EP3411625B1 - Beleuchtungseinheit für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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EP3411625B1
EP3411625B1 EP17702755.4A EP17702755A EP3411625B1 EP 3411625 B1 EP3411625 B1 EP 3411625B1 EP 17702755 A EP17702755 A EP 17702755A EP 3411625 B1 EP3411625 B1 EP 3411625B1
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EP
European Patent Office
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heat sink
lighting unit
cooling
mirror
light
Prior art date
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EP17702755.4A
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EP3411625A1 (de
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Matthias Mayer
Markus REINPRECHT
Stefan MITTERLEHNER
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ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/42—Forced cooling
    • F21S45/43—Forced cooling using gas
    • 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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    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/42—Forced cooling
    • F21S45/46—Forced cooling using liquid
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    • F21—LIGHTING
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    • 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]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting unit for a motor vehicle, which comprises a light module and a mirror module, the mirror module being set up to reflect the light emission generated by the light module in the radiation direction of the lighting unit.
  • lighting units which form a variably controllable reflector surface from a plurality of micromirrors and reflect a light emission that generates a light source in the radiation direction of the lighting unit.
  • Such lighting devices are advantageous in vehicle construction with regard to their very flexible light distribution, since the illuminance can be regulated individually for each pixel and any light distributions can be implemented, such as a low beam light distribution, a cornering light light distribution, a city light light distribution, a motorway light distribution , a cornering light distribution, a high beam light distribution or the image of glare-free high beam.
  • DLP® projection technology is used for the micromirror arrangement, in which images are generated by modulating a digital image onto a light beam.
  • the light beam is broken down into pixels by a rectangular arrangement of movable micromirrors and then reflected pixel by pixel either into the projection path or out of the projection path.
  • DMD digital micromirror device
  • a DMD microsystem is an area light modulator (Spatial Light Modulator, SLM), which consists of micro-mirror actuators arranged in a matrix, that is, tiltable reflecting surfaces with an edge length of about 16 ⁇ m. The movement is caused by the force of electrostatic fields.
  • SLM Surface Light Modulator
  • Each micromirror can be individually adjusted in angle and generally has two stable final states, between which it is possible to switch up to 5000 times within a second.
  • the number of mirrors corresponds to the resolution of the projected image, whereby a mirror can represent one or more pixels.
  • DMD chips with high resolutions in the megapixel range are now available.
  • the technology on which the adjustable individual mirrors are based is the micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology.
  • MEMS micro-electro-mechanical systems
  • the DMD technology has two stable mirror states and the reflections can be set by modulating between the two stable states
  • the "Analog Micromirror Device” (AMD) technology has the property that the individual mirrors are set in variable mirror positions can.
  • An essential aspect in the design of a vehicle headlight or a lighting unit with DLP® technology is the necessary cooling of the micromirror component.
  • the component When the component is illuminated with light, about 90% of the light is reflected as intended, but about 10% is absorbed by the component as a loss of reflection and converted into heat.
  • the efficiency is mainly determined by the fact that the individual micromirrors are at a distance from one another in order to be movable. The area between the individual micromirrors is illuminated by the light and heat is thereby absorbed. The heat must be dissipated appropriately, for example by a cooling system.
  • the light that is not reflected in the radiation direction of the lighting unit must be suitably absorbed.
  • An object of the present invention is to provide a lighting unit with a micromirror component and a cooling system which is particularly inexpensive, compact and effective.
  • the invention makes use of the fact that both the mirror unit and the light source itself are cooled and that the advantages according to the invention are achieved by conceiving a joint cooling of these two spatially separated cooling sinks.
  • cooling sinks The appropriate choice in the order of the cooling sinks proves to be particularly effective. Even semiconductor light sources have a high efficiency of around 30% compared to conventional light sources, but a considerable part of the power consumed is converted into heat. As previously mentioned, micromirror components convert around 10% of the incident light energy into thermal energy. Consequently, in the case of a single-circuit cooling system comprising both cooling sinks, it is particularly expedient to first cool the mirror module and then the light module in order not to unnecessarily raise the temperature of the mirror module to the waste heat temperature of the light module. In addition, the waste heat temperature of the mirror module hardly affects the light module.
  • the power loss of the light module is 70% of the light source power and the power loss of the mirror module is 3% of the light source power, determined from 30% (generated light power) multiplied by 10% (mirror loss).
  • the selected sequence is particularly suitable, which has a favorable influence on a longer service life of the electronics.
  • the flow unit is inserted into the line between the first heat sink and the second heat sink.
  • the first heat sink is inserted into the line upstream of the outlet or is arranged after the outlet in such a way that the first heat sink is cooled by the cooling medium expelled.
  • the second heat sink is inserted into the line downstream of the inlet or is arranged in front of the inlet in such a way that the second heat sink is cooled by the drawn-in cooling medium.
  • the line of the cooling system runs through the first heat sink of the light module or rests on it. Likewise, if the line of the cooling system runs through the second heat sink of the mirror module or rests on it.
  • the first heat sink of the light module is structurally separate from the second heat sink of the mirror module.
  • a common heat sink would be unfavorable for the operating temperature of the mirror module.
  • Both air, for example ambient air, and a fluid can be selected as the cooling medium, and a fan or a pump can be selected as the flow unit.
  • a circuit is often created for the cooling medium by connecting the inlet and outlet and a further cooling sink in the circuit is inserted. The choice is made according to the required cooling capacity, which depends, among other things, on the light source used and the required light capacity, as well as on cost parameters.
  • the line can then be designed as an air duct or as a liquid line.
  • the single-circuit design of the cooling system results in cost advantages, a reduced number of system components and a compact design is made possible.
  • a semiconductor light source in the light module is particularly advantageous in order to reduce the generation of waste heat there and consequently to be able to make the cooling system compact and inexpensive. Examples of this are power LEDs and semiconductor lasers.
  • DMD digital or analog micromirror array
  • AMD digital or analog micromirror array
  • a lighting unit also has many other parts contains, which enable a sensible use in a headlight in a motor vehicle, such as in particular a car or motorcycle.
  • the light emission generated by a light module 2 is reflected on a mirror module 3 in the radiation direction of the lighting unit.
  • the light module 2 comprises a light source 4, preferably a semiconductor light source, for example a power LED, and a first heat sink 5.
  • the first heat sink 5 and the light source 4 are thermally conductively connected to one another, for example by a direct mechanical contact between these two components.
  • the mirror module 3 comprises a mirror unit 6 and a second heat sink 7.
  • the mirror unit preferably comprises a digital or analog micromirror array (AMD, analog micro mirror device or DMD, digital micro mirror device).
  • AMD analog micro mirror device
  • DMD digital micro mirror device
  • the second heat sink 7 and the mirror unit 6 are connected to one another in a thermally conductive manner, for example by a direct mechanical contact between these two components.
  • a cooling system 8 is arranged in the lighting unit 1, which comprises an inlet 9, an outlet 10, a line 11, a flow unit 12, a cooling medium, here ambient air, a first cooling sink and a second cooling sink.
  • the inlet 9 and the outlet 10 are connected by the line 11, and the flow unit 12, in this exemplary embodiment a fan, is inserted into the line 11 in order to generate a flow of the cooling medium in the line 11.
  • the cooling medium is sucked in through the inlet 9 and expelled again through the outlet 10, and the first cooling sink is formed by the first cooling body 5 of the light module 2, and the second cooling sink is formed by the second cooling body 7 of the mirror module 3, the first Cooling sink is arranged downstream of the second cooling sink.
  • the flow unit 12 is inserted between the first heat sink 5 and the second heat sink 7 in the line 11, and the first heat sink 5 is after the outlet 10 arranged such that the first heat sink 5 is cooled by the cooling medium ejected.
  • the second heat sink 7 is arranged in front of the inlet 9 in such a way that the second heat sink 7 is cooled by the drawn-in cooling medium.
  • the first heat sink 5 of the light module 2 is structurally separated from the second heat sink 7 of the mirror module 3.
  • Fig. 7 shows the detailed view of the portions of the cooling system 8 of the lighting unit 1. For a better understanding, no holder and no imaging optics are shown. Shown is the light source 4 with the first heat sink 5, the mirror unit 6, the inlet 9, the outlet 10 and the fan as the flow unit 12.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit für ein Kraftfahrzeug, die ein Lichtmodul und ein Spiegelmodul umfasst, wobei das Spiegelmodul dazu eingerichtet ist, die von dem Lichtmodul erzeugte Lichtemission in Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit zu reflektieren.
  • Bei der Entwicklung der gegenwärtigen Scheinwerfersysteme steht immer mehr der Wunsch im Vordergrund, ein möglichst hochaufgelöstes Lichtbild auf die Fahrbahn projizieren zu können, das rasch geändert und den jeweiligen Verkehrs-, Straßen- und Lichtbedingungen angepasst werden kann. Der Begriff "Fahrbahn" wird hier zur vereinfachten Darstellung verwendet, denn selbstverständlich hängt es von den örtlichen Gegebenheiten ab, ob sich ein Lichtbild tatsächlich auf der Fahrbahn befindet oder auch darüber hinaus erstreckt. Prinzipiell entspricht das Lichtbild im verwendeten Sinn einer Projektion auf eine vertikale Fläche entsprechend der einschlägigen Normen, die sich auf die KFZ-Beleuchtungstechnik beziehen. WO 2015/122303 A1 DE10 2014 110605 A1 und US 2012/0127747 A1 offenbaren Beleuchtungseinheiten gemäß dem Stand der Technik.
  • Um diesem genannten Bedürfnis zu entsprechen, wurden unter anderem Beleuchtungseinheiten entwickelt, die aus einer Mehrzahl von Mikrospiegeln eine variabel ansteuerbare Reflektorfläche bilden und eine Lichtemission, die eine Lichtquelle erzeugt, in Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit reflektieren. Derartige Leuchteinrichtungen sind im Fahrzeugbau hinsichtlich ihrer sehr flexiblen Lichtverteilung vorteilhaft, da für jedes Pixel die Beleuchtungsstärke individuell geregelt werden kann und beliebige Lichtverteilungen realisiert werden können, wie beispielsweise eine Abblendlicht-Lichtverteilung, eine Abbiegelicht-Lichtverteilung, eine Stadtlicht-Lichtverteilung, eine Autobahnlicht-Lichtverteilung, eine Kurvenlicht-Lichtverteilung, eine Fernlicht-Lichtverteilung oder der Abbildung von blendfreiem Fernlicht.
  • Für die Mikrospiegelanordnung kommt die sogenannte Digital Light Processing (DLP®) Projektionstechnik zur Anwendung, bei der Bilder erzeugt werden, indem ein digitales Bild auf einen Lichtstrahl aufmoduliert wird. Dabei wird durch eine rechteckige Anordnung von beweglichen Mikrospiegeln der Lichtstrahl in Pixel zerlegt und anschließend pixelweise entweder in den Projektionsweg hinein oder aus dem Projektionsweg hinaus reflektiert. Basis für diese Technik bildet ein Bauteil, das eine rechteckige Anordnung in Form einer Matrix von Spiegeln und deren Ansteuerungstechnik enthält und als "Digital Micromirror Device" (DMD) bezeichnet wird.
  • Bei einem DMD-Mikrosystem handelt es sich um einen Flächenlichtmodulator (Spatial Light Modulator, SLM), der aus matrixförmig angeordneten Mikrospiegelaktoren, das heißt verkippbar spiegelnden Flächen mit einer Kantenlänge von etwa 16 µm besteht. Die Bewegung wird durch die Kraftwirkung elektrostatischer Felder hervorgerufen. Jeder Mikrospiegel ist im Winkel einzeln verstellbar und weist in der Regel zwei stabile Endzustände auf, zwischen denen innerhalb einer Sekunde bis zu 5000 mal gewechselt werden kann. Die Anzahl der Spiegel entspricht der Auflösung des projizierten Bilds, wobei ein Spiegel ein oder mehrere Pixel darstellen kann. Mittlerweile sind DMD-Chips mit hohen Auflösungen im Megapixel-Bereich erhältlich. Die den verstellbaren Einzelspiegeln zugrunde liegende Technologie ist die Micro-Electro-Mechanical-Systems-(MEMS) Technologie.
  • Während die DMD-Technologie zwei stabile Spiegel-Zustände aufweist, und durch eine Modulation zwischen den beiden stabilen Zuständen die Reflexionen eingestellt werden können, weist die "Analog Micromirror Device" (AMD) Technologie die Eigenschaft auf, dass die Einzelspiegel in variablen Spiegelpositionen eingestellt werden können.
  • Ein wesentlicher Aspekt in der Konzeption eines Fahrzeugscheinwerfers bzw. einer Beleuchtungseinheit mit der DLP®-Technologie ist die notwendige Kühlung des Mikrospiegel-Bauteils. Bei der Beleuchtung des Bauteils mit Licht wird etwa 90% des Lichts bestimmungsgemäß reflektiert, aber etwa 10% wird als Reflexionsverlust von dem Bauteil aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Der Wirkungsgrad ist überwiegend dadurch bestimmt, dass die einzelnen Mikrospiegel untereinander einen Abstand aufweisen, um beweglich sein zu können. Die Fläche zwischen den einzelnen Mikrospiegeln wird von dem Licht angestrahlt und dadurch wird Wärme aufgenommen. Die Wärme muss geeignet abgeführt werden, beispielsweise durch ein Kühlsystem.
  • Zusätzlich muss das Licht, das nicht in Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit reflektiert wird, geeignet absorbiert werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Beleuchtungseinheit mit einem Mikrospiegel-Bauteil und einem Kühlsystem zu schaffen, die besonders kostengünstig, kompakt und effektiv ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Beleuchtungseinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Beleuchtungseinheit gekennzeichnet ist durch:
    • das Lichtmodul, das zumindest eine Lichtquelle und einen ersten Kühlkörper umfasst,
    • das Spiegelmodul, das eine Spiegeleinheit und einen zweiten Kühlkörper umfasst,
    • ein Kühlsystem, das zumindest einen Einlass, zumindest einen Auslass, zumindest eine Leitung, zumindest eine Strömungseinheit, ein Kühlmedium, eine erste Kühlsenke und eine zweite Kühlsenke umfasst, wobei Einlass und Auslass durch die Leitung verbunden sind, und die Strömungseinheit in die Leitung eingefügt ist, um eine Strömung des Kühlmediums in der Leitung zu erzeugen und dabei das Kühlmedium durch den Einlass ansaugt und durch den Auslass wieder ausstößt, und die erste Kühlsenke durch den ersten Kühlkörper des Lichtmoduls gebildet ist, und die zweite Kühlsenke durch den zweiten Kühlkörper des Spiegelmoduls gebildet ist, wobei die erste Kühlsenke stromab der zweiten Kühlsenke angeordnet ist.
  • Die Erfindung macht sich zunutze, dass sowohl die Spiegeleinheit als auch die Lichtquelle selbst gekühlt werden und durch die Konzeption einer gemeinsamen Kühlung dieser zwei räumlich getrennten Kühlsenken die erfindungsgemäßen Vorteile erzielt werden.
  • Als besonders effektiv erweist sich die geeignete Wahl in der Reihenfolge der Kühlsenken. Selbst Halbleiter-Lichtquellen weisen im Vergleich zu konventionellen Lichtquellen einen hohen Wirkungsgrad von derzeit etwa 30% auf, dennoch wird ein beträchtlicher Teil der aufgenommenen Leistung in Wärme umgesetzt. Mikrospiegel-Bauteile wandeln, wie vorher genannt, etwa 10% der eingestrahlten Lichtenergie in Wärmeenergie um. Folglich ist es besonders günstig, im Fall eines einkreisigen, beide Kühlsenken umfassenden Kühlsystems, zuerst das Spiegelmodul zu kühlen und anschließend das Lichtmodul, um die Temperatur des Spiegelmoduls nicht unnötig auf die Abwärmetemperatur des Lichtmoduls anzuheben. Zusätzlich beeinträchtigt die Abwärmetemperatur des Spiegelmoduls kaum das Lichtmodul.
  • Nach den vorher zahlenmäßig beispielhaft angeführten Wirkungsgraden ergibt sich die Verlustleistung des Lichtmoduls zu 70% der Lichtquellenleistung und die Verlustleistung des Spiegelmoduls zu 3% der Lichtquellenleistung, bestimmt aus 30% (erzeugte Lichtleistung) multipliziert mit 10% (Spiegelverluste).
  • Da das Spiegelmodul durch die integrierte Elektronik wesentlich empfindlicher auf eine hohe Betriebstemperatur reagiert, als das Lichtmodul, ist die gewählte Reihenfolge besonders geeignet, womit sich ein günstiger Einfluss unter anderem auf eine höhere Lebensdauer der Elektronik ergibt.
  • Vorteilhaft bezüglich kompaktem Aufbau der Beleuchtungseinheit ist es, wenn die Strömungseinheit zwischen dem ersten Kühlkörper und dem zweiten Kühlkörper in die Leitung eingefügt ist.
  • Außerdem ist es günstig, wenn der erste Kühlkörper stromauf des Auslasses in die Leitung eingefügt ist oder nach dem Auslass derart angeordnet ist, dass der erste Kühlkörper durch das ausgestoßene Kühlmedium gekühlt wird.
  • Gleiches gilt, wenn der zweite Kühlkörper stromab des Einlasses in die Leitung eingefügt ist oder vor dem Einlass derart angeordnet ist, dass der zweite Kühlkörper durch das angesaugte Kühlmedium gekühlt wird.
  • Je nach erforderlicher Kühlleistung kann es vorteilhaft sein, wenn die Leitung des Kühlsystems durch den ersten Kühlkörper des Lichtmoduls verläuft oder auf diesem aufliegt. Ebenso, wenn die Leitung des Kühlsystems durch den zweiten Kühlkörper des Spiegelmoduls verläuft oder auf diesem aufliegt.
  • Besonders günstig ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung, wenn der erste Kühlkörper des Lichtmoduls vom zweiten Kühlkörper des Spiegelmoduls baulich getrennt ist. Ein gemeinsamer Kühlkörper wäre ungünstig für die Betriebstemperatur des Spiegelmoduls.
  • Als Kühlmedium kann sowohl Luft, beispielsweise Umgebungsluft, als auch ein Fluid (z.B. Kühlflüssigkeit oder Öl) gewählt werden, als Strömungseinheit entsprechend ein Lüfter oder eine Pumpe. Oft wird für das Kühlmedium ein Kreislauf geschaffen, indem Einlass und Auslass miteinander verbunden werden und eine weitere Kühlsenke in den Kreislauf eingefügt ist. Die Wahl erfolgt nach einer erforderlichen Kühlleistung, die unter anderem von der eingesetzten Lichtquelle und einer erforderlichen Lichtleistung sowie von Kostenparametern abhängt. Die Leitung kann dann als Luftführung oder als Flüssigkeitsleitung ausgeführt sein.
  • Durch den einkreisigen Aufbau des Kühlsystems ergeben sich Kostenvorteile, eine reduzierte Anzahl von Systemkomponenten und eine kompakte Bauweise wird ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Halbleiter-Lichtquelle im Lichtmodul, um dort die Erzeugung von Abwärme zu reduzieren und folglich das Kühlsystem kompakt und kostengünstig gestalten zu können. Beispiele dafür sind Power-LEDs und Halbleiter-Laser.
  • Günstig ist die Verwendung eines digitalen oder analogen Mikrospiegel-Arrays (DMD oder AMD) in der Spiegeleinheit, um einen günstigen Reflexionswirkungsgrad zu erhalten und folglich auch dort die Erzeugung von Abwärme zu reduzieren und das Kühlsystem kompakt und kostengünstig gestalten zu können.
  • Die Erfindung und deren Vorteile werden in Folgenden anhand von nicht einschränkenden Beispielen näher beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Zeichnungen zeigen in:
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von vorne einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit,
    • Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Beleuchtungseinheit mit der Lage von Schnitt A-A,
    • Fig. 3 die Beleuchtungseinheit im Schnitt A-A,
    • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von der Seite der Beleuchtungseinheit,
    • Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von hinten der Beleuchtungseinheit mit einer zweiten Platine vor einem Kühlkörper eines Spiegelmoduls,
    • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht von hinten der Beleuchtungseinheit ohne die zweite Platine vor dem Kühlkörper des Spiegelmoduls,
    • Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von vorne des Kühlsystems.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Insbesondere sind die für eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit wichtigen Teile dargestellt, wobei klar ist, dass eine Beleuchtungseinheit noch viele andere Teile enthält, die einen sinnvollen Einsatz in einem Scheinwerfer in einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem PKW oder Motorrad, ermöglichen.
  • In Fig. 1 bis Fig. 6 ist eine Beleuchtungseinheit 1 für ein Kraftfahrzeug im Überblick und in verschiedenen Perspektiven dargestellt. Die von einem Lichtmodul 2 erzeugte Lichtemission wird an einem Spiegelmodul 3 in Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit reflektiert. Das Lichtmodul 2 umfasst eine Lichtquelle 4, vorzugsweise eine Halbleiter-Lichtquelle, beispielsweise eine Power-LED, und einen ersten Kühlkörper 5. Der erste Kühlkörper 5 und die Lichtquelle 4 sind thermisch leitfähig miteinander verbunden, beispielsweise durch einen direkten mechanischen Kontakt dieser beiden Komponenten.
  • Das Spiegelmodul 3 umfasst eine Spiegeleinheit 6 und einen zweiten Kühlkörper 7. Die Spiegeleinheit umfasst vorzugsweise ein digitales oder analoges Mikrospiegel-Array (AMD, analog micro mirror device oder DMD, digital micro mirror device). Der zweite Kühlkörper 7 und die Spiegeleinheit 6 sind thermisch leitfähig miteinander verbunden, beispielsweise durch einen direkten mechanischen Kontakt dieser beiden Komponenten.
  • Zur Ableitung der durch die Lichtemission erzeugten Wärme ist ein Kühlsystem 8 in der Beleuchtungseinheit 1 angeordnet, das einen Einlass 9, einen Auslass 10, eine Leitung 11, eine Strömungseinheit 12, ein Kühlmedium, hier Umgebungsluft, eine erste Kühlsenke und eine zweite Kühlsenke umfasst.
  • Der Einlass 9 und der Auslass 10 sind durch die Leitung 11 verbunden, und die Strömungseinheit 12, in diesem Ausführungsbeispiel ein Lüfter, ist in die Leitung 11 eingefügt, um eine Strömung des Kühlmediums in der Leitung 11 zu erzeugen.
  • Dabei wird das Kühlmedium durch den Einlass 9 angesaugt und durch den Auslass 10 wieder ausgestoßen, und die erste Kühlsenke ist durch den ersten Kühlkörper 5 des Lichtmoduls 2 gebildet, und die zweite Kühlsenke ist durch den zweiten Kühlkörper 7 des Spiegelmoduls 3 gebildet, wobei die erste Kühlsenke stromab der zweiten Kühlsenke angeordnet ist.
  • Die Strömungseinheit 12 ist zwischen dem ersten Kühlkörper 5 und dem zweiten Kühlkörper 7 in die Leitung 11 eingefügt, und der erste Kühlkörper 5 ist nach dem Auslass 10 derart angeordnet, dass der erste Kühlkörper 5 durch das ausgestoßene Kühlmedium gekühlt wird. Der zweite Kühlkörper 7 ist vor dem Einlass 9 derart angeordnet, dass der zweite Kühlkörper 7 durch das angesaugte Kühlmedium gekühlt wird.
  • Der erste Kühlkörper 5 des Lichtmoduls 2 ist hier vom zweiten Kühlkörper 7 des Spiegelmoduls 3 baulich getrennt.
  • Fig. 7 zeigt die Detailansicht der Anteile des Kühlsystems 8 der Beleuchtungseinheit 1. Zum besseren Verständnis sind keine Halterung und keine Abbildungsoptik eingezeichnet. Gezeigt ist die Lichtquelle 4 mit dem ersten Kühlkörper 5, die Spiegeleinheit 6, der Einlass 9, der Auslass 10 und der Lüfter als Strömungseinheit 12.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Beleuchtungseinheit
    2
    Lichtmodul
    3
    Spiegelmodul
    4
    Lichtquelle
    5
    erster Kühlkörper des Lichtmoduls
    6
    Spiegeleinheit
    7
    zweiter Kühlkörper der Spiegelmoduls
    8
    Kühlsystem
    9
    Einlass
    10
    Auslass
    11
    Leitung
    12
    Strömungseinheit

Claims (13)

  1. Beleuchtungseinheit (1) für ein Kraftfahrzeug, die ein Lichtmodul (2) und ein Spiegelmodul (3) umfasst, wobei das Spiegelmodul (3) dazu eingerichtet ist, die von dem Lichtmodul (2) erzeugte Lichtemission in Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit (1) zu reflektieren, wobei;
    - das Lichtmodul (2) zumindest eine Lichtquelle (4) und einen ersten Kühlkörper (5) umfasst, gekennzeichnet durch:
    - das Spiegelmodul (3), das eine Spiegeleinheit (6) und einen zweiten Kühlkörper (7) umfasst,
    - ein Kühlsystem (8), das zumindest einen Einlass (9), zumindest einen Auslass (10), zumindest eine Leitung (11), zumindest eine Strömungseinheit (12), ein Kühlmedium, eine erste Kühlsenke und eine zweite Kühlsenke umfasst, wobei Einlass (9) und Auslass (10) durch die Leitung (11) verbunden sind, und die Strömungseinheit (12) in die Leitung (11) eingefügt ist, um eine Strömung des Kühlmediums in der Leitung (11) zu erzeugen und dabei das Kühlmedium durch den Einlass (9) ansaugt und durch den Auslass (10) wieder ausstößt, und die erste Kühlsenke durch den ersten Kühlkörper (5) des Lichtmoduls (2) gebildet ist, und die zweite Kühlsenke durch den zweiten Kühlkörper (7) des Spiegelmoduls (3) gebildet ist, wobei die erste Kühlsenke stromab der zweiten Kühlsenke angeordnet ist.
  2. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinheit (12) zwischen dem ersten Kühlkörper (5) und dem zweiten Kühlkörper (7) in die Leitung (11) eingefügt ist.
  3. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkörper (5) stromauf des Auslasses (10) in die Leitung (11) eingefügt ist.
  4. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkörper (5) nach dem Auslass (10) derart angeordnet ist, dass der erste Kühlkörper (5) durch das ausgestoßene Kühlmedium gekühlt wird.
  5. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkörper (7) stromab dem Einlass (9) in die Leitung (11) eingefügt ist.
  6. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkörper (7) vor dem Einlass (9) derart angeordnet ist, dass der zweite Kühlkörper (7) durch das angesaugte Kühlmedium gekühlt wird.
  7. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (11) des Kühlsystems (8) durch den ersten Kühlkörper (5) des Lichtmoduls (2) verläuft oder auf diesem aufliegt.
  8. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (11) des Kühlsystems (8) durch den zweiten Kühlkörper (7) des Spiegelmoduls (3) verläuft oder auf diesem aufliegt.
  9. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkörper (5) des Lichtmoduls (2) vom zweiten Kühlkörper (7) des Spiegelmoduls (3) baulich getrennt ist.
  10. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium Luft, vorzugsweise Umgebungsluft, ist und die Strömungseinheit (12) ein Lüfter ist.
  11. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium ein Fluid, vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit oder Öl, ist und die Strömungseinheit (12) eine Pumpe ist.
  12. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (2) zumindest eine Halbleiter-Lichtquelle umfasst, vorzugsweise zumindest eine Power-LED oder zumindest einen Halbleiter-Laser.
  13. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinheit (6) ein Digitales oder Analoges Mikrospiegel-Array umfasst.
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