulation generation (PWM) circuit 22.
  • PWM pulse width modulation generation
  • the second circuit board 12 is equipped with a number b of light emitting diodes 12 ', which - like the light emitting diodes 11' - are connected in parallel.
  • the number b of light emitting diodes 12 ' are connected in series with the number a of the light emitting diodes 11'.
  • the third circuit board 13 has a number c of light emitting diodes 13 ', which are connected in parallel. the number c of the light emitting diodes 13 'are connected in series with the light emitting diodes 11' and 12 ', respectively. How out FIG. 4 it can be seen, the cathode terminal of the LEDs 13 'is connected to the ground M.
  • the first current injection unit 20 is connected via the input protection circuit 21 to a tail light connection 23 and a brake light connection 26.
  • the tail light connection 23 is activated and the brake light connection 26 deactivated (via a switch, not shown), so that a first operating current I 1 through the light emitting diodes 11 ', 12', 13 'flows.
  • the light-emitting diodes 13 'of the third printed circuit board 13 are connected in addition to the first Stromeinlessnessgeü 20 to a second Stromeinlessnessgeü 24, so that in theminlicht istswolf (first operating position), an increased operating current I 2 flows through the light emitting diodes 13', which is larger by a factor of X. as the first operating current I 1 .
  • the second Stromeingargeech 24 is formed by a parallel to the light emitting diodes 11 ', 12' and the first Stromein rempligeech 20 and a resistor R having branch 25 and a tail light DC supply voltage 23.
  • the parallel branch 25 of the additional current I z flows , by which the second operating current I 2 is increased in comparison to the first operating current I 1 .
  • the light-emitting diodes 13 ' Because an increased operating current I 2 flows through the light-emitting diodes 13 ', a smaller number of light-emitting diodes can be used to achieve a predetermined luminance or luminous intensity of the light-guiding element 6. In addition, the luminance required may serve to produce a side marker light function.
  • the tail light connection 23 is deactivated and the brake light connection 26 is activated.
  • the additional branch 25 is not subjected to a voltage, so that through the rows a, b, c of light emitting diodes 11 ', 12', 13 'a same compared to the operating current I 1 , I 2 of Tail light operating position increased operating current flows.
  • the operating current in the brake light operating position can be greater by a factor of ten than the operating current I 1 in the taillight operating position.
  • this may be formed by a second current source.
  • the second Stromein Weggeong 24 can be switched on in a second operating position, so that only by changing the operating current in the third circuit board 13 another light function, such as a brake light function can be generated.
  • the operating currents are preferably generated by a clocked drive by means of the PWM circuit.
  • the light-emitting diodes 13 ' can also be arranged with the light-emitting diodes 11' and / or 12 'on a common printed circuit board according to an alternative embodiment.
  • a first printed circuit board 31 can be equipped with a first number of light-emitting diodes 31 ', to which reflectors 32 are assigned in each case to form a first light function, for example a taillight function.
  • a second printed circuit board 33 is arranged, which is equipped with a second number of light emitting diodes 33 ', each of which a reflector 34 are assigned to generate a side marker light function.
  • the LEDs 33 ' are arranged in series with the LEDs 31', so that by means of the LEDs 31 'associated first Stromein Weggech 20 of the operating current I 1 through the mutually parallel LEDs 31' flows.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsschaltung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl von i Zeilen und j Spalten matrixartig zusammengeschalteter Leuchtdioden, die an einer Versorgungsgleichspannung angeschlossen sind, wobei einer ersten Anzahl a, b von i Zeilen eine erste Stromeinprägeeinheit zugeordnet ist, derart, dass durch die erste Anzahl a, b von i Zeilen ein erster Betriebsstrom fließt, und dass einer zweite Anzahl c von i Zeilen eine zweite Stromeinprägeeinheit zugeordnet ist, derart, dass durch die zweite Anzahl c von i Zeilen ein zweiter Betriebstrom fließt, der größer ist als der erste Betriebsstrom.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsschaltung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl von i Zeilen und j Spalten matrixartig zusammengeschalteter Leuchtdioden, die an einer Versorgungsgleichspannung angeschlossen sind.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
  • Aus der EP 0 793 403 B1 ist eine Beleuchtungsschaltung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Leuchtdiodenmatrix bestehend aus i Zeilen und j Spalten von Leuchtdioden matrixartig zusammengeschaltet und an einer Versorgungsgleichspannung angeschlossen ist. Die bekannte Beleuchtungsschaltung ist auf die Erzeugung einer Signallichtfunktion begrenzt. Zur Bereitstellung einer Platz sparenden Beleuchtungsvorrichtung ist es aus der DE 102 07 694 Al bekannt geworden, ein flächiges Lichtleitelement in Lichtabstrahlrichtung vor einem aus einer Lichtquelle und einem Reflektor bestehenden Lichteinheit anzuordnen. Dabei deckt das flächige Lichtleitelement den Reflektor des Lichtmoduls vollständig ab. An einer Schmalseite des flächigen Lichtleitelementes ist eine Reihe von Leuchtdioden angeordnet, so dass das von denselben emittierte Licht an der Schmalseite des Lichtleitelementes eingekoppelt und an einer gegenüberliegenden flächigen Vorderseite und Rückseite totalreflektiert wird. An der flächigen Rückseite des Lichtleitelementes sind Auskoppelelemente angeordnet, so dass das eingespeiste Licht in Richtung der Vorderseite abgelenkt und an derselben ausgekoppelt wird. Die dem Reflektor zugeordnete Lichtquelle ist als eine Glühlampe ausgebildet, die unabhängig von der Reihe von dem Lichtleitelementen zugeordneten Leuchtdioden ein- und abschaltbar ist. In einer ersten Betriebsstellung der Beleuchtungsschaltung kann beispielsweise allein die Glühlampe bestromt sein zur Erzeugung einer ersten Lichtfunktion. In einer zweiten Betriebsstellung kann beispielsweise ausschließlich oder kumulativ zu der Glühlampe die Reihe von Leuchtdioden bestromt sein, so dass eine zweite Lichtfunktion erzeugbar ist. Nachteilig an der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist, dass der Platzbedarf zur Erzeugung mehrerer Lichtfunktionen relativ groß ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsschaltung und eine Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass zum einen der schaltungstechnische Aufwand zur Erzeugung einer Mehrzahl von Lichtfunktionen verringert und zum anderen die Mehrzahl von Lichtfunktionen Platz sparend und kostengünstig in einem Gehäuse bereitstellbar sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass einer ersten Anzahl a, b von i Zeilen eine erste Stromeinprägeeinheit 20 zugeordnet ist, derart, dass durch die erste Anzahl a, b von i Zeilen ein erster Betriebsstrom fließt, und dass einer zweite Anzahl c von i Zeilen eine zweite Stromeinprägeeinheit zugeordnet ist, derart, dass durch die zweite Anzahl c von i Zeilen ein zweiter Betriebstrom fließt, der größer ist als der erste Betriebsstrom.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer ersten Stromeinprägeeinheit und einer zweiten Stromeinprägeeinheit, die jeweils einer unterschiedlichen Anzahl von Leuchtdioden zugeordnet sind, eine an die lichttechnischen Forderungen angepasste Ansteuerung der Lichtquellen erfolgen kann. Vorteilhaft kann ein partiell unterschiedlicher Lichtstrom erzeugt werden, der zur Bereitstellung von unterschiedlichen Lichtfunktionen, wie beispielsweise Schlusslicht und Bremslicht genutzt werden kann. Insbesondere kann durch die höhere Bestromung einer zweiten Anzahl von Leuchtdioden ein lichttechnisch schwächer ausgebildeter Teilbereich einer Lichtfunktion ohne Erhöhung der Leuchtdiodenanzahl und des Bauraums ausgeglichen werden. Hierbei dient die höher bestromte zweite Anzahl von Leuchtdioden wie die vergleichsweise niedriger bestromte erste Anzahl von Leuchtdioden zur Erzeugung derselben Lichtfunktion. Andererseits kann die höher bestromte zweite Anzahl von Leuchtdioden auch zur Bildung einer im Vergleich zur ersten Anzahl der Leuchtdioden gesonderten Lichtfunktion eingesetzt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Beleuchtungsschaltung ist die erste Stromeinprägeeinheit als eine Stromquelle ausgebildet, an der alle Zeilen von Leuchtdiode in Reihe angeschlossen sind. Die zweite Stromeinprägeeinheit kann als eine zweite Stromquelle oder als eine Spannungsquelle ausgebildet sein, derart, dass in einem zu der ersten Stromquelle parallelen Zweig ein zusätzlicher Strom der zweiten Anzahl von Leuchtelementen zuführbar ist. Vorteilhaft kann hier durch Überlagerung des Stromes die Leuchtdichte der zweiten Anzahl von Leuchtelementen erhöht werden, und zwar in Abhängigkeit von der vorgegebenen Betriebsstellung der Beleuchtungsschaltung. Beispielsweise kann zur Erzeugung einer Bremslichtfunktion die zweite Stromeinprägeeinheit zugeschaltet werden. Alternativ kann zur Erzeugung der Bremslichtfunktion auch ein höherer Strom mittels der ersten Stromeinprägeeinheit erzeugt werden, der durch die erste Anzahl und die zweite Anzahl von Leuchtdioden fließt.
  • Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 5 auf.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht die Bereitstellung von unterschiedlichen Lichtfunktionen Platz sparend ausschließlich durch Lichtquellen, die als Leuchtdioden ausgebildet sind. In Abhängigkeit von der vorgegebenen Lichtfunktion können unterschiedliche Leuchtdichten erzeugt werden. Beispielsweise können die Leuchtdichten auch räumlich unterschiedlich verteilt sein, so dass zum einen die Bauraumtiefe und/oder zum anderen die Bauraumbreite des Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung für unterschiedliche Lichtfunktionen verringert werden kann. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht eine Platz sparende Bereitstellung von mehreren Lichtfunktionen, wobei die Geometrie der Beleuchtungsvorrichtung vorgegebenen Designanforderungen genügt. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung eine gefeilte Anordnung aufweisen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine erste Anzahl von Leuchtdioden als optisches Mittel einem Reflektor und eine zweite Anzahl von Leuchtdioden einem flächigen Lichtleitelement zugeordnet, wobei das flächige Lichtleitelement in Lichtabstrahlrichtung vor dem Reflektor angeordnet ist. In Hauptabstrahlrichtung sind somit zwei Lichteinheiten hintereinander angeordnet, die in Abhängigkeit von der Betriebsstellung mit dem gleichen Betriebsstrom oder mit einem unterschiedlichen Betriebsstrom betreibbar sind zur Erzeugung der gleichen Nichtfunktion.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann sich das flächige Lichtleitelement auch bis in einen seitlichen Randbereich der Beleuchtungsvorrichtung erstrecken, in dem es sich im Wesentlichen parallel zu einer Hauptabstrahlrichtung der ersten und/oder zweiten Lichtfunktion erstreckt, so dass eine Seitenmarkierungslichtfunktion erzeugt werden kann. Die Seitenmarkierungslichtfunktion wird hierbei ausschließlich durch das von dem flächigen Lichtleitelement abgestrahlte Lichtbündel erzeugt. Vorteilhaft kann hierbei der dem flächigen Lichtleitelement zugeordneten Leuchtdioden beaufschlagende Betriebsstrom an die Anforderungen der Seitenmarkierungslichtfunktion angepasst sein. Der Betriebsstrom der ersten Anzahl von Leuchtdioden ist derart gewählt, dass die vorgegebene erste Lichtfunktion und/oder zweite Lichtfunktion durch Überlagerung mit den durch das flächige Lichtleitelement abgestrahlten Lichtstrom erzeugt wird. Die Erfindung gewährleistet somit einen Platz sparenden und variablen Einsatz von Lichteinheiten.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrich- tung,
    Figur 2
    einen Horizontalschnitt durch die Beleuchtungs- vorrichtung mit Angabe der Lichtstromverteilung entlang eines flächigen Lichtleitelementes,
    Figur 3
    einen teilweisen vergrößerten Vertikalschnitt der Beleuchtungsvorrichtung,
    Figur 4
    einen Schaltplan der Beleuchtungsschaltung und
    Figur 5
    einen Vertikalschnitt durch eine Beleuchtungs- vorrichtung nach einer alternativen Ausführungs- form.
  • Nach einer ersten Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, in dem eine Mehrzahl von Lichteinheiten 2 angeordnet sind.
  • Das Gehäuse 1 weist einen in horizontaler Richtung mittleren scherbenförmigen Reflektor 3 auf, an dem sich auf einer der Fahrzeuglängsachse zugewandten inneren Seite ein innerer Reflektor 4 und an dem sich auf einer gegenüberliegenden, der Fahrzeuglängsachse abgewandten äußeren Seite ein äußerer Reflektor 5 anschließen. Der mittlerer Reflektor 3, der innere Reflektor 4 und der äußere Reflektor 5 sind von einem flächigen Lichtleitelement 6 abgedeckt, das sich in Hauptabstrahlrichtung 7 der Beleuchtungsvorrichtung vor den Reflektoren 3, 4, 5 erstreckt. In Hauptabstrahlrichtung 7 vor dem flächigen Lichtleitelement 6 ist eine rot eingefärbte Abdeckscheibe 8 vorgesehen.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung ist als eine Signalleuchte ausgebildet zur Erzeugung einer Schluss-, Blinklicht-, Bremslicht- und Seitenmarkierungslichtfunktion. Die Lichteinheiten 2 bestehen jeweils aus einer Anzahl von Leuchtdioden und denselben zugeordneten optischen Mitteln.
  • Die Blinklicht-Lichteinheit 2 ist gebildet aus einer mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden bestückten Leiterplatte 9 und dem mittleren Reflektor 3. Der mittlere Reflektor 3 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel neun Reflektorsegmente auf, die sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung zu einem Reflektorstreifen erstrecken. Die Leiterplatte 9 ist in dem Gehäuse in vertikaler Richtung und seitlich zum dem mittleren Reflektor 3 positioniert. In Hauptabstrahlrichtung 7 vor dem mittleren Reflektor 3 ist eine verspiegelte Optikscheibe 10 vorgesehen, die sich zwischen einem vorderen Rand des mittleren Reflektors 3 und dem flächigen Lichtleitelement 6 erstreckt. Die verspiegelte Optikscheibe 10 verhindert, dass von außen der Aufbau der Leiterplatte 9 sichtbar ist.
  • Zur Bildung der Schlusslicht-/Bremslichtfunktion ist dem inneren Reflektor 4 eine erste Leiterplatte 11 und dem äußeren Reflektor 5 eine zweite Leiterplatte 12 zugeordnet, die jeweils in vertikaler Richtung angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die zweite Leiterplatte 12 einstückig mit der Leiterplatte 9 verbunden sein, wobei auf einer dem inneren Reflektor 4 zugewandten Seite gelbe Leuchtdioden und auf einer dem äußeren Reflektor 5 zugewandten Seite rote Leuchtdioden 12' angeordnet sind. Die erste Leiterplatte 11 ist - wie die zweite Leiterplatte 12 - mit roten Leuchtdioden 11' bestückt.
  • Als weitere Lichteinheit 2 dient das flächige Lichtleitelement 6 in Verbindung mit einer dritten Leiterplatte 13, die sich parallel zu der ersten Leiterplatte 11 und der zweiten Leiterplatte 12 erstreckt und die mit einer Anzahl von Leuchtdioden 13' bestückt ist. Die dritte Leiterplatte 13 ist im Bereich einer Schmalseite 14 des Lichtleitelementes 6 angeordnet, so dass das von den Leuchtdioden 13' abgestrahlte Licht in die Schmalseite 14 des Lichtleitelementes 6 eingekoppelt und an einer flächigen Vorderseite 16 und einer flächigen Rückseite 17 desselben totalreflektiert wird. An der flächigen Rückseite 17 sind eine Mehrzahl von nicht dargestellten Auskoppelelementen angeordnet, so dass das eingekoppelte Licht an der flächigen Vorderseite 16 homogen ausgekoppelt wird. Die Auskoppelelemente können durch Bedruckung oder durch Laserstrukturierung oder durch Erodierung oder durch Ätzung aufgebracht sein, wie es aus der DE 10 2005 018 212 A1 bekannt ist. Alternativ können die Auskoppelelemente auch als kugelförmige oder prismenförmige Oberflächenabschnitte ausgebildet sein, so dass diese beim Spritzgießen des Lichtleitelementes 6 hergestellt werden können. Alternativ können die Auskoppelelemente auch an der Vorderseite 16 angeordnet sein. Wesentlich ist, dass mittels der Auskoppelelemente ein über die Fläche des Lichtleitelementes 6 homogene Lichtabstrahlung ermöglicht wird, so dass das Lichtleitelement 6 quasi als "Lichtvorhang" für die in Hauptabstrahlrichtung 7 hinter demselben angeordneten Lichteinheiten 2 dient. Das flächige Lichtleitelement 6 ermöglicht somit eine Vergleichmäßigung und Erhöhung der Leuchtdichte der rückseitig gelagerten Lichteinheiten 2.
  • In Figur 2 ist eine Lichtverteilung des Lichtleitelementes 6 dargestellt, wobei die Länge der Linien S zu der Höhe der in diesem Bereich in Richtung einer Flächennormalen des Lichtleitelementes 6 abgestrahlten Lichtstärke korrespondiert. Durch eine in Pfeilrichtung 18 größer werdende Ausbildung der Auskoppelelemente steigt die Lichtstärke ausgehend von der als Lichteinkoppelfläche dienenden Schmalseite 14 von innen nach außen an bis in einen mittleren Bereich des Lichtleitelementes 6, in dem eine Flächennormale F bzw. eine Linie S des Lichtleitelementes 6 einen Winkel von 40° bis 50° zu einer Längsmittelebene L des Fahrzeugs bildet. Im weiteren Verlauf nimmt die Lichtstärke ab, wobei sich das Lichtleitelement 6 bis in einen seitlichen Randbereich 19 erstreckt, der über den äußeren Reflektor 5 hinausgeht. In diesem seitlichen Randbereich 19 erstreckt sich das Lichtleitelement 6 im Wesentlichen parallel zu der Hauptabstrahlrichtung 7 der Beleuchtungsvorrichtung. Die Leuchtdioden 13' der dritten Leiterplatte 13 sind derart angesteuert, dass das in dem seitlichen Randbereich 19 abgestrahlte Lichtbündel zur Erzeugung einer Seitenmarkierungslichtfunktion dient.
  • Die Leuchtdioden der Leitplatten 9, 11, 12, 13 werden durch eine Beleuchtungsschaltung angesteuert. In Figur 4 ist ein Teil der Beleuchtungsschaltung zur Erzeugung der Bremslicht-, Schlusslicht- und Seitenmarkierungslichtfunktion dargestellt. Die erste Leiterplatte 11 weist eine Anzahl a von Leuchtdioden 11' auf, die an einer als Stromquelle ausgebildeten ersten Stromeinprägeeinheit 20 angeschlossen sind. Die erste Stromeinprägeeinheit 20 ist zusammen mit einer Eingangsschutzbeschaltung 21 und einer Pulsweitenmodulationserzeugungsschaltung (PWM-Schaltung) 22 auf der ersten Leiterplatte 11 angeordnet.
  • Die zweite Leiterplatte 12 ist mit einer Anzahl b von Leuchtdioden 12' bestückt, die - wie die Leuchtdioden 11' - parallel zueinander geschaltet sind. Die Anzahl b von Leuchtdioden 12' sind in Reihe zu der Anzahl a der Leuchtdioden 11' geschaltet.
  • Die dritte Leiterplatte 13 weist eine Anzahl c von Leuchtdioden 13' auf, die parallel zueinander geschaltet sind. die Anzahl c der Leuchtdioden 13' sind in Reihe zu den Leuchtdioden 11' bzw. 12' geschaltet. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, ist der Kathodenanschluss der Leuchtdioden 13' an der Masse M angeschlossen.
  • In schaltungstechnischer Hinsicht bilden die Leuchtdioden 11', 12', 13' eine Leuchtdioden-Matrix mit i Zeilen (i = 1 bis n) sowie j Spalten (j = 1 bis n), wobei im vorliegenden Beispiel drei Zeilen und neun Spalten vorgesehen sind.
  • Die erste Stromeinprägeeinheit 20 ist über die Eingangsschutzbeschaltung 21 an einem Schlusslichtanschluss 23 und einem Bremslichtanschluss 26 angeschlossen. In einer ersten Betriebsstellung der Beleuchtungsschaltung ist der Schlusslichtanschluss 23 aktiviert und der Bremslichtanschluss 26 deaktiviert (über einen nicht dargestellten Schalter), so dass ein erster Betriebsstrom I1 durch die Leuchtdioden 11', 12', 13' fließt. Die Leuchtdioden 13' der dritten Leiterplatte 13 sind zusätzlich zu der ersten Stromeinprägeeinheit 20 an einer zweiten Stromeinprägeeinheit 24 angeschlossen, so dass in der Schlusslichtbetriebsstellung (erste Betriebsstellung) ein erhöhter Betriebsstrom I2 durch die Leuchtdioden 13' fließt, der um einen Faktor X größer ist als der erste Betriebsstrom I1. Die zweite Stromeinprägeeinheit 24 ist durch einen zu den Leuchtdioden 11', 12' und der ersten Stromeinprägeeinheit 20 parallelen und einen Widerstand R aufweisenden Zweig 25 sowie einer Schlusslichtversorgungsgleichspannung 23 gebildet. Durch den Parallelzweig 25 fließt der zusätzliche Strom Iz, um den der zweite Betriebsstrom I2 im Vergleich zum ersten Betriebsstrom I1 erhöht ist.
  • Dadurch, dass durch die Leuchtdioden 13' ein erhöhter Betriebsstrom I2 fließt, kann zur Erzielung einer vorgegebenen Leuchtdichte bzw. Leuchtstärke des Lichtleitelementes 6 eine geringere Anzahl von Leuchtdioden eingesetzt werden. Zusätzlich kann die erforderliche Leuchtdichte zur Erzeugung einer Seitenmarkierungslichtfunktion dienen.
  • In einer zweiten Betriebsstellung der Beleuchtungsschaltung ist der Schlusslichtanschluss 23 deaktiviert und der Bremslichtanschluss 26 aktiviert. Der Zusatzzweig 25 ist hierbei nicht mit einer Spannung beaufschlagt, so dass durch die Reihen a, b, c von Leuchtdioden 11', 12', 13' ein gleicher im Vergleich zum Betriebsstrom I1, I2 der Schlusslichtbetriebsstellung erhöhter Betriebsstrom fließt. Der Betriebsstrom in der Bremslichtbetriebsstellung kann um den Faktor zehn größer sein als der Betriebsstrom I1 in der Schlusslichtbetriebsstellung.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der zweiten Stromeinprägeeinheit 24 kann diese durch eine zweite Stromquelle gebildet sein.
  • Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Betriebsschaltung kann die zweite Stromeinprägeeinheit 24 auch in einer zweiten Betriebsstellung zugeschaltet werden, so dass ausschließlich durch Veränderung des Betriebsstroms in der dritten Leiterplatte 13 eine andere Lichtfunktion, beispielsweise eine Bremslichtfunktion, erzeugbar ist.
  • Die Betriebsströme werden vorzugsweise durch eine getaktete Ansteuerung mittels der PWM-Schaltung erzeugt.
  • Die Leuchtdioden 13' können nach einer alternativen Ausführungsform auch mit den Leuchtdioden 11' und/oder 12' auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 5 kann eine erste Leiterplatte 31 mit einer ersten Anzahl von Leuchtdioden 31' bestückt sein, denen jeweils Reflektoren 32 zugeordnet sind zur Bildung einer ersten Lichtfunktion, beispielsweise einer Schlusslichtfunktion. In einem Winkel zu der ersten Leiterplatte 31 ist eine zweite Leiterplatte 33 angeordnet, die mit einer zweiten Anzahl von Leuchtdioden 33' bestückt ist, denen jeweils ein Reflektor 34 zugeordnet sind zur Erzeugung einer Seitenmarkierungslichtfunktion.
  • Die Leuchtdioden 33' sind in Reihe zu den Leuchtdioden 31' angeordnet, so dass mittels der den Leuchtdioden 31' zugeordneten ersten Stromeinprägeinheit 20 der Betriebsstrom I1 durch die parallel zueinander angeordneten Leuchtdioden 31' fließt. Zusätzlich sind die Leuchtdioden 33' der zweiten Leiterplatte 33 an ein zweite Stromeinprägeeinheit 24 angeschlossen, mittels derer ein zusätzlicher Strom IZ zugeführt wird, so dass durch die parallel zueinander geschalteten zweiten Leuchtdioden 33' der resultierende Betriebsstrom I2 fließt, wobei I2 = I1 + IZ gilt.

Claims (11)

  1. Beleuchtungsschaltung für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl von i Zeilen und j Spalten matrixartig zusammengeschalteter Leuchtdioden, die an einer Versorgungsgleichspannung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass einer ersten Anzahl (a, b) von i Zeilen eine erste Stromeinprägeeinheit (20) zugeordnet ist, derart, dass durch die erste Anzahl (a, b) von i Zeilen ein erster Betriebsstrom (I1) fließt, und dass einer zweite Anzahl (c) von i Zeilen eine zweite Stromeinprägeeinheit (24) zugeordnet ist, derart, dass durch die zweite Anzahl (c) von i Zeilen ein zweiter Betriebstrom (I2) fließt, der größer ist als der erste Betriebsstrom (I1).
  2. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromeinprägeeinheit (20) als eine Stromquelle ausgebildet ist, an der die erste Anzahl (a, b) und zweite Anzahl (c) von i Zeilen von Leuchtdioden (11', 12', 13') in Reihe angeschlossen sind.
  3. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anzahl (c) von i Zeilen der Leuchtdioden über einen zu der ersten Stromeinprägeeinheit (20) parallelen Zweig (25) zusätzlich mit einer zweiten Stromeinprägeeinheit (24) verbunden ist, wobei die zweite Stromeinprägeeinheit (24) als eine Spannungsquelle oder als eine zweite Stromquelle ausgebildet ist.
  4. Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Betriebsstellung ausschließlich die erste Stromeinprägeeinheit (20) eingeschaltet ist, derart, dass durch die erste Anzahl (a, b) und zweite Anzahl (c) von i Zeilen der Leuchtdioden derselbe Betriebsstrom (I1) fließt, und dass in der ersten Betriebsstellung oder in einer zweiten Betriebsstellung die zweite Stromeinprägeeinheit (24) zuschaltbar ist, derart, dass durch die zweite Anzahl (c) von i Zeilen der Leuchtdioden der zweite Betriebsstrom (I2) fließt, der um einen Faktor X größer ist als der erste Betriebsstrom (I1).
  5. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Beleuchtungsschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4 umfasst.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl (a, b) von Leuchtdioden (11', 12') und zweite Anzahl (c) von Leuchtdioden (13') auf einer gemeinsamen Leiterplatte oder auf getrennten Leiterplatten (11, 12, 13) angeordnet sind.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Anzahl (a, b) von Leuchtdioden (11', 12') und der zweiten Anzahl (c) von Leuchtdioden (13') optische Mittel (3, 5, 6) zugeordnet sind, derart, dass in der ersten Betriebsstellung eine erste Lichtfunktion und in der zweiten Betriebsstellung ein zweite Lichtfunktion erzeugbar sind.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anzahl (c) der Leuchtdioden (13') an einer Schmalseite (14) eines flächigen Lichtleitelementes (6) angeordnet ist, wobei das flächige Lichtleitelement (6) in Hauptabstrahlrichtung (7) vor der ersten Anzahl (a, b) von Leuchtdioden (11', 12') angeordnet ist und an einer flächigen Vorderseite (16) oder einer flächigen Rückseite (17) Auskoppelelemente aufweist, derart, dass das eingekoppelte Licht an der flächigen Vorderseite (16) homogen ausgekoppelt wird.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl (a, b) der Leuchtdioden (11', 12') auf mindestens einer Flachseite einer Leiterplatte (11, 12) angeordnet sind, wobei der Flachseite der Leiterplatte (11, 12) ein Reflektor (4, 5) zugeordnet ist, der sich in Hauptabstrahlrichtung (7) hinter dem flächigen Lichtleitelement (6) erstreckt.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (12) an beiden gegenüberliegenden Flachseiten derselben mit einer Anzahl von Leuchtdioden bestückt ist, wobei die Leuchtdioden derart ansteuerbar sind, dass die Leuchtdioden (12') der einen Flachseite im Zusammenwirken mit dem ersten Reflektor (5) eine erste Lichtfunktion und die Leuchtdioden der anderen Flachseite im Zusammenwirken mit dem zweiten Reflektor (4) eine zweite Lichtfunktion erzeugen.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Lichtleitelement (6) sich bis in einen seitlichen Randbereich (19) der Beleuchtungsvorrichtung erstreckt, in dem es parallel zu der Hauptabstrahlrichtung (7) der ersten Lichtfunktion und/oder der zweiten Lichtfunktion angeordnet ist zur Erzeugung einer Seitenmarkierungslichtfunktion.
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