WO2016162331A1 - Beleuchtungseinrichtung mit halbleiterchips auf einem träger und mit einer gemeinsamen optischen linse. - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung mit halbleiterchips auf einem träger und mit einer gemeinsamen optischen linse. Download PDF

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WO2016162331A1
WO2016162331A1 PCT/EP2016/057419 EP2016057419W WO2016162331A1 WO 2016162331 A1 WO2016162331 A1 WO 2016162331A1 EP 2016057419 W EP2016057419 W EP 2016057419W WO 2016162331 A1 WO2016162331 A1 WO 2016162331A1
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semiconductor light
lighting device
carrier
axis
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PCT/EP2016/057419
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Daniel Weissenberger
Peter Ivicic
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Osram Gmbh
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    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape

Definitions

  • the invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.
  • Such a lighting device is disclosed, for example, in DE 20 2014 002 809 U1.
  • This Scripture be ⁇ writes a lighting device for motor vehicle headlights ⁇ with several semiconductor light sources, which are covered by a common optical system.
  • the lighting device according to the invention has a plurality, arranged on a surface of a carrier
  • the common optical system is formed Rotati ⁇ onssymmetrisch with respect to a symmetry axis that perpendicular to the surface of the substrate rich ⁇
  • the semiconductor light sources 25 is tet and the semiconductor light sources are arranged symmetrically with respect to the axis of symmetry on the support. This achieves the most symmetrical possible light distribution, in particular in the far field of the semiconductor light sources.
  • the use of a common optics for all semiconductor light sources allows a simple construction of the illumination device according to the invention.
  • a first semiconductor light source in the axis of symmetry Op ⁇ tik is disposed on the surface of the support according to a preferred practicessbei ⁇ play of the illumination device according to the invention. This ensures that the first semiconductor light source, in particular in its far field, produces a symmetrical light distribution together with the optics.
  • the other semiconductor light sources are arranged on the surface of the carrier according to the aforementioned preferred embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSING lighting device preferably along at least one circle whose center is in the Symmet ⁇ ria axis of the optics. This ensures that the other semiconductor light sources , in particular in their far field, together with the optics produce a symmetrical light distribution.
  • the other semiconductor light sources are preferably arranged along the at least one circle at equal intervals angeord ⁇ net.
  • operating means are provided for the semiconductor light sources, which are designed such that the first semiconductor light source is separated from the other semiconductor devices.
  • the semiconductor light sources of the illumination device according to the invention are arranged in all the preferred embodiments, advantageously along at least a concentric circle whose center is located in the Symmet ⁇ rieachse of the optics on the surface of the support to as symmetrical as possible Lichtvertei ⁇ lung, especially in the far field of the Halbleiterlichtquel ⁇ len , to ensure.
  • the first semiconductor light source of the aforementioned preferred embodiment is in this sense on a circle with the diameter 0 mm and the center in the axis of symmetry of the optics angeord ⁇ net.
  • the semiconductor light sources are equidistant on each concentric circle whose center lies in the symmetry axis of the optics, angeord ⁇ net.
  • a parallel to the surface of the Trä ⁇ gers measured, maximum diameter of the optics of the illumination device according to the invention in the range of 3 mm to 6 mm. This ensures that the individual semiconductor light sources in their far field or in the far field in front of the optics are no longer optically resolvable or separable, but the light emitted by them seems to come from a single light source for the viewer.
  • the optics of the illumination device according to the invention is designed such that a measured parallel to the surface of the wearer diameter of the optic decreases with increasing distance to the surface of the carrier. This achieves a desired radiation pattern.
  • the optics of the illumination device according to the invention preferably has an elliptical cross section perpendicular to the surface of the carrier for the aforementioned reason.
  • the quotient of a maximum height of the optical system on the surface of the carrier and its maximum diam ⁇ ser is preferably in the range of 0.3 to 1.1.
  • the optics of the illumination device according to the invention is designed as an optical lens. This ensures a simple construction of the optics and the illumination device.
  • ⁇ is the optical lens of the lighting device according to the invention made of silicone and the Halbleiterlichtquel ⁇ len of the illumination device according to the invention are preferably in the silicone material of the optical lens a ⁇ embedded.
  • the semiconductor light sources of the illumination device according to the invention are protected from damage by the silicone material and no further cover for the semiconductor light sources is required.
  • a silicone optical lens can be easily manufactured from liquid silicone by means of a dispenser.
  • the semiconductor light sources of the illumination device according to the invention are advantageously within one Circle arranged on the surface of the carrier, whose center lies in the symmetry axis of the optics and whose diameter is in the range of 0.4 times to 0.8 times the value of the maximum diameter of the optic. This achieves a symmetrical emission pattern as well as a high coupling-out efficiency of the light from the lens.
  • Be ⁇ illumination unit an annular optical Blen- de is provided which surrounds the semiconductor light sources and the optical system and whose ring axis lies in the axis of symmetry of the optics. Characterized emitted almost parallel to the surface of the support of the semi-conductor light sources ⁇ blocked or deflected in other direc- tions, light.
  • the illumination device according to the invention is preferably ⁇ as a light source in the motor vehicle, in particular for the generation of the tail or brake light or both of the aforementioned lighting functions provided.
  • the illumination device according to the invention can also be used for daytime running lights and direction indicators by adjustments in the arrangement of the semiconductor light sources, the dimensions of the semiconductor light sources and the color of the light emitted by the semiconductor light sources and by adapted electronics.
  • Figure 1 is a perspective view of a lighting ⁇ device according to the firsthersbeispie ⁇ len of the invention
  • Figure 2 is a plan view of the electrical Anschlus ⁇ selement of the illumination device shown in Figure 1
  • Figure 4 is an enlarged view of the optics
  • Figure 5 is a plan view of the optical system and the half ⁇ conductor light sources of the illumination device according to the first embodiment of the dung ⁇ OF INVENTION
  • Figure 6 is a plan view of the semiconductor light sources and the optics of the illumination device according to a second embodiment of the invention
  • Figure 7 is an enlarged, longitudinal sectional view of the optics and the semiconductor light sources according to a third embodiment of the invention
  • Figures 1 to 5 show different views of a lighting device according to the first embodiment of the invention are illustrated, which is provided as the light source ⁇ at the rear of motor vehicles, for generating the tail light and brake light.
  • the illumination device has five semiconductor light sources 11, 12, 13, 14, 15, which are covered by an optical system 7, a housing 2, a heat sink 3 for cooling the semiconductor light sources and electronics 8 for operating the semiconductor light sources 11, 12, 13, 14, 15 as well as an electrical connection element 4 for supplying power to the semiconductor light sources 11, 12, 13, 14, 15.
  • the semiconductor light sources 11, 12, 13, 14, 15 are to five LEDs 11, 12, 13, 14, 15, which are arranged together with the electronics 8 for operating the light emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 on a mounting board 10 ⁇ .
  • the mounting board 10 serves as a common carrier 10 for the light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 and the electronics 8.
  • the LEDs 11, 12, 13, 14, 15 and the electronics 8 are on a surface 100 of the mounting ⁇ board 10th mounted and electrically interconnected by interconnects.
  • the electronics 8 is designed as a driver circuit, in particular as a so-called linear driver, that is, as a linear voltage regulator.
  • the optics 7 is formed by an optical lens made of transparent, colorless silicone, which covers all light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15.
  • the optical lens 7 is formed as a common ⁇ with optics for all light emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 °.
  • the optical lens 7 is applied with a dispenser for HIL fe liquid silicone on the upper surface 100 of the mounting board ⁇ 10th With the aid of a dispenser liquid silicone is applied to the Oberflä ⁇ surface 100 of the mounting board 10, so that the LEDs 11, 12, 13, 14, 15 are embedded in the silicone compound. After cooling, the silicone compound forms an optical lens 7, which covers the light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15.
  • the optical lens 7 is arranged on the surface 100 of the Mon ⁇ daily board and rotationally symmetrical with respect to a symmetry axis 70 is formed, which is perpendicular to the surface 100 of the mounting board 10.
  • the opti ⁇ cal lens 7 has in section planes which are perpendicular to the surface 100 of the mounting board 10, a el ⁇ liptica cross section.
  • the measured parallel to the surface 100 of the mounting board 10, maximum diameter D max of the optical lens 7 is 4.5 mm.
  • the measured parallel to the surface 100 of the mounting board 10 diam ⁇ ser D of the optical lens 7 decreases with increasing height above the surface 100 of the mounting board 10 degrees.
  • the MA- The maximum height H of the optical lens 7 above the surface 100 of the mounting board 10 is 3 mm.
  • the light emitting diode 11 is arranged in the axis of symmetry 70 of the optical ⁇ rule lens 7 on the surface 100 of the mounting board 10 degrees. Thus, the light-emitting diode 11 is also arranged at the intersection of two maximum diameters 71, 72 of the optical lens 7.
  • the four other light-emitting diodes 12, 13, 14, 15 are arranged equidistantly along a circle 73, whose center lies in the axis of symmetry 70 of the optical lens 7, on the surface 100 of the mounting board 10. These four light emitting diodes 12, 13, 14, 15 are therefore located at the corners of a square on the Oberflä ⁇ che 100 of the mounting board 10.
  • the LEDs 14 and 15 are arranged along a first maximum diameter 71 of the optical lens 7 and the light emitting diodes 12 and 13th are arranged along a second maximum diameter 72 of the optical lens 7.
  • the light-emitting diode 11 be ⁇ is located at the intersection of the two maximum diameter 71, 72. All LEDs 11, 12, 13, 14, 15 are disposed within a circle 74 on the surface 100 of the mounting board 10, whose center in the axis of symmetry 70 of the optical Lens 7 is located and whose diameter is 2.7 mm.
  • the housing 2 is annular and formed as a plastic injection molded part.
  • the annular housing 2 has a first end face with a flat annular disk-shaped end face 20.
  • the bottoms of the three locking elements 21, 22, 23 define a plane, which is used with respect to the casing 2 and with respect to the optical axis of the mount of the motor vehicle light as Re ⁇ ference plane for the alignment of the light emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15, in which the lighting device is used.
  • the lighting device is inserted into the socket of the motor vehicle light and then rotated in a clockwise direction about the ring axis of the housing 2.
  • a Verriegelungsele ⁇ ment 23 has to limit the aforementioned rotation movement on a stop 230, which rests in the socket or mounting opening of the motor vehicle light after the bayonet ⁇ locking.
  • the bayonet lock can be carried out with a product-specific key so that each type of lighting device has its own key, thus avoiding confusion.
  • the necessary contact pressure of the illumination device for the socket supplies a sealing ring 5.
  • the annular Ge ⁇ housing 2 has two ridges 201 that are angled away from the annular disk-shaped end face 20 and their ends extend pa ⁇ rallel to the ring axis of the housing 2 and engage into matching openings in the mounting board 10 degrees.
  • the annular Gezzau ⁇ se 2 has an annular flange portion 24, the RA Dial protrudes outwardly from the outer surface of the annular housing 2, a support surface 240 for egg ⁇ nen sealing ring 5 forms and together with the locking elements 21, 22, 23 an annular groove 200 for receiving the sealing ring 5 made of silicone or rubber bil ⁇ det.
  • three webs 241 are arranged, which extend pa ⁇ rallel to the ring axis of the annular flange portion 24 and engage in openings of an annularde- body portion 31.
  • the heat sink 3 has a hollow cylindrical shaped heat sink section 31, which is arranged in the recess, that is ring opening of the housing 2 and on its end face 20 of the housing 2 side facing a flat support surface 30 for the mounting board 10 ausbil ⁇ det.
  • the cylinder axis of the hollow cylindrical cooling body portion 31 is identical to the annular axis of the annular housing 2.
  • the support surface 30 is perpendicular to the cylinder axis of the hollow cylindrical heat sink portion 31 and glued to the assembly ⁇ board 10 with electrically insulating, thermally conductive adhesive.
  • the bearing surface 30 of the hollow cylindrical ⁇ shaped heat sink section 31 has an opening 300 through which three electrical contact pins 41, 42, 43 of the electrical connection element 4 are passed.
  • the heat sink 3 also has a second annular disk-shaped heat sink section 32, which is integrally formed on the hollow-cylindrical shaped heat sink section 31 and whose ring axis coincides with the cylinder axis of the hollow-cylindrical heat sink section 31.
  • the second, annular disc-shaped heat sink section 32 is arranged in the manner of a sandwich between the annular disk-shaped flange portion 24 of the housing 2 and a circular disc-shaped flange portion 40 of the electrical connection element 4 and connected to at ⁇ by means of adhesive. 6
  • through the openings for the webs 241 a complete re-injection of the heat sink with plastic possible, so that only a single plastic part is present, which surrounds the heat sink.
  • the cooling fins 33 are cut from the second, annular disc-shapeddeharmab- 32 by an angle of 90 degrees towin ⁇ Celtic and each extending parallel to the ring axis of the second annular disc-shaped cooling body portion 32.
  • the heat sink 3 is made of metal, wherein ⁇ play, from Stainless steel sheet or aluminum, and is one-piece, designed as a deep-drawn bending part.
  • the electrical connecting element 4 is formed as art ⁇ injection molded part and has three electrical ⁇ specific contact pins 41, 42, 43, each consisting of metal and plastic material of the electrical connections End element 4 are embedded.
  • the electrical An ⁇ closing element 4 has a circular disk-shaped flange portion 40 which rests on the second, annular disc-shaped heat sink section 32, on its side facing away from the housing 2 side.
  • the flange portion 40 of the electrical connection element 4 is connected by adhesive ⁇ fabric 6 with the second, annular disk-shaped heat sink section 32.
  • the adhesive 6 additionally serves as a sealing means between the flange section 40 of the electrical connection element 4 and the second, annular heat sink section 32 and between the annular disk-shaped flange section 24 of the housing 2 and the second, annular disk-shaped heat sink section 32.
  • the adhesive 6 is at this Purpose annular applied on both sides of the second, annular disk-shaped heat sink section 32.
  • the adhesive may also be applied at the level of support surface 30 and there ensure the sealing functions with the housing 2 in ge ⁇ ringem distance from the circuit board 10 degrees.
  • the electrical connection element 4 also has a sleeve 44 formed as a portion which extends parallel to the ⁇ ring axis of the housing 2 and paral ⁇ lel offset from this ring axis is arranged and is formed on the circular disk-shaped flange portion 40.
  • the free ends of the electrical contact pins 41, 42, 43 each extend into the socket 44 and the ⁇ NEN there as electrical contacts of theanssein ⁇ direction and are provided for connecting a plug-on the socket 44 plug. After joining from socket and plug this connection is sealing.
  • the other ends of the three electrical contact pins 41, 42, 43 respectively project through the opening 300 in the bearing surface 30 of the heat sink 3 and form an interference fit with the mounting board 10 and are each connected to an electrical contact on the mounting board 10.
  • the electrical contact pins 41, 42 serve to supply energy to the first light-emitting diode 11, and the electrical contact pins 41, 43 serve to provide energy for the four square-shaped light-emitting diodes 12, 13, 14, 15.
  • the five light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 emit red light during operation.
  • the arranged at the corners of the fik ⁇ tive square LEDs 12, 13, 14, 15 together serve to generate the brake light.
  • the central light-emitting diode 11 serves to generate the tail light.
  • the electronics 8 allow operation of the light emitting diode 11 separately from the other four light emitting diodes 12, 13, 14, 15, which are operated together.
  • the light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 are each formed as a light-emitting diode chip whose light-emitting surface has a side length in the range of 0.4 mm to 0.6 mm. Alternatively, it is also possible to use light-emitting diode chips whose light-emitting surface has a side length in the range from 0.7 mm to 0.8 mm or 0.9 mm to 1.1 mm.
  • FIG. 6 shows schematically a plan view of the upper ⁇ surface 100 of the mounting board 10 of a lighting installations direction according to the second embodiment of Darge ⁇ represents.
  • the lighting device according to the second embodiment of the invention differs from the illumination device according to the first embodiment of the invention only due to the different number and arrangement of the LEDs 11 12 13 14 15 16 ⁇ on the surface 100 of the mounting board agree 10.
  • the same reference numerals are used for identical components of the illumination devices in FIGS. 1 to 7, and for their description reference is made to the description of the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention.
  • the illumination device has two groups of three LEDs 11 12 13 and 14 15 16 which generate red light during operation.
  • the first group of light-emitting diodes 11 12 13 is arranged equidistant ent ⁇ long of a first circle 75, the center ⁇ point in the axis of symmetry 70 of the optical lens 7 is located.
  • the second group of LEDs 14 15 16 ⁇ is equidistant along a second circle 76 angeord ⁇ net, whose center is also located in the axis of symmetry 70 of the optical lens 7 and has a larger diameter than the first circle 75.
  • All light ⁇ diode 11 ⁇ , 12 13 and 14 ⁇ , 15 ⁇ , 16 ⁇ are within ei ⁇ nes circle 77 having its center in the axis of symmetry 70 of the optical lens 7 and whose diameter is 3.6 mm, on the surface 100 of the mounting board
  • the maximum diameter of the optical lens 7 is 4.5 mm even in the second embodiment of the illumination device according to the invention.
  • the light-emitting diodes of the first group 11 12 13 serve to generate a tail light for a motor vehicle.
  • the light emitting diodes of the first group 11 12 13 serve to generate a tail light for a motor vehicle.
  • the light emitting diodes of the first group serve to generate a tail light for a motor vehicle.
  • FIG. 7 schematically and partially shows a cross section through a lighting device according to the third exemplary embodiment of the invention.
  • the illumination device according to the third embodiment of the invention differs from the illumination device according to the first embodiment of the invention only by an additional optical aperture 9, which is arranged on the surface 100 of the Montageplati ⁇ ne 10 and which the optical lens 7 and the light-emitting diodes 11, 12, 13, 14, 15 encloses.
  • the ring axis of the optical aperture 9 is identical to the axis of symmetry 70 of the optical lens 7.
  • the annular op ⁇ table aperture 9 is opaque and consists of metal or plastic.
  • the height of the optical aperture 9 above the surface 100 of the mounting board 10 is at a value in the range of 2 mm to 3.5 mm.
  • the lighting device according to the fourth embodiment of the invention only in that the illumination means be ⁇ sitting according to the fourth embodiment of the invention, no centrally ⁇ arranged semiconductor light source or light-emitting diode 11 is different from the one shown in Figure 5 the first embodiment. In all other details, the lighting devices according to the first and fourth embodiments of the invention agree.
  • the illumination device according to the fourth exemplary embodiment of the invention serves only for an illumination function, for example for generating the brake light or the tail light.
  • the lighting device according to the fifth embodiment of the invention differs from the illumination device according to the fourth embodiment of the invention only in that they instead of red light-emitting diodes emit white light emitting diodes has ⁇ animal. In all other details, the lighting devices according to the fourth and fifth embodiments of the invention coincide.
  • the lighting device according to the fifth embodiment of the invention is, for example, to He ⁇ testify the reversing light in the return headlight of the motor vehicle ⁇ or used to generate the daytime running light used in a headlamp of the vehicle.
  • the lighting device according to the sixth embodiment of the invention differs from the first embodiment shown in Figure 5 only in that in the lighting device according to the sixth embodiment of the invention, the center of ⁇ ordered light emitting diode 11 yellow or yellowish light emitted and the other four light emitting diodes 12 to 15 each emit white light. In all other details, the lighting devices according to the first and sixth embodiments of the invention coincide.
  • the illumination device according to the sixth exemplary embodiment of the invention is used, for example, for generating fog light and daytime running light in the headlight of the motor vehicle, wherein the central, centrally arranged light-emitting diode 11 generates the fog light and the other four light-emitting diodes jointly generate the daytime running light.
  • the lighting device according to the seventh embodiment of the invention differs from the one shown in Figure 6, the second embodiment only in that, in the illumination device according to the seventh embodiment of the invention, the Leuchtdio ⁇ 11 12 13 ⁇ of the first group of light emitting diodes currency rend their Operate emit red light and emit the LEDs 14 15 16 ⁇ the second group of LEDs during their operation orange light emit ⁇ .
  • the LEDs 11 ⁇ , 12 ⁇ , 13 ⁇ and 14 ⁇ , 15 ⁇ , 16 ⁇ each group are each operated simultaneously.
  • the light-emitting diodes 11 12 13 ⁇ of the first group together serve to generate a tail light and the light ⁇ diodes 14 15 16 ⁇ of the second group together serve to generate a flashing light for the direction indicator in the rear of a motor vehicle.
  • the lighting fixtures are in accordance with the second and seventh embodiments of the invention.
  • the individual semiconductor light sources in particular light-emitting diodes of the illumination device according to the invention, can be combined in groups in order to assign a separate illumination function to each group of semiconductor light sources.
  • semiconductor light sources of the illumination device according to the invention which emit light of the same color, can be combined into a group and operated together.
  • the semiconductor light sources of each group on the surface 100 of the mounting board 10 point-symmetrical bezüg- lent the intersection of the axis of symmetry 70 of the optical system 7 with the surface 100 of the mounting board to a lighting device with the highest possible symmetry and to achieve correspondingly symmetrical light emission.
  • the light-emitting diode 11 forms a first group and the other light-emitting diodes 12, 13, 14, 15 form a second group of light-emitting diodes which can be operated simultaneously.
  • the light-emitting diode 11 of the first group as well as the light-emitting diodes 12, 13, 14, 15 of the second group are each point-symmetrical with respect to the intersection of the axis of symmetry 70 of the optical lens 7 with the surface 100 of the mounting board 10 on the Oberflä ⁇ che 100 of the mounting board 10 is arranged ,
  • the illumination device according to the eighth embodiment of the invention differs from the illumination device according to the third embodiment of the invention depicted in FIG. 7 only in that the annular optical aperture 9 is embedded in the silicone material of the optical lens 7.
  • the annular optical aperture 9 may be completely enclosed by the silicone material of the optical lens 7 or terminate with the edge of the optical lens 7.
  • the invention is not limited to the embodiments of the illumination device explained in greater detail above.
  • the invention BL LEVEL ⁇ processing device in addition to or instead of the red light-emitting diodes also exhibit orange light emitting diodes to provide a flashing function.
  • the illumination device may also comprise white light emitting diodes, to allow for example, a reversing light or to use the illumination device in the front region of the motor vehicle for generating daytime running lights, flashing light, position light or fog ⁇ light.
  • the illumination device according to the invention can also have a different number of light-emitting diodes, depending on the desired application.
  • the LEDs 11, 12 may be formed, for example, as LED chips with Ge ⁇ housing or without housing. When using LED chips without housing, the electrical contacts of the LED chips may be encapsulated by silicone.
  • the illumination device can also have laser diodes, optionally together with phosphor for producing white light.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit mehreren, auf einer Oberfläche (100) eines Trägers (10) angeordneten Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) und einer gemeinsamen Optik (7) für die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15), welche die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) abdeckt. Erfindungsgemäß ist die gemeinsame Optik (7) rotationssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse (70) ausgebildet, die senkrecht zur Oberfläche (100) des Trägers (10) ausgerichtet ist und die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) sind symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse (70) auf dem Träger (10) angeordnet.

Description

BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG MIT HALBLEITERCHIPS AUF EINEM TRÄGER UND MIT EINER GEMEINSAMEN
OPTISCHEN LINSE.
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
I . Stand der Technik
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise 5 in der DE 20 2014 002 809 Ul offenbart. Diese Schrift be¬ schreibt eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeug¬ scheinwerfer mit mehreren Halbleiterlichtquellen, die von einer gemeinsamen Optik abgedeckt sind.
I I . Darstellung der Erfindung
10 Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Be¬ leuchtungseinrichtung mit einer möglichst symmetrischen Lichtverteilung und einer einfachen Konstruktion bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beleuch- 15 tungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt mehrere, auf einer Oberfläche eines Trägers angeordnete
20 Halbleiterlichtquellen und eine gemeinsame Optik für die Halbleiterlichtquellen, welche die Halbleiterlichtquellen abdeckt. Erfindungsgemäß ist die gemeinsame Optik rotati¬ onssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet, die senkrecht zur Oberfläche des Trägers ausgerich¬
25 tet ist und die Halbleiterlichtquellen sind symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse auf dem Träger angeordnet. Dadurch wird eine möglichst symmetrische Lichtverteilung, insbesondere im Fernfeld der Halbleiterlichtquellen, erzielt. Die Verwendung einer gemeinsamen Optik für alle Halbleiterlichtquellen erlaubt eine einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
Vorzugsweise ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbei¬ spiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eine erste Halbleiterlichtquelle in der Symmetrieachse der Op¬ tik auf der Oberfläche des Trägers angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass die erste Halbleiterlichtquelle, insbesondere in ihrem Fernfeld, zusammen mit der Optik eine symmetrische Lichtverteilung erzeugt.
Die anderen Halbleiterlichtquellen sind gemäß dem vorgenannten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Beleuchtungseinrichtung vorzugsweise entlang mindestens eines Kreises, dessen Mittelpunkt in der Symmet¬ rieachse der Optik liegt, auf der Oberfläche des Trägers angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass auch die an¬ deren Halbleiterlichtquellen, insbesondere in ihrem Fernfeld, zusammen mit der Optik eine symmetrische Lichtverteilung erzeugen. Zu dem vorgenannten Zweck sind die anderen Halbleiterlichtquellen vorzugsweise entlang des mindestens einen Kreises in gleichen Abständen angeord¬ net . Vorteilhafterweise sind bei dem vorgenannten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungs¬ einrichtung Betriebsmittel für die Halbleiterlichtquellen vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass die erste Halbleiterlichtquelle separat von den anderen Halbleiter- lichtquellen ein- und ausschaltbar ist, oder die Helligkeit der ersten Halbleiterlichtquelle separat von der Helligkeit der anderen Halbleiterlichtquellen steuerbar bzw. regelbar ist. Die Halbleiterlichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind bei allen bevorzugten Ausführungsbeispielen vorteilhafterweise entlang mindestens eines konzentrischen Kreises, dessen Mittelpunkt in der Symmet¬ rieachse der Optik liegt, auf der Oberfläche des Trägers angeordnet, um eine möglichst symmetrische Lichtvertei¬ lung, insbesondere im Fernfeld der Halbleiterlichtquel¬ len, zu gewährleisten. Die erste Halbleiterlichtquelle des vorgenannten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist in diesem Sinn auf einem Kreis mit dem Durchmesser 0 mm und dem Mittelpunkt in der Symmetrieachse der Optik angeord¬ net. Besonders bevorzugt sind die Halbleiterlichtquellen äquidistant auf jedem konzentrischen Kreis, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse der Optik liegt, angeord¬ net .
Vorzugsweise liegt ein parallel zur Oberfläche des Trä¬ gers gemessener, maximaler Durchmesser der Optik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung im Wertebereich von 3 mm bis 6 mm. Dadurch ist gewährleistet, dass die einzelnen Halbleiterlichtquellen im ihrem Fernfeld bzw. im Fernfeld vor der Optik nicht mehr optisch auflösbar bzw. separierbar sind, sondern das von ihnen emittierte Licht für den Betrachter von einer einzigen Lichtquelle zu stammen scheint. Vorzugsweise ist die Optik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung derart ausgebildet, dass ein parallel zur Oberfläche des Trägers gemessener Durchmesser der Optik mit zunehmendem Abstand zur Oberfläche des Trägers abnimmt. Dadurch wird ein gewünschtes Abstrahlmuster erreicht .
Die Optik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung weist aus dem vorgenannten Grund senkrecht zur Oberfläche des Trägers vorzugweise einen elliptischen Querschnitt auf. Der Quotient aus einer maximalen Höhe der Optik über der Oberfläche des Trägers und ihrem maximalen Durchmes¬ ser liegt vorzugsweise im Wertebereich von 0,3 bis 1,1.
Vorteilhafterweise ist die Optik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung als optische Linse ausgebildet. Dadurch wird eine einfache Konstruktion der Optik und der Beleuchtungseinrichtung gewährleistet. Vorzugsweise be¬ steht die optische Linse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus Silikon und die Halbleiterlichtquel¬ len der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind vorzugsweise im Silikonmaterial der optischen Linse ein¬ gebettet. Dadurch werden die Halbleiterlichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung durch das Silikonmaterial vor Beschädigung geschützt und es ist keine weitere Abdeckung für die Halbleiterlichtquellen erfor- derlich. Außerdem kann eine optische Linse aus Silikon auf einfache Weise aus flüssigem Silikon mittels eines Dispensers gefertigt werden.
Die Halbleiterlichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind vorteilhafterweise innerhalb eines Kreises auf der Oberfläche des Trägers angeordnet, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse der Optik liegt und dessen Durchmesser im Bereich des 0,4-fachen bis 0,8- fachen Wertes des maximalen Durchmessers der Optik liegt. Dadurch wird ein symmetrisches Abstrahlmuster sowie eine hohe Auskoppeleffizienz des Lichts aus der Linse erreicht .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Be¬ leuchtungseinrichtung ist eine ringförmige optische Blen- de vorgesehen, welche die Halbleiterlichtquellen und die Optik umgibt und deren Ringachse in der Symmetrieachse der Optik liegt. Dadurch wird Licht, das von den Halb¬ leiterlichtquellen nahezu parallel zur Oberfläche des Trägers abgestrahlt wird blockiert bzw. in andere Rich- tungen umgelenkt.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist vorzugs¬ weise als Lichtquelle im Kraftfahrzeug, insbesondere zur Erzeugung des Rücklichts oder Bremslichts oder beider vorgenannter Beleuchtungsfunktionen vorgesehen. Alterna- tiv kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung durch Anpassungen bei der Anordnung der Halbleiterlichtquellen, den Abmessungen der Halbleiterlichtquellen sowie der Farbe des von den Halbleiterlichtquellen emittierten Lichts und mittels daran angepasster Elektronik auch für Tagfahrlicht und Fahrtrichtungsanzeiger eingesetzt werden . III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Beleuchtungs¬ einrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispie¬ len der Erfindung
Figur 2 eine Draufsicht auf das elektrische Anschlus¬ selement der in Figur 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung
Figur 3 einen Längsschnitt durch die in Figuren 1 und 2 abgebildete Beieuchtungseinrichtung
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung der Optik und der
Halbleiterlichtquellen aus dem Längsschnitt der Figur 3
Figur 5 eine Draufsicht auf die Optik und die Halb¬ leiterlichtquellen der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung
Figur 6 eine Draufsicht auf die Halbleiterlichtquellen und die Optik der Beleuchtungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 7 eine vergrößerte, längs geschnittene Darstellung der Optik und der Halbleiterlichtquellen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung In den Figuren 1 bis 5 sind unterschiedliche Ansichten einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung abgebildet, die als Licht¬ quelle im Heckbereich von Kraftfahrzeugen zum Erzeugen des Schlusslichts und Bremslichts vorgesehen ist.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt fünf auf einem Träger 10 angeordnete Halbleiterlichtquellen 11, 12, 13, 14, 15, die von einer Optik 7 abgedeckt sind, ein Gehäuse 2, ei- nen Kühlkörper 3 zur Kühlung der Halbleiterlichtquellen und eine Elektronik 8 zum Betreiben der Halbleiterlichtquellen 11, 12, 13, 14, 15 sowie ein elektrisches An¬ schlusselement 4 zur Energieversorgung der Halbleiterlichtquellen 11, 12, 13, 14, 15. Bei den Halbleiterlichtquellen 11, 12, 13, 14, 15 handelt es sich um fünf Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15, die gemeinsam mit der Elektronik 8 zum Betreiben der Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 auf einer Montageplatine 10 ange¬ ordnet sind. Die Montageplatine 10 dient als gemeinsamer Träger 10 für die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 und die Elektronik 8. Die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 und die Elektronik 8 sind auf einer Oberfläche 100 der Montage¬ platine 10 montiert und durch Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden. Die Elektronik 8 ist als Treiber- Schaltung, insbesondere als sogenannter Lineartreiber, das heißt, als linearer Spannungsregler ausgebildet.
Alternativ ist auch eine reine Widerstandschaltung möglich. Neben dem reinen Betrieb der Lichtquellen kann der Treiber auch diverse Schutzfunktionen realisieren, z.B. Verpolschutz , ESD und Schutz gegen positive, negative Spannungspulse aus dem Kfz-Bordnetz . Der Treiber kann bei Bedarf auch ein elektronisches Derating, Dimmen und Abschalten einzelner Chips umsetzen. Die Optik 7 wird von einer optischen Linse aus transparentem, farblosem Silikon gebildet, die alle Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 abdeckt. Die optische Linse 7 ist so¬ mit als gemeinsame Optik für alle Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 ausgebildet. Die optische Linse 7 ist mit Hil- fe eines Dispensers für flüssiges Silikon auf die Ober¬ fläche 100 der Montageplatine 10 aufgebracht. Mit Hilfe eines Dispensers wird flüssiges Silikon auf die Oberflä¬ che 100 der Montageplatine 10 aufgebracht, so dass die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 in der Silikonmasse ein- gebettet sind. Nach dem Erkalten bildet die Silikonmasse eine optische Linse 7, welche die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 abdeckt.
Die optische Linse 7 ist auf der Oberfläche 100 der Mon¬ tageplatine angeordnet und rotationssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse 70 ausgebildet, die senkrecht zur Oberfläche 100 der Montageplatine 10 verläuft. Die opti¬ sche Linse 7 besitzt in Schnittebenen, die senkrecht zur Oberfläche 100 der Montageplatine 10 verlaufen, einen el¬ liptischen Querschnitt. Der parallel zur Oberfläche 100 der Montageplatine 10 gemessene, maximale Durchmesser Dmax der optischen Linse 7 beträgt 4,5 mm. Der parallel zur Oberfläche 100 der Montageplatine 10 gemessene Durchmes¬ ser D der optischen Linse 7 nimmt mit zunehmender Höhe über der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 ab. Die ma- ximale Höhe H der optischen Linse 7 über der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 beträgt 3 mm.
Die Leuchtdiode 11 ist in der Symmetrieachse 70 der opti¬ schen Linse 7 auf der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 angeordnet. Damit ist die Leuchtdiode 11 auch im Schnittpunkt zweier maximaler Durchmesser 71, 72 der optischen Linse 7 angeordnet. Die vier anderen Leuchtdioden 12, 13, 14, 15 sind äquidistant entlang eines Kreises 73, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 liegt, auf der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 angeordnet. Diese vier Leuchtdioden 12, 13, 14, 15 liegen daher an den Ecken eines Quadrats auf der Oberflä¬ che 100 der Montageplatine 10. Die Leuchtdioden 14 und 15 sind entlang eines ersten maximalen Durchmessers 71 der optischen Linse 7 angeordnet und die Leuchtdioden 12 und 13 sind entlang eines zweiten maximalen Durchmessers 72 der optischen Linse 7 angeordnet. Die Leuchtdiode 11 be¬ findet sich im Schnittpunkt der beiden maximalen Durchmesser 71, 72. Alle Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 sind innerhalb eines Kreises 74 auf der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 angeordnet, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 liegt und dessen Durchmesser 2,7 mm beträgt.
Das Gehäuse 2 ist ringförmig und als Kunststoffspritz- gussteil ausgebildet. Das ringförmige Gehäuse 2 besitzt eine erste Stirnseite mit einer eben ausgebildeten ringscheibenförmigen Stirnfläche 20. Entlang des äußeren Um- fangs der ringscheibenförmigen Stirnfläche 20 sind drei Verriegelungselemente 21, 22, 23 angeordnet, die radial von der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Gehäuses 2 abstehen und eine Bajonettverriegelung mit entsprechend geformten Gegenstücken einer Fassung der Kraftfahrzeugleuchte bilden. Die Unterseiten der drei Verriegelungs- elemente 21, 22, 23 definieren eine Ebene, welche als Re¬ ferenzebene für die Ausrichtung der Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 bezüglich des Gehäuses 2 und bezüglich der optischen Achse der Fassung der Kraftfahrzeugleuchte dient, in welche die Beleuchtungseinrichtung eingesetzt wird. Zur Aktivierung der Bajonettverriegelung wird die Beleuchtungseinrichtung in die Fassung der Kraftfahrzeugleuchte gesteckt und anschließend im Uhrzeigersinn um die Ringachse des Gehäuses 2 gedreht. Ein Verriegelungsele¬ ment 23 weist zur Begrenzung der vorgenannten Drehbewe- gung einen Anschlag 230 auf, der in der Fassung bzw. Montageöffnung der Kraftfahrzeugleuchte nach der Bajonett¬ verriegelung anliegt. Die Bajonettverriegelung kann mit einem produktspezifischen Schlüssel ausgeführt werden, sodass jeder Typ von Beleuchtungseinrichtung einen eige- nen Schlüssel besitzt und somit Vertauschungen vermieden werden. Die notwendige Anpresskraft der Beleuchtungseinrichtung zur Fassung liefert ein Dichtungsring 5.
An seiner ersten Stirnseite besitzt das ringförmige Ge¬ häuse 2 zwei Stege 201, die von der ringscheibenförmigen Stirnfläche 20 abgewinkelt sind und deren Enden sich pa¬ rallel zur Ringachse des Gehäuses 2 erstrecken sowie in passgerechte Durchbrüche der Montageplatine 10 greifen.
An seiner zweiten Stirnseite weist das ringförmige Gehäu¬ se 2 einen ringförmigen Flanschabschnitt 24 auf, der ra- dial nach außen von der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Gehäuses 2 absteht, eine Auflagefläche 240 für ei¬ nen Dichtungsring 5 formt und zusammen mit den Verriegelungselementen 21, 22, 23 eine ringförmige Nut 200 zur Aufnahme des Dichtungsrings 5 aus Silikon oder Gummi bil¬ det. Entlang des Umfangs des ringförmigen Flanschab¬ schnitts 24 sind drei Stege 241 angeordnet, die sich pa¬ rallel zur Ringachse des ringförmigen Flanschabschnitts 24 erstrecken und in Durchbrüche eines ringförmigen Kühl- körperabschnitts 31 greifen.
Der Kühlkörper 3 besitzt einen hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitt 31, der in der Aussparung, das heißt Ringöffnung des Gehäuses 2 angeordnet ist und an seiner der Stirnfläche 20 des Gehäuses 2 zugewandten Seite eine ebene Auflagefläche 30 für die Montageplatine 10 ausbil¬ det. Die Zylinderachse des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 ist identisch mit der Ringachse des ringförmigen Gehäuses 2. Die Auflagefläche 30 ist senkrecht zur Zylinderachse des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 angeordnet und mit der Montage¬ platine 10 mit elektrisch isolierendem, wärmeleitfähigem Klebstoff verklebt. Die Auflagefläche 30 des hohlzylind¬ risch geformten Kühlkörperabschnitts 31 weist einen Durchbruch 300 auf, durch den drei elektrische Kontakt- stifte 41, 42, 43 des elektrischen Anschlusselements 4 hindurchgeführt sind. Die drei elektrischen Kontaktstifte 41, 42, 43 bilden mit der Montageplatine 10 eine Presspassung . Der Kühlkörper 3 besitzt außerdem einen zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32, der an dem hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitt 31 angeformt ist und dessen Ringachse mit der Zylinderachse des hohlzylindrischen Kühlkörperabschnitts 31 zusammenfällt. Der zweite, ringscheibenförmig ausgebildete Kühlkörperabschnitt 32 ist nach Art eines Sandwichs zwischen dem ringscheibenförmigen Flanschabschnitt 24 des Gehäuses 2 und einem kreisscheibenförmigen Flanschabschnitt 40 des elektrischen Anschlusselements 4 angeordnet und mit bei¬ den mittels Klebstoff 6 verbunden. Alternativ ist durch die Öffnungen für die Stege 241 auch eine komplette Um- spritzung des Kühlkörpers mit Kunststoff möglich, sodass nur ein einziges Kunststoffteil vorhanden ist, welches den Kühlkörper umgibt.
An dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32 sind entlang seines Umfangs angeordnete Kühlrippen 33 angeformt. Die Kühlrippen 33 sind von dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperab- schnitt 32 jeweils um einen Winkel von 90 Grad abgewin¬ kelt und erstrecken sich jeweils parallel zur Ringachse des zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitts 32. Der Kühlkörper 3 besteht aus Metall, bei¬ spielsweise aus Edelstahlblech oder Aluminium, und ist einteilig, als Tiefziehbiegeteil ausgebildet.
Das elektrische Anschlusselement 4 ist als Kunst¬ stoffspritzgussteil ausgebildet und weist drei elektri¬ sche Kontaktstifte 41, 42, 43 auf, die jeweils aus Metall bestehen und im Kunststoffmaterial des elektrischen An- Schlusselements 4 eingebettet sind. Das elektrische An¬ schlusselement 4 besitzt einen kreisscheibenförmigen Flanschabschnitt 40, der am zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32, an seiner vom Ge- häuse 2 abgewandten Seite, anliegt. Der Flanschabschnitt 40 des elektrischen Anschlusselements 4 ist durch Kleb¬ stoff 6 mit dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32 verbunden. Der Klebstoff 6 dient zusätzlich auch als Dichtungsmittel zwischen dem Flansch- abschnitt 40 des elektrischen Anschlusselements 4 und dem zweiten, ringförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32 sowie zwischen dem ringscheibenförmigen Flanschabschnitt 24 des Gehäuses 2 und dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32. Der Klebstoff 6 ist zu diesem Zweck ringförmig auf beiden Seiten des zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitts 32 aufgetragen. Alternativ kann der Klebstoff auch in Höhe der Auflagefläche 30 aufgetragen werden und dort, in ge¬ ringem Abstand zu der Platine 10 die Dichtfunktionen mit dem Gehäuse 2 gewährleisten.
Das elektrische Anschlusselement 4 weist außerdem einen als Buchse 44 ausgebildeten Abschnitt auf, der sich pa¬ rallel zur Ringachse des Gehäuses 2 erstreckt und paral¬ lel versetzt zu dieser Ringachse angeordnet ist und an den kreisscheibenförmigen Flanschabschnitt 40 angeformt ist. Die freien Enden der elektrischen Kontaktstifte 41, 42, 43 erstrecken sich jeweils in die Buchse 44 und die¬ nen dort als elektrische Kontakte der Beleuchtungsein¬ richtung und sind zum Anschließen eines auf die Buchse 44 aufsteckbaren Steckers vorgesehen. Nach dem Zusammenfügen von Buchse und Stecker ist diese Verbindung dichtend. Die anderen Enden der drei elektrischen Kontaktstifte 41, 42, 43 ragen jeweils durch den Durchbruch 300 in der Auflagefläche 30 des Kühlkörpers 3 hindurch und bilden eine Presspassung mit der Montageplatine 10 und sind jeweils mit einem elektrischen Kontakt auf der Montageplatine 10 verbunden. Die elektrischen Kontaktstifte 41, 42 dienen zur Energieversorgung der ersten Leuchtdiode 11 und die elektrischen Kontaktstifte 41, 43 dienen zur Energiever- sorgung der vier im Quadrat angeordneten Leuchtdioden 12, 13, 14, 15.
Die fünf Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 emittieren während des Betriebs rotes Licht. Die an den Ecken des fik¬ tiven Quadrats angeordneten Leuchtdioden 12, 13, 14, 15 dienen gemeinsam zum Erzeugen des Bremslichts. Die zentrale Leuchtdiode 11 dient zum Erzeugen des Schlusslichts. Die Elektronik 8 erlaubt einen Betrieb der Leuchtdiode 11 separat von den anderen vier Leuchtdioden 12, 13, 14, 15, die gemeinsam betrieben werden. Die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 sind jeweils als Leuchtdiodenchip ausgebildet, deren Licht emittierende Oberfläche eine Seitenlänge im Bereich von 0,4 mm bis 0,6 mm aufweist. Alternativ können auch Leuchtdiodenchips verwendet werden, deren Licht emittierende Oberfläche ei- ne Seitenlänge im Bereich von 0,7 mm bis 0,8 mm oder 0,9 mm bis 1,1 mm aufweist.
In Figur 6 ist schematisch eine Draufsicht auf die Ober¬ fläche 100 der Montageplatine 10 einer Beleuchtungsein- richtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der darge¬ stellt.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur durch die unterschiedliche Anzahl und Anordnung der Leuchtdioden 11 12 13 14 15 16 λ auf der Oberfläche 100 der Montageplatine 10. In al¬ len anderen Details stimmen die beiden Ausführungsbei- spiele der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung überein. Daher werden in den Figuren 1 bis 7 für identische Komponenten der Beleuchtungseinrichtungen dieselben Bezugszeichen verwendet und für deren Beschreibung wird auf die Beschreibung der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwiesen.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt zwei Gruppen von je drei Leuchtdioden 11 12 13 und 14 15 16 die während des Betriebs rotes Licht erzeugen. Die erste Gruppe von Leuchtdioden 11 12 13 ist äquidistant ent¬ lang eines ersten Kreises 75 angeordnet, dessen Mittel¬ punkt in der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 liegt. Die zweite Gruppe von Leuchtdioden 14 15 16 λ ist äquidistant entlang eines zweiten Kreises 76 angeord¬ net, dessen Mittelpunkt ebenfalls in der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 liegt und der einen größeren Durchmesser als der erste Kreis 75 besitzt. Alle Leucht¬ dioden 11λ, 12 13 und 14λ, 15λ, 16λ sind innerhalb ei¬ nes Kreises 77, dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 liegt und dessen Durchmesser 3,6 mm beträgt, auf der Oberfläche 100 der Montageplatine
10 angeordnet. Der maximale Durchmesser der optischen Linse 7 beträgt auch beim zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 4,5 mm.
Die Leuchtdioden der ersten Gruppe 11 12 13 dienen zum Erzeugen eines Schlusslichts für ein Kraftfahrzeug. Zu diesem Zweck werden die Leuchtdioden der ersten Gruppe
11 12 13 simultan betrieben. Zum Erzeugen eines Bremslichts werden die die Leuchtdioden der beider Gruppen 11λ, 12 13 und 14λ, 15λ, 16λ gemeinsam betrieben.
In Figur 7 ist schematisch und ausschnittweise ein Querschnitt durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur durch eine zusätzliche optische Blende 9, welche auf der Oberfläche 100 der Montageplati¬ ne 10 angeordnet ist und welche die optische Linse 7 und die Leuchtdioden 11, 12, 13, 14, 15 umschließt. Die Ringachse der optischen Blende 9 ist identisch mit der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7. Die ringförmige op¬ tische Blende 9 ist opak und besteht aus Metall oder Kunststoff. Die Höhe der optischen Blende 9 über der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 liegt bei einem Wert im Bereich von 2 mm bis 3,5 mm. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in Figur 5 abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vier- ten Ausführungsbeispiel der Erfindung keine mittig ange¬ ordnete Halbleiterlichtquelle bzw. Leuchtdiode 11 be¬ sitzt. In allen anderen Details stimmen die Beleuchtungs¬ einrichtungen gemäß dem ersten und vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung überein. Die Beleuchtungseinrich- tung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient nur für eine Beleuchtungsfunktion, beispielsweise zum Erzeugen des Bremslichts oder des Schlusslichts.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur dadurch, dass sie anstelle von rotes Licht emittierenden Leuchtdioden weißes Licht emit¬ tierende Leuchtdioden besitzt. In allen anderen Details stimmen die Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung überein. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beispielsweise zum Er¬ zeugen des Rückfahrlichts im Rückscheinwerfer des Kraft¬ fahrzeugs eingesetzt oder zum Erzeugen des Tagfahrlichts im Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs verwendet.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in Figur 5 abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung die mittig an¬ geordnete Leuchtdiode 11 gelbes oder gelbliches Licht emittiert und die anderen vier Leuchtdioden 12 bis 15 jeweils weißes Licht emittieren. In allen anderen Details stimmen die Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem ersten und sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung überein. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beispielsweise zum Er¬ zeugen von Nebellicht und Tagfahrlicht im Frontscheinwer- fer des Kraftfahrzeugs eingesetzt, wobei die zentrale, mittig angeordnete Leuchtdiode 11 das Nebellicht erzeugt und die anderen vier Leuchtdioden gemeinsam das Tagfahrlicht erzeugen.
Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem siebten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in Figur 6 abgebildeten zweiten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Leuchtdio¬ den 11 12 13 λ der ersten Gruppe von Leuchtdioden wäh- rend ihres Betriebs rotes Licht emittieren und die Leuchtdioden 14 15 16 λ der zweiten Gruppe von Leuchtdioden während ihres Betriebs orangefarbenes Licht emit¬ tieren. Die Leuchtdioden 11λ, 12λ, 13λ bzw. 14λ, 15λ, 16λ jeder Gruppe werden jeweils simultan betrieben. Die Leuchtdioden 11 12 13 λ der ersten Gruppe dienen gemeinsam zum Erzeugen eines Schlusslichts und die Leucht¬ dioden 14 15 16 λ der zweiten Gruppe dienen gemeinsam zum Erzeugen eines Blinklichts für den Fahrtrichtungsanzeiger im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs. In allen an- deren Details stimmen die Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem zweiten und siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung überein .
Die einzelnen Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrich- tung können gruppenweise zusammengefasst sein, um jeder Gruppe von Halbleiterlichtquellen eine eigene Beleuchtungsfunktion zuzuordnen. Beispielsweise können Halbleiterlichtquellen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, die Licht derselben Farbe emittieren, zu einer Gruppe zusammengefasst und gemeinsam betrieben werden. Außerdem sind bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung die Halbleiterlichtquellen jeder Gruppe auf der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 punktspiegelsymmetrisch bezüg- lieh des Schnittpunkts der Symmetrieachse 70 der Optik 7 mit der Oberfläche 100 der Montageplatine angeordnet, um eine Beleuchtungseinrichtung mit möglichst hoher Symmetrie und entsprechend symmetrischer Lichtabstrahlung zu erreichen. Beispielsweise bildet bei der in Figur 5 abge- bildeten Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Leuchtdiode 11 eine erste Gruppe und die anderen Leuchtdioden 12, 13, 14, 15 bilden ein zweite Gruppe von Leuchtdioden, die simultan betreibbar sind. Die Leuchtdiode 11 der ersten Gruppe sowie auch die Leuchtdioden 12, 13, 14, 15 der zweiten Gruppe sind jeweils punktspiegelsymmetrisch bezüglich des Schnittpunkts der Symmetrieachse 70 der optischen Linse 7 mit der Oberfläche 100 der Montageplatine 10 auf der Oberflä¬ che 100 der Montageplatine 10 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der in Figur 7 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur dadurch, dass die ringförmige optische Blende 9 im Silikonmaterial der optischen Linse 7 eingebettet ist. Die ringförmige optische Blende 9 kann vollständig vom Silikonmaterial der optischen Linse 7 umschlossen sein oder mit dem Rand der optischen Linse 7 abschließen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Beleuchtungseinrichtung. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Beleuch¬ tungseinrichtung zusätzlich zu oder anstelle der rotes Licht emittierenden Leuchtdioden auch orangefarbenes Licht emittierende Leuchtdioden aufweisen, um eine Blinklichtfunktion zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann die Beleuchtungseinrichtung auch weißes Licht emittierende Leuchtdioden umfassen, um beispielsweise ein Rückfahrlicht zu ermöglichen oder um die Beleuchtungseinrichtung im Frontbereich des Kraftfahrzeugs zum Erzeugen von Tagfahrlicht, Blinklicht, Positionslicht oder Nebel¬ licht einsetzen zu können.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung auch eine andere Anzahl von Leuchtdioden aufweisen, je nach gewünschter Applikation. Ferner können die Leuchtdioden 11, 12 beispielsweise als LED-Chips mit Ge¬ häuse oder ohne Gehäuse ausgebildet sein. Bei Verwendung von LED-Chips ohne Gehäuse können die elektrischen Kontakte der LED-Chips mittels Silikon vergossen sein. Ferner kann die Beleuchtungseinrichtung anstelle von Leuchtdioden auch Laserdioden, gegebenenfalls gemeinsam mit Leuchtstoff zum Erzeugen von weißem Licht, aufweisen.

Claims

Ansprüche
Beleuchtungseinrichtung mit mehreren, auf einer Oberfläche (100) eines Trägers (10) angeordneten Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) und einer gemeinsamen Optik (7) für die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15), welche die Halb¬ leiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Optik (7) rotationssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse (70) ausgebildet ist, die senkrecht zur Ober¬ fläche (100) des Trägers (10) ausgerichtet ist und die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse (70) auf dem Träger (10) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine erste Halbleiterlichtquelle (11) in der Symmetrie¬ achse (70) auf der Oberfläche (100) des Trägers (10) angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die anderen Halbleiterlichtquellen (12, 13, 14, 15) entlang mindestens eines Kreises (73) , dessen Mit¬ telpunkt in der Symmetrieachse (70) liegt, auf der Oberfläche (100) des Trägers (10) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die anderen Halbleiterlichtquellen (12, 13, 14, 15) entlang des mindestens einen Kreises (73) in glei¬ chen Abständen angeordnet sind. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei Betriebsmittel (8) für die Halbleiter¬ lichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass die erste Halb¬ leiterlichtquelle (11) separat von den anderen Halbleiterlichtquellen (12, 13, 14, 15) ein- und ausschaltbar ist oder die Helligkeit der ersten Halbleiterlichtquelle (11) separat von der Hellig¬ keit der anderen Halbleiterlichtquellen (12, 13, 14, 15) steuerbar bzw. regelbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterlichtquellen (11\ 12 \ 13\ 14 \ 15\ 16 λ) entlang mindestens eines konzentrischen Krei¬ ses (75, 76), dessen Mittelpunkt in der Symmetrie¬ achse (70) der Optik (7) liegt, auf der Oberfläche (100) des Trägers (10) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein parallel zur Oberfläche (100) des Trägers (10) gemessener, maximaler Durchmesser (Dmax) der Optik (7) im Wertebereich von 3 mm bis 6 mm liegt.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein parallel zur Oberfläche (100) des Trägers (10) gemessener Durchmesser (D) der Optik (7) mit zunehmendem Abstand zur Oberfläche (100) des Trägers (10) abnimmt.
9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Quotient aus einer maximalen Höhe (H) der Optik (7) über der Oberfläche (100) des Trägers (10) und ihrem maximalen Durchmesser (Dmax) im Wertebereich von 0,3 bis 1,1 liegt.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Optik (7) senkrecht zur Oberfläche (100) des Trägers (10) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Optik (7) als optische Linse aus¬ gebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, wobei die optische Linse (7) aus Silikon besteht und die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) im Silikonmaterial der optischen Linse (7) eingebettet sind .
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) innerhalb eines Kreises (74), dessen Mittelpunkt in der Symmetrieachse (70) der Optik (7) liegt, auf der Oberfläche (100) des Trägers (10) angeordnet sind, dessen Durchmesser im Bereich des 0,4-fachen bis 0,8-fachen Wertes eines maxima¬ len Durchmessers (Dmax) der Optik (7) liegt.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine ringförmige optische Blende (9) vorgesehen ist, welche die Halbleiterlichtquellen (11, 12, 13, 14, 15) und die Optik (7) umgibt und deren Ringachse in der Symmetrieachse (70) der Op¬ tik (7) liegt. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Halbleiterlichtquellen (11; 12, 13, 14, 15) in Gruppen von simultan betreibbaren Halbleiterlichtquellen aufgeteilt sind, und wobei die Halbleiterlichtquellen jeder Gruppe punktspie- gelsymmetrisch bezüglich des Schnittpunktes der Symmetrieachse (70) der Optik (7) mit der Oberflä¬ che (100) des Trägers (10) auf der Oberfläche (100) des Trägers (10) angeordnet sind.
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