WO2017211530A1 - Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung - Google Patents

Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a lighting device, in particular for a vehicle with a conventional light ⁇ source arrangement, in particular an LED light source device in which a plurality of light sources are substantially uniformly arranged side by side.
  • a space present between the juxtaposed light sources usually in the order of about 50 to 200 ym, sometimes even up to 400 ym or above, especially when using projection optics, becomes dark lines in the light field , especially in the far field, leads.
  • the above-mentioned homogeneity and / or uniformity of light distribution is basically desired throughout the light distribution.
  • a direct image is realized, whereby a smallest image is realized, which leads to the highest resolution. Any "smearing" leads to a broader image, especially in the above-mentioned "large-scale mixture".
  • the direct image also covers dark areas between the chips, the above-mentioned spaces between the light sources, which is undesirable because it leads to inhomogeneity in the light distribution.
  • the object of the present invention is to provide a light source arrangement and a lighting device with the light source arrangement, in which a so-called "crosstalk" is reduced or no longer occurs and / or in contrast to a direct imaging, the above-mentioned dark lines are reduced or avoided.
  • This object is achieved with respect to the light source arrangement by the features of independent claim 1, and with respect to the illumination device by the features of the corresponding independent independent claim. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
  • a plurality of light sources are provided side by side on ei ⁇ nem substrate. At least two of the light sources with respect to the spatial separation of respective light-emitting surface of the light sources on one another Various ⁇ NEN height level of a reference level of the sub ⁇ strats arranged.
  • An advantage of the present invention is that by means of the present invention with respect to the reference level of the substrate is ⁇ arranged on mutually different height levels light sources whose light emission surfaces, for example the light emitting surface of a Leuchtdio ⁇ de (LED) and / or organic light emitting diode (OLED) and / or a Luminous spot on a phosphor, for example, in a laser-activated remote phosphor technology, spatially separated from ⁇ and thus a "crosstalk" of the light sources, in particular their Lichtabstrahlvid, is reduced or prevented.
  • a further advantage of the present invention is that by means of a slight blurring, which is effected by means of the vonei ⁇ Nander various inventive height levels, the mapping of the spaces between the light sources as dark areas and / or dark lines is reduced or even avoided.
  • an area of the light distribution with a, in particular small, mixture and / or with different degrees of mixing has a high resolution.
  • a low mixture is provided for a cutoff application and / or a high light intensity, alternatively or additionally for other areas of the light distribution, a high mixture.
  • LRP laser Activated remote phosphor
  • a radiation source ⁇ standet disposed conversion element comprising a phosphor or consisting of a Anre ⁇ supply radiation, in particular an excitation ⁇ beam (pump beam pumping laser beam) irradiated par- dere with the excitation beam of a laser diode.
  • the Anre ⁇ supply radiation of the excitation beam is absorbed by the luminescent material at least partially and at least partially into conversion radiation (emission radiation) is converted, whose wavelengths and thus spectral Eigenschaf- th and / or color is determined by the conversion characteristics of the phosphor.
  • the excitation radiation of the radiation source is converted by the irradiated phosphor into conversion radiation with longer wavelengths than the excitation radiation.
  • the conversion element blue excitation radiation (blue laser light) in red or blue green or yellow conversion radiation (conversion light, illumination light) are converted.
  • the Minim ⁇ least one LED may be equipped with at least one private and / or shared optics for beam guidance, for example with at least a Fresnel lens or a collimator.
  • LEDs for example polymer OLEDs.
  • the LED chips can be directly emitting or have an upstream phosphor.
  • the LED may be a laser diode or a laser diode array.
  • OLED luminescent layer or a plurality of OLED luminescent layers or an OLED luminescent region can be provided.
  • the emission wavelengths of the LEDs can be in the ultraviolet, visible or infrared spectral range.
  • the LEDs can additionally be equipped with their own converter.
  • the LED chips emit white light in the ge ⁇ normten ECE-white field of the automotive industry, particularly preferably realized by a blue emitter and a yellow / green converter. Height in the sense of the present invention is used as a substantially perpendicular to the substrate ste ⁇ rising direction.
  • the vehicle may be an aircraft or a waterborne vehicle or a land vehicle.
  • the land-based vehicle may be a motor vehicle or a rail vehicle or a bicycle.
  • ⁇ Trains t the use of the vehicle headlight in ei ⁇ nem truck or passenger car or motorcycle.
  • the light source arrangement according to the invention can be used in an effect light headlight, and / or in a headlight for illumination purposes, in particular a stage headlight, and / or in a searchlight.
  • At least a portion of the plurality of light sources of the illumination device may be in the form of a light emitting diode (LED), and / or an organic LED (OLED), and / or a laser diode and / or a laser activated remote phosphor (LARP).
  • LED light emitting diode
  • OLED organic LED
  • LFP laser activated remote phosphor
  • Principle working bulb, and / or as a halogen lamp, and / or as a gas discharge lamp (HID), and / or in conjunction with a working according to a Digital Light Processing (DLP) principle projector are available as light sources.
  • the multiple light sources have a light with a substantially identical wavelength and / or color temperature.
  • at least a part of the plurality of light sources has a light a mutually different wavelength and / or color temperature.
  • the multiple light sources may each have the same type.
  • at least a portion of the plurality of light sources may have a different construction.
  • light sources of a first type are formed without a converter, where ⁇ in light sources of a second type are formed with a converter, wherein light sources of another type are formed with a converter different from the converter of the second type.
  • At least one of the light sources on egg ⁇ nem each different from the other light sources height level and / or arranged on an angle different from the reference level of the substrate height level.
  • At least one light source group is formed by in each case a plurality of the light sources whose height level is equal to one another.
  • the light sources can be controlled.
  • the height level of the light sources of the at least one light source group the same as the heights ⁇ level of the light sources at least one other light source group.
  • the height level of the light sources of the at least one light source group may be different from the height level of the light sources of at least one other light source group.
  • One form at least a portion of the plurality ofierinni ⁇ veaus can be substantially step-like or Wesentli ⁇ chen checkerboard or substantially polygonal - in particular, triangular, rectangular or hexago- nal - or substantially be formed irregular, or substantially concentric rings or Wesent ⁇ have individual individual posts.
  • adjacent light sources in particular their Lichtabstrahlinci, each having a different height level.
  • a "crosstalk" of adjacent Lichtabstrahlinci and / or light sources due to the spatial separation of their Lichtabstrahlvid reduced if not completely avoided.
  • the above-described disadvantage of the prior art of the dark strokes in the far field can be avoided by the different height levels. Furthermore, this makes it possible to achieve a high contrast between light points generated by the light sources, in particular pixels.
  • the HOE are henmony oxides by means of a height offset, in particular of a part of the light sources to the reference level of the substrate and / or to a ande ⁇ ren height level of other light sources, the light emission of the light sources spaced from each other with mutually different height levels, so that a "crosstalk" is reduced or prevented; it Kgs ⁇ NEN sharp edges are realized in the far field.
  • a height offset in particular of a part of the light sources to the reference level of the substrate and / or to a ande ⁇ ren height level of other light sources, the light emission of the light sources spaced from each other with mutually different height levels, so that a "crosstalk" is reduced or prevented; it Kgs ⁇ NEN sharp edges are realized in the far field.
  • the light of substantially all light sources is sharply imaged, with a difference in sharpness in the far field is not noticeable because of the low vertical offset in general.
  • the problem of the dark lines in the far field can be solved with the light source arrangement according to the invention, unlike in the prior art.
  • a focal point of the projection optics is arranged between two light sources, that the height level of a light source is located in front of a focus of the projection optics and the height level of the other light source to the focus of the projec ⁇ onsoptik located.
  • both light sources are shown approximately equally defocused and result in a substantially clearly defined light / dark boundary.
  • the focal point of the projection optics is arranged approximately exactly between the height levels of two light sources. The shape can be selected depending on the desired effect.
  • the shape is freely selectable.
  • the shape of at least a portion of the plurality of height levels may include at least one of substantially linearly and / or substantially non-linearly increasing and / or decreasing the height levels.
  • one or more of Lichtquel ⁇ len are arranged on a height level such that a light of these light sources, in particular by means of these light sources, optics downstream, intentionally out of focus.
  • the sharp, clearly delimited area in the light distribution and the blurred area in the light distribution can be realized simultaneously and / or alternately and / or intersecting.
  • the blurred area in the light distribution can at least partially overlap the sharp, clearly defined area in the light distribution.
  • a part of the light sources is arranged at such a height level that light from this part of the light sources is sharply imaged by means of an optical system downstream of the light sources of the light source arrangement and another part of the light sources is arranged at a different height level, so that light ⁇ at the part of the light sources is shown out of focus means of the aforementioned optics of the.
  • a blurred region in the light distribution for example due to a aberration of an optic, in particular a field curvature, by means of the light source arrangement according to the invention, in particular by means of different height levels of the light sources, can be compensated in such a way that, in spite of the aberration, the blurred region is replaced the optics is a sharp area in the light distribution is shown.
  • one or more of the light sources are arranged at such a height level that a light of these light sources, in particular by means of an optical system connected downstream of these light sources, is intentionally in focus.
  • a mold formed by a plurality of height levels ge ⁇ is formed exclusively substantially concentric rings.
  • the optics can be left with the aberration - without having to accept losses in the light distribution.
  • this effect offers the advantage that, in conjunction with the light source arrangement according to the invention, basically a simpler and thus more favorable optical system, which, for example, can not compensate for such aberration, can be used;
  • adjacent to each other light sources are arranged adjacent to each other or spaced apart.
  • This freedom of choice is a further advantage of the light source arrangement according to the invention, since an optionally existing gap between adjacent light sources as described above does not correspond to the known disadvantage of the dark lines in the far field leads from the prior art.
  • At least a portion of the plurality of light sources may be formed as a substantially rectangular or substantially square or arbitrarily shaped chip.
  • the multiple light sources each have the same shape and / or size.
  • at least a portion of the plurality of light sources may have a different shape and / or size.
  • the particular form and / or size of the plurality of Lichtquel ⁇ len may be selected depending on the desired effect.
  • the respective shape and / or size of the plurality of light sources is freely selectable.
  • the reference level of the substrate is approximately level with an upper or lower surface of the sub ⁇ strats.
  • the height level of the light source is at the level of the light emitting surface of the light source.
  • a height offset of the height level from the reference level includes a thickness of the light source.
  • the height offset depending on the thickness of Lichtquel ⁇ le can be determined.
  • a height offset of the height level to the reference level of the substrate may be chosen the smaller, the sharper a light of the light sources to be imaged.
  • a height offset of the height level relative to the reference level of the substrate may be greater. Be elected, the blurred a light of Lichtquel ⁇ len to be imaged.
  • the height offset is selected depending on a desired effect, for example, whether a light of the light sources is to be focused or out of focus.
  • the height offset may be several millimeters or less than 100 microns.
  • the height offset preferably has a value in the value range from 10 .mu.m to 10 mm and particularly preferably in the value range from 0.1 mm to 1 mm.
  • a spacer between the respective light sources and the substrate is provided for forming the respective Hö ⁇ henmonys, wherein the spacer has a height difference from the reference level of the sub strats.
  • the respective height level is realized in a simple manner.
  • a material of the spacer is arbitrary.
  • the spacer is designed as an, in particular adjacent, electronic component that contains, for example, silicon or be ⁇ silicon, or designed as a so-called "submount", in particular A1N or Ge or AI2O3 or GaN or Cu or Al or is the same or contains said substances and / or said compounds and / or other compounds of said substances.
  • the spacer contains a material having a high thermal conductivity or of a Ma ⁇ material including a high thermal conductivity.
  • a non-conductive having formed ⁇ th spacer such as a ceramic, in particular an AlN ceramics
  • an electrical connection by means of a metallization of a top and / or bottom side of the spacer and with a via and / or implemented by means of wire bonding.
  • the electrical connection is by means of wire bonding reali ⁇ Siert.
  • a material that is non-conductive but has high thermal conductivity is easily usable to form a desired height level of the light sources.
  • the spacer is accommodated ⁇ det as a printed circuit board section with different compared to the übri- gen circuit board cross-section, in particular obtained by means of a gold layer and / or insulating dielectric layer having in this respect differing layer thickness.
  • a substrate for the light source arrangement according to the invention as a printed circuit board and / or as a heat sink, in particular with at least one conductor track, and / or as a plurality, in particular conductive, mitei ⁇ interconnected circuit boards, a so-called "sandwich" is formed.
  • an isola- Gate in particular a dielectric, be provided, on which a conductor track, in particular a conductor track structure may be provided.
  • the at least one inlay in particular a surface of the inlay aligned substantially parallel to the surface of the printed circuit board, advantageously has a positive or negative height difference to the reference level of the printed circuit board for realizing the height level.
  • An electrical Ver ⁇ bond between the conductor and the surface of at least one inlays, in particular at a Vietnameselei ⁇ Tenden formation of the inlay may be realized by means of a ⁇ wire bonds.
  • a light source can be arranged on the surface of the inlay with the positive or negative height difference relative to the reference level of the printed circuit board.
  • a vertical offset of the height level to the reference level may include thedoindiffe ⁇ ence of the inlay and a thickness of the light source.
  • the printed circuit board described may be provided without a recess. At least a portion of the light sources can be arranged directly on a conductor, which can be vorgese ⁇ hen on a surface of the circuit board and may have a height difference from the reference level of the circuit board. Alternatively or additionally, may be arranged the light sources on a spacer, in particular an above-described so-called "sub-mount", wherein the spacer may have a Hö ⁇ hendifferenz reference level for the circuit board.
  • An electrical connection between the conductor track and the light sources can be realized by means of a wire bond. Further, for example, the heat sink is formed substantially staircase-like.
  • the heat sink may contain and / or consist of Al or Cu or Mg or AlN or a filled plastic.
  • a filled plastic is filled, for example, with glass fibers and / or minerals and / or carbon fibers and / or the like in order to influence its mechanical and / or electrical and / or magnetic properties.
  • the heat sink may be provided with one or more tracks, if necessary with an insulator and / or a dielectric provided below.
  • the substantially stair-like design heat sink may comprise one or more Stu ⁇ fen, each with a height difference from the reference level of the cooling body.
  • Step heights of the staircase-shaped heat sink may be equal to each other. Alternatively or additionally, at least a part of the step heights of the staircase-shaped heat sink may be different from one another.
  • Step heights of the "sandwich” can be equal to each other. Alternatively or additionally, at least a portion of the step heights of the "sandwich” may be different.
  • the substrate in particular the printed circuit board described above and / or the heat sink described above, may have a planar surface or an at least partially gebo ⁇ gene surface.
  • the at least partially curved surface of the substrate may have different bending radii from each other.
  • the reference level may be defined by a highest or lowest point of the substrate.
  • at least a part of the plurality of light sources and / or their light emission surfaces is inclined at an angle to one another and / or obliquely aligned at an angle to the substrate.
  • a light source arrangement according to one of the preceding aspects of the invention is provided.
  • the illumination device according to the invention can be designed as an effect light headlight, and / or a headlight for illumination purposes, in particular a stage headlight, and / or a searchlight.
  • FIG. 5 shows the light source arrangement according to the invention with egg ⁇ nem substrate according to a fifthsbei ⁇ game
  • Fig. 6 is a light distribution with a light / dark border, wherein the light source arrangement according to the invention is angewen ⁇ det according to a sixth embodiment,
  • FIG. 7 shows a light source arrangement for the light distribution shown in FIG. 6, FIG.
  • Fig. 8 is a four-row LED chip number in which the dung OF INVENTION ⁇ proper light source arrangement is employed according to a seventh embodiment, and
  • the light source device 1 according to a first embodiment, a substrate 2, designed here as a printed ⁇ te, shown with a recess 4 for an inlay 6 for arrangement of a light source 8.
  • the light source 8 is formed here as an LED in the form of an LED chip with a light emitting surface 7 directed away from the printed circuit board 2.
  • the printed circuit board 2 consists of a base material, here FR4; the provided in the recess 4 inlay 6 consists of a thermally highly conductive material, here copper.
  • the inlay 6, in particular a sentlichen to the PCB 2 essen- parallel surface 10 of the inlay 6, for realizing a multiple of a reference level 9 of the circuit board 2 height level 14 of the Lichtquel ⁇ le 8 is a height difference 15 to the circuit board 2, wherein the height difference 15 is positively formed here.
  • the reference level 9 is here approximately at the level of an upper ⁇ surface 16 of the circuit board 2.
  • the height level 14 of the light source 8 is located approximately level with the Lichtabstrahlflä ⁇ surface 7 of the light source. 8
  • a height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 is further determined by a thickness 17 of the light source 8 and is composed here of the thickness 17 of the light ⁇ source 8 and the height difference 15 of the inlay 6 to Lei ⁇ terplatte 2, in particular their surface 16, together ⁇ men.
  • a thickness 17 of the light source 8 is composed here of the thickness 17 of the light ⁇ source 8 and the height difference 15 of the inlay 6 to Lei ⁇ terplatte 2, in particular their surface 16, together ⁇ men.
  • an insulator 18, here a dielectric is provided on which printed conductors 20 are provided.
  • a thickness irrespective of a thickness 19 of the insulator 18 and / or 31 provided for it, trace 20 is the reference level 9 approximately level with the surface 16 of the printed circuit board 2.
  • An electrical Ver ⁇ connection between the conductor tracks 20 on the circuit board 2 and the inlay 6 is realized here by means of a wire bond 22.
  • the light source 8 is placed on the inlay 6, more precisely on the surface. che 10 of the
  • the light source device 1 in contrast to the example shown in Fig. 1 first embodiment, a substrate 2 as a Me ⁇ tallkernplatine is not illustrated in FIG. 1 Ausspa ⁇ tion 4 of the inlay 6 for the arrangement of the light source 8 is shown.
  • an insulator 18, in this case a dielectric is formed on the surface 16 of the printed circuit board 2.
  • the reference level 9 is here, as in the first embodiment about to Hö ⁇ height of the surface 16 of the circuit board 2.
  • Themaynni ⁇ veau 14 of the light source 8 is here analogous to that in Fig. 1 described first embodiment approximately at the height of the light emitting surface 7 of the respective Lichtquel- le eighth
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the thickness 19 of the insulator 18 plus a thickness 31 of the tracks 20 plus the thickness 17 of the light source 8.
  • a height level 14 on the printed conductors 20 arranged light sources 8 realized.
  • a spacer 24 a so-called “submount”, here consisting of A1N.
  • the spacer 24 has a po ⁇ sitive height difference 15 to the reference level 9 here.
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the thickness 19 of the insulator 18 plus a thickness 31 of the tracks 20 plus a thickness 33 of the respective spacer 24 plus the thickness 17 of the light source eighth
  • An electrical connection between the conductor tracks 20 and the light sources 8 is realized by means of wire bonding 22.
  • a substrate designed as a heat sink 2 for the arrangement of the light sources 8 is shown.
  • the heat sink 2 is formed in a staircase shape and has a first stage 21 with a first step height 23 and a second step 25 with a second step height 27, each having a height difference 15 to the reference level 9 of the heat sink 2.
  • the light sources 8 are arranged to form their different height levels 14 on the respective steps 21, 25.
  • the reference level 9 is at the level of a lowermost edge of the heat sink 2.
  • the height level 14 of the light source 8 is here analogous to the first embodiment described in FIG approximately at the height of the light emitting surface 7 of the respective light source 8.
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the first step 21 of the first step height 23 plus the thickness 31 of the tracks 20 on the first stage 21 plus the thickness 17 of the light source 8. If necessary, the thickness of Add (not shown here) dielectric under the conductor path 20 of the first stage 21.
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the second stage 25 of the first step height 23 plus the second Stu ⁇ fen Love 27 plus the thickness 31 of the tracks 20 on the second stage 25 plus the thickness 17 of the light source.
  • Ge ⁇ optionally the thickness of the (not dargestell ⁇ th) dielectric is below the conductor track 20 of the second stage 25selfzull.
  • the light sources 8 are arranged adjacent to each other, but do not touch because the second step height 27 is greater than the thickness 17 of the arranged on the first stage 21 light source 8. In particular, therefore, the light emitting surfaces 7 of the light sources 8 are spatially separated from each other.
  • the step heights 23, 27 of the steps 21, 25 are the same size here, but may also be of different sizes.
  • the illustrated in Fig. 4 fourth embodiment of the light source assembly according to the invention differs from the third embodiment shown in FIG. 3, characterized in that the stages 21, 25 of the heat sink 2 shown here have mutually different Stu ⁇ fenurbann 23, 27, each having a Have height difference 15 to the reference level 9 of the heat sink 2.
  • the arranged on the respective stages 21, 25 light sources 8 are arranged adjacent to each other and touch because the second step height 27 is smaller than the Di ⁇ bridge 17 of the disposed on the first stage 21 light source 8.
  • the light emitting surfaces 7 of the light sources 8 are still spatially separated from each other, in particular to reduce the so-called "crosstalk" or even prevent.
  • the reference level 9 is here as in the third embodiment ⁇ example, approximately at the level of a lowermost edge of thedekör ⁇ pers 2.
  • the respective height level 14 of the respective light source 8 is here analogous to that in Fig. 1 be. written first embodiment, approximately at the height of the light emitting surface 7 of the respective light source. 8
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the first stage 21 of the first step height 23 plus the thickness 17 of the light source eighth
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds in the case of the light source 8 on the second step 25 to the first step height 23 plus the second step height 27 plus the thickness 17 of the light source 8.
  • the light source device 1 according to a fifth embodiment, a substrate 2 as a plurality of conductors connected ⁇ plates, a so-called “sandwich” is formed.
  • the light sources 8 are arranged at a distance from each other.
  • the plurality of interconnected printed circuit boards 2 form one or more stages 21, 25 with a respective step height 23, 25, each having a height difference 15 to the reference level 9.
  • the reference level 9 is analogous to the first embodiment described in FIG. 1 approximately at the level of the surface 16 of the bottom circuit board 2 of the "sandwich".
  • the height level 14 of the light source 8 is here analogous to the first exemplary embodiment described in FIG. 1 approximately at the height of the light emission surface 7 of the respective light source 8.
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the bottom circuit board 2 of the thickness 17 of the light source 8, since these is arranged directly on the surface 16 of the bottom circuit board 2 here.
  • the height offset 12 of the height level 14 to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the middle circuit board 2 of the first step height 23 of the first Stu ⁇ fe 21 plus the thickness 17 of the light source 8, since this di rectly ⁇ on the surface 16 of the middle circuit board is arranged.
  • the height offset 12 of the height level 14 relative to the reference level 9 corresponds to the light source 8 on the uppermost printed circuit board 2 of the first step height 23 plus the second step height 27 plus the thickness 17 of the light source 8, since these directly on the surface 16 of the uppermost ⁇ conductor plate 2 is arranged.
  • the mutually different height levels 14 realized by means of the "sandwich" are overcome here in each case by means of a plated-through hole 28, by wire bonding 22 and by means of one or more solder joints 30, or an electrical connection of the individual printed circuit boards 2 to each other is thus produced.
  • a light distribution shown in FIG. 6 with a light / dark boundary shows a first light region 32 and a second light region 34 adjacent thereto.
  • a first region 36 in which the light / dark boundary is realized delimits the first light region 32 and a second area 38, in which further the light / dark boundary is realized, limits the second light area 34.
  • a light source arrangement shown in FIG. 7 shows two illumination devices 40 with LEDs configured as LEDs.
  • a first LED array 42 includes the LEDs 8 for the ERS ⁇ th light region 32 and the second light range 34.
  • a second LED array 44 includes the LEDs 8 for the ERS ⁇ th region 36 with the light / dark boundary and the second region 38 with the light / dark limit.
  • the light source arrangement 1 is applied according to a fourth exemplary embodiment such that the first LED group 42 is arranged at a higher height level 14 than a reference level of the two LEDs.
  • the second LED group 44 remains here on the originally ⁇ present altitude level 14, but could alternatively be arranged on a only slightly compared to the reference level higher height level fourteenth In both cases this leads to a sharp area in the light distribution.
  • FIG. 6 and FIG. 7 which are not mentioned here are described in DE 10 2012 022282 A1.
  • the LEDs 8 of the two LED groups 48, 50 have a rectangular shape with a respective long side edge of the LEDs 8 of the first LED group 48 being longer than a respective long side edge of the LEDs 8 of the second LED group 50 and a respective short one Side edge of the LEDs 8 of the first LED group 48 is shorter than a respective short side edge of the LEDs 8 of the second LED group 50.
  • the first LED group 48 has a fog light function and a daytime running light function.
  • the second LED group 50 has a daytime running light function.
  • the daytime running light function is here always alternating with the fog function acti ⁇ fourth, thus either the first LED group 48 or the second LED group 50 is operated.
  • the inventive light source arrangement according to a seventh exemplary embodiment is applied such that the second LED group 50 is arranged at a higher height level 14 than a reference level 9 of FIG four-row LED chip row 46 without the light source arrangement according to the invention, the reference level 9 lying on an originally common height level 14 of the first LED group 48 and the second LED group 50.
  • the height level 14 of the second LED group 50 has a size ⁇ ren height offset 12 to the reference level 9 as the height level of 14 of the first LED group 48.
  • associated optics has a Fo ⁇ kalebene at the level of height levels 14 of the first LED group 48, in particular at the level of the light radiating ⁇ surfaces 7 of the LEDs 8 of the first LED group 48.
  • the light sources 8 shown in Fig. 9 are configured here as a dipped beam LED group 52 and a high beam LED group 54.
  • the light source arrangement according to the invention ge ⁇ Gurss an eighth embodiment is applied in such a way that one or more of the light sources 8, which belong to the LED group for a low beam 52, is disposed at a higher height level 14 is / are, as a reference level of the two LED groups 52, 54 without the light source arrangement according to the invention, wherein the reference level is located on an originally common height level 14 of the dipped beam LED group 52 and the high beam LED group 54.
  • the height level 14 of the dipped-beam LED group 52 has a greater height offset 12 to the reference level 9 than the height level 14 of the high-beam LED group 54.
  • a (not shown) associated optics has a Fo ⁇ kalebene at the height of the height level 14 of the LED group for low beam 52, in particular at the height of Lichtabstrahl ⁇ surfaces 7 of the LEDs 8 of the LED group for low beam 52nd
  • the light source arrangement according to the invention applied to the LED groups 52, 54, at least one diffuse region for the LED group for high beam 54, in particular for a high beam function, can be realized.
  • the LED group for low beam 52 in particular ⁇ for a low beam function
  • the LED group for dipped beam 52 can be operated simultaneously with the LED group for high beam 54, in particular ⁇ when activating a high beam function. For example, when the dipped beam function is activated, the dipped beam LED group 52 is operated alone.
  • a light source arrangement of several light sources wherein by means of an arrangement of at least two of the light sources in mutually different height levels respective light emission surfaces of the light ⁇ sources are spatially separated from each other, is adjacent to, in particular a so-called "crosstalk" from the ⁇ special arranged to each other, Lichtquel ⁇ len to reduce or prevent.
  • Illumination device 40 first LED group 42 second LED group 44 four-row LED chip row 46 first group LEDs 48 second group LEDs 50
  • High-beam LED group 52 High-beam LED group 54

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Abstract

Offenbart ist eine Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug, wobei mehrere Lichtquellen (8) nebeneinander auf einem Substrat (2) vorgesehen sind. Zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche (7) der Lichtquellen (8) sind mindestens zwei der Lichtquellen (8) auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus (14) bezüglich eines Bezugsniveaus (9) des Substrats (2) angeordnet. Weiter offenbart ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung.

Description

LICHTQUELLENANORDNUNG FÜR EIN FAHRZEUG UND
BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG FÜR EIN FAHRZEUG MIT DER LICHTQUELLENANORDNUNG
BESCHREIBUNG Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer üblichen Licht¬ quellenanordnung, insbesondere einer LED-Lichtquellenanordnung, bei der mehrere Lichtquellen im Wesentlichen gleichmäßig nebeneinander angeordnet sind.
Es besteht die Anforderung, die Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung direkt abzubilden und nicht mehr großflächig zu mischen, um eine oder mehrere sogenannte "Mat- rix"-Funktionen zu realisieren, die einen oder mehrere klar abgegrenzte Bereiche in einer Lichtverteilung erfordern .
Mit der üblichen Lichtquellenanordnung sind jedoch klar abgegrenzte Bereiche in der Lichtverteilung schwierig zu erreichen, da insbesondere nebeneinander angeordnete Lichtquellen häufig ein sogenanntes "Übersprechen" aufweisen, insbesondere sich gegenseitig negativ beeinflus¬ sen .
Weiter ist häufig eine gewisse Homogenität und/oder Gleichförmigkeit der Lichtverteilung gewünscht, insbeson- dere in einem Bereich der Lichtverteilung, in dem eine hohe Auflösung und/oder Trennung nicht notwendig ist.
Um diese beiden Anforderungen zu erreichen, ist jedoch bei der üblichen Anordnung der Lichtquellen ein Kompro- miss erforderlich. Weiter wird, insbesondere zur Realisierung immer komplexerer und anspruchsvolleren Lichtfunktionen, eine Anzahl der Lichtquellen immer größer, wobei trotzdem immer kleinere Optiken, insbesondere Linsen, erwünscht sind. Um aber dabei Abbildungsfehler möglichst gering zu halten, ist eine immer aufwändigere und/oder komplexer ausgebil¬ dete Optik nötig.
Zudem ist bei der beschriebenen üblichen Lichtquellenanordnung nachteilig, dass ein zwischen den nebeneinander angeordneten Lichtquellen vorhandener Zwischenraum, meist in einer Größenordnung von etwa 50 bis 200 ym, teilweise auch bis 400 ym oder darüber, insbesondere bei einer Verwendung einer Projektionsoptik, zu dunklen Strichen im Leuchtfeld, insbesondere im Fernfeld, führt. Die oben genannte Homogenität und/oder Gleichförmigkeit der Lichtverteilung ist grundsätzlich in der gesamten Lichtverteilung gewünscht. Insbesondere in den Bereichen mit hoher Auflösungsanforderung wird - wie oben beschrieben - eine direkte Abbildung realisiert, womit eine kleinste Abbildung realisiert ist, die zu der höchsten Auflösung führt. Dabei führt jegliches "Verschmieren" zu einer breiteren Abbildung, insbesondere bei der oben genannten "großflächigen Mischung".
Die direkte Abbildung bildet aber auch dunkle Bereiche zwischen den Chips ab, die oben genannten Zwischenräume zwischen den Lichtquellen, was unerwünscht ist, weil dies zu Inhomogenität in der Lichtverteilung führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtquellenanordnung und eine Beleuchtungseinrichtung mit der Lichtquellenanordnung zu schaffen, bei der ein sogenanntes "Übersprechen" reduziert ist oder nicht mehr auftritt und/oder im Gegensatz zu einer direkten Abbildung die oben genannten dunklen Striche reduziert oder vermieden werden. Diese Aufgabe wird bezüglich der Lichtquellenanordnung gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1, und bezüglich der Beleuchtungseinrichtung durch die Merkmale des entsprechenden nebengeordneten unabhängigen Patentanspruchs . Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Bei einer erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug sind mehrere Lichtquellen nebeneinander auf ei¬ nem Substrat vorgesehen. Mindestens zwei der Lichtquellen sind zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche der Lichtquellen auf voneinander verschiede¬ nen Höhenniveaus bezüglich eines Bezugsniveaus des Sub¬ strats angeordnet.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels der erfindungsgemäß auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus bezüglich des Bezugsniveaus des Substrats ange¬ ordneten Lichtquellen deren Lichtabstrahlflächen, beispielsweise die lichtemittierende Fläche einer Leuchtdio¬ de (LED) und/oder organischen Leuchtdiode (OLED) und/oder ein Leuchtfleck auf einem Leuchtstoff z.B. bei einer Laser Activated Remote Phosphor-Technologie, räumlich von¬ einander getrennt sind und so ein "Übersprechen" der Lichtquellen, insbesondere deren Lichtabstrahlflächen, reduziert ist beziehungsweise verhindert ist. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels einer leichten Unscharfe, die mittels der vonei¬ nander verschiedenen erfindungsgemäßen Höhenniveaus bewirkbar ist, die Abbildung der Zwischenräume zwischen den Lichtquellen als dunkle Bereiche und/oder dunkle Striche reduziert oder gar vermieden ist.
Insbesondere weist ein Bereich der Lichtverteilung mit einer, insbesondere geringen, Mischung und/oder bei unterschiedlichen Mischungsgraden eine hohe Auflösung auf. Beispielsweise ist für eine Cutoff-Anwendung und/oder eine hohe Lichtintensität eine geringe Mischung vorgesehen, alternativ oder ergänzend dazu für übrige Bereiche der Lichtverteilung eine hohe Mischung.
Bei der Laser Activated Remote Phosphor (LARP) - Technologie wird ein von einer Strahlungsquelle beab¬ standet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit einer Anre¬ gungsstrahlung, insbesondere einem Anregungs¬ strahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt, insbeson- dere mit dem Anregungsstrahl einer Laserdiode. Die Anre¬ gungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff zumindest teilweise absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung (Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaf- ten und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laserlicht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden.
Die LED oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED- Chips, insbesondere in Form mindestens einer einzelnen ungehäusten LED ("Die" = ein einzelnes ungehäustes Stück eines Halbleiter-Wafers ) , der eine oder mehrere Leuchtdi¬ oden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Leiterplatte (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board) . Die mindes¬ tens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oderlnG- aN oder AlInGaP, sind allgemein auch OLEDs, z.B. Polymer- OLEDs, einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittie- rend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die LED eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED- Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellen- längen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die LEDs können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im ge¬ normten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, besonders bevorzugt realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter. Höhe im Sinne der vorliegenden Erfindung ist gebraucht als eine im Wesentlichen senkrecht zu dem Substrat ste¬ hende Richtung.
Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebun- denes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevor¬ zugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers in ei¬ nem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Kraftrad. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung bei einem Effektlichtscheinwerfer, und/oder bei einem Scheinwerfer für Beleuchtungszwecke, insbesondere einem Bühnenscheinwerfer, und/oder bei einem Suchscheinwerfer verwendbar. Mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung kann als eine Licht emittierende Diode (LED), und/oder als eine organische LED (OLED) , und/oder als eine Laserdiode und/oder als ein nach einem Laser Activated Remote Phosphor (LARP) -Prinzip arbeiten- des Leuchtmittel, und/oder als eine Halogenlampe, und/oder als eine Gasentladungslampe (HID) , und/oder in Verbindung mit einem nach einem Digital Light Processing (DLP) -Prinzip arbeitenden Projektor ausgebildet sein. Somit steht eine Vielzahl von Alternativen als Lichtquellen zur Verfügung.
Insbesondere weisen die mehreren Lichtquellen ein Licht mit einer jeweils im Wesentlichen gleichen Wellenlänge und/oder Farbtemperatur auf. Alternativ dazu weist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen ein Licht mit einer voneinander verschiedenen Wellenlänge und/oder Farbtemperatur auf.
Die mehreren Lichtquellen können eine jeweils gleiche Bauart aufweisen. Alternativ dazu kann mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen eine voneinander verschiedene Bauart aufweisen. Beispielsweise sind Lichtquellen einer ersten Bauart ohne einen Konverter ausgebildet, wo¬ bei Lichtquellen einer zweiten Bauart mit einem Konverter ausgebildet sind, wobei Lichtquellen einer weiteren Bau- art mit einem von dem Konverter der zweiten Bauart unterschiedlichen Konverter ausgebildet sind.
Insbesondere ist mindestens eine der Lichtquellen auf ei¬ nem jeweils von den anderen Lichtquellen verschiedenen Höhenniveau und/oder auf einem von dem Bezugsniveau des Substrats verschiedenen Höhenniveau angeordnet.
Vorteilhafterweise ist mindestens eine Lichtquellengruppe von jeweils mehreren der Lichtquellen gebildet, deren Höhenniveau untereinander gleich ist. Somit sind nicht nur einzelne Lichtquellen sondern auch eine oder mehrere Lichtquellengruppen, insbesondere mit gleichem Höhenniveau der darin enthaltenen Lichtquellen, ansteuerbar.
Insbesondere ist das Höhenniveau der Lichtquellen der mindestens einen Lichtquellengruppe gleich wie das Höhen¬ niveau der Lichtquellen mindestens einer anderen Licht- quellengruppe .
Alternativ kann sich das Höhenniveau der Lichtquellen der mindestens einen Lichtquellengruppe von dem Höhenniveau der Lichtquellen mindestens einer anderen Lichtquellengruppe unterscheiden. Eine Form mindestens eines Teiles der mehreren Höhenni¬ veaus kann im Wesentlichen treppenartig oder im Wesentli¬ chen schachbrettartig oder im Wesentlichen vieleckig - insbesondere dreieckförmig, rechteckförmig oder hexago- nal - oder im Wesentlichen unregelmäßig ausgebildet sein, oder im Wesentlichen konzentrische Ringe oder im Wesent¬ lichen einzelne Pfosten aufweisen.
Vorteilhafterweise haben bei der im Wesentlichen schachbrettartigen Form benachbarte Lichtquellen, insbesondere deren Lichtabstrahlflächen, ein jeweils voneinander unterschiedliches Höhenniveau. Somit ist ein "Übersprechen" von benachbarten Lichtabstrahlflächen und/oder Lichtquellen wegen der räumlichen Trennung ihrer Lichtabstrahlflächen reduziert wenn nicht gänzlich vermieden. Weiter sind somit klar abgegrenzte Bereiche in der Lichtverteilung realisiert, insbesondere scharf abgegrenzte Kanten der Lichtverteilung, beispielsweise im Fernfeld mittels Ab¬ bildung mit einer geeigneten nachgeschalteten Optik. Insbesondere der oben beschriebene Nachteil des Standes der Technik der dunklen Striche im Fernfeld ist durch die unterschiedlichen Höhenniveaus vermeidbar. Weiter ist dadurch ein hoher Kontrast zwischen von den Lichtquellen erzeugten Lichtpunkten, insbesondere Pixeln, erzielbar.
Beispielsweise sind mittels eines Höhenversatzes des Hö- henniveaus, insbesondere eines Teiles, der Lichtquellen zu dem Bezugsniveau des Substrats und/oder zu einem ande¬ ren Höhenniveau anderer Lichtquellen die Lichtabstrahlflächen der Lichtquellen mit voneinander verschiedenem Höhenniveau voneinander räumlich getrennt, so dass ein "Übersprechen" reduziert ist oder verhindert ist; es kön¬ nen scharfe Kanten im Fernfeld realisiert werden. Insbesondere bei geringem Höhenversatz des Höhenniveaus, insbesondere eines Teiles, der Lichtquellen zu dem Be¬ zugsniveau des Substrats ist das Licht im Wesentlichen aller Lichtquellen scharf abbildbar, wobei ein Schärfen- unterschied im Fernfeld wegen des geringen Höhenversatzes im allgemeinen nicht bemerkbar ist.
Insbesondere bei Verwendung einer Projektionsoptik ist mit der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung anders als im Stand der Technik das Problem der dunklen Striche im Fernfeld lösbar. Beispielsweise ist ein Brennpunkt der Projektionsoptik derart zwischen zwei Lichtquellen angeordnet, dass das Höhenniveau der einen Lichtquelle vor einem Fokus der Projektionsoptik liegt und das Höhenniveau der anderen Lichtquelle nach dem Fokus der Projekti¬ onsoptik liegt. Somit sind beide Lichtquellen etwa gleich defokussiert abgebildet und ergeben eine im Wesentlichen klar abgegrenzte Hell-/Dunkelgrenze . Insbesondere ist der Brennpunkt der Projektionsoptik etwa genau zwischen den Höhenniveaus zweier Lichtquellen angeordnet. Die Form kann je nach gewünschtem Effekt gewählt sein.
Insbesondere ist die Form frei wählbar.
Die Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus kann mindestens einen im Wesentlichen linearen und/oder im Wesentlichen nicht-linearen Anstieg und/oder Abfall der Höhenniveaus aufweisen.
Vorteilhafterweise sind eine oder mehrere der Lichtquel¬ len auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass ein Licht dieser Lichtquellen, insbesondere mittels einer diesen Lichtquellen nachgeschalteten Optik, absichtlich unscharf abgebildet ist. Somit ist ein scharfer klar ab¬ gegrenzter Bereich in der Lichtverteilung mit einem, insbesondere im Vergleich zu einem unscharfen Bereich, höheren Kontrast und ein unscharfer, sozusagen "verschmier- ter" Bereich in der Lichtverteilung mit einer, insbesondere im Vergleich zu dem scharfen Bereich, höheren Homogenität realisierbar.
Insbesondere ist der scharfe, klar abgegrenzte Bereich in der Lichtverteilung und der unscharfe Bereich in der Lichtverteilung gleichzeitig und/oder abwechselnd und/oder überschneidend realisierbar.
Der unscharfe Bereich in der Lichtverteilung kann den scharfen klar abgegrenzten Bereich in der Lichtverteilung zumindest teilweise überlagern. Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung ein Teil der Lichtquellen auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass Licht von diesem Teil der Lichtquellen mittels einer den Lichtquellen der Lichtquellenanordnung nachgeordneten Optik scharf abgebildet ist und ein anderer Teil der Lichtquellen ist auf einem anderen Höhenniveau angeordnet, so dass Licht von dem an¬ deren Teil der Lichtquellen mittels der vorgenannten Optik unscharf abgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist ein beispielsweise wegen eines Abbildungsfehlers einer Optik, insbesondere einer Bildfeldwölbung, unscharfer Bereich in der Lichtverteilung mittels der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung, insbesondere mittels unterschiedlichen Höhenniveaus der Lichtquellen, derart ausgleichbar, dass anstel- le des unscharfen Bereichs trotz des Abbildungsfehlers der Optik ein scharfer Bereich in der Lichtverteilung abgebildet ist. Mit anderen Worten sind vorteilhafterweise eine oder mehrere der Lichtquellen auf einem derartigen Höhenniveau angeordnet, dass ein Licht dieser Lichtquel- len, insbesondere mittels einer diesen Lichtquellen nachgeschalteten Optik, absichtlich scharf abgebildet ist.
Insbesondere bei einer radialsymmetrischen Optik ist hierfür eine von mehreren Höhenniveaus gebildete Form ge¬ eignet, die im Wesentlichen als konzentrische Ringe aus- gebildet ist. Somit kann die Optik mit dem Abbildungsfehler - ohne Einbußen bei der Lichtverteilung in Kauf nehmen zu müssen - belassen werden. Weiter kann somit auf eine Verwendung einer aufwändigeren und somit teureren Optik verzichtet werden, mittels der ein derartiger Ab- bildungsfehler ausgleichbar wäre.
Weiter alternativ oder zusätzlich dazu bietet dieser Effekt den Vorteil, dass in Verbindung mit der erfindungs¬ gemäß Lichtquellenanordnung grundsätzlich eine einfachere und somit günstigere Optik, die beispielsweise einen der- artigen Abbildungsfehler nicht auszugleichen vermag, verwendbar ist; beispielsweise eine sphärische Linse anstel¬ le einer Asphäre oder eine einzelne Linse anstatt mehre¬ rer Linsen.
Vorteilhafterweise sind benachbart zueinander angeordnete Lichtquellen aneinander angrenzend oder voneinander beabstandet angeordnet. Diese Wahlfreiheit ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung, da ein gegebenenfalls vorhandener Zwischenraum zwischen benachbarten Lichtquellen wie oben beschrieben nicht zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil der dunklen Striche im Fernfeld führt.
Mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen kann als im Wesentlichen rechteckiger oder im Wesentlichen quadratischer oder beliebig geformter Chip ausgebildet sein.
Insbesondere weisen die mehreren Lichtquellen eine jeweils gleiche Form und/oder Größe auf. Alternativ dazu kann mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen eine voneinander verschiedene Form und/oder Größe aufweisen.
Die jeweilige Form und/oder Größe der mehreren Lichtquel¬ len kann je nach gewünschtem Effekt gewählt sein.
Insbesondere ist die jeweilige Form und/oder Größe der mehreren Lichtquellen frei wählbar.
Insbesondere liegt das Bezugsniveau des Substrats etwa auf Höhe einer oberen oder unteren Oberfläche des Sub¬ strats .
Vorteilhafterweise liegt das Höhenniveau der Lichtquelle auf Höhe der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle.
Insbesondere enthält ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau eine Dicke der Lichtquelle. Somit ist der Höhenversatz in Abhängigkeit der Dicke der Lichtquel¬ le bestimmbar.
Ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau des Substrats kann umso kleiner gewählt sein, je schärfer ein Licht der Lichtquellen abgebildet werden soll.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau des Substrats umso grö- ßer gewählt sein, je unschärfer ein Licht der Lichtquel¬ len abgebildet werden soll.
Insbesondere ist der Höhenversatz je nach einem gewünschten Effekt ausgewählt, beispielsweise ob ein Licht der Lichtquellen scharf oder unscharf abgebildet werden soll.
Beispielsweise kann der Höhenversatz mehrere Millimeter oder weniger als lOOym betragen. Vorzugsweise besitzt der Höhenversatz einen Wert im Wertebereich von 10 ym bis 10 mm und besonders bevorzugt im Wertebereich von 0,1 mm bis 1 mm.
Vorteilhafterweise ist zur Ausbildung des jeweiligen Hö¬ henniveaus ein Distanzstück zwischen den jeweiligen Lichtquellen und dem Substrat vorgesehen, wobei das Distanzstück eine Höhendifferenz zum Bezugsniveau des Sub- strats aufweist. Somit ist das jeweilige Höhenniveau auf einfache Art und Weise realisiert.
Insbesondere ist ein Material des Distanzstücks frei wählbar .
Vorteilhafterweise ist das Distanzstück als ein, insbe- sondere benachbartes, Elektronikbauelement ausgebildet, das beispielsweise Silizium enthält oder aus Silizium be¬ steht, oder als ein sogenanntes "Submount" ausgebildet, das insbesondere aus A1N oder Ge oder AI2O3 oder GaN oder Cu oder AI oder dergleichen besteht oder die genannten Stoffe und/oder die genannten StoffVerbindungen und/oder weitere Verbindungen der genannten Stoffe enthält.
Insbesondere enthält das Distanzstück ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit oder besteht aus einem Ma¬ terial mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Vorteilhafterweise ist bei einem nichtleitend ausgebilde¬ ten Distanzstück, wie einer Keramik, insbesondere einer AIN-Keramik, eine elektrische Verbindung mittels einer Metallisierung einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Distanzstücks und mit einer Durchkontaktierung und/oder mittels Drahtbonden realisiert. Alternativ dazu, wenn eine Durchkontaktierung nicht vorgesehen ist, ist die elektrische Verbindung mittels Drahtbonden reali¬ siert. Somit ist ein Material, das zwar nichtleitend ist aber eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, auf einfache Art und Weise zur Ausbildung eines gewünschten Höhenniveaus der Lichtquellen verwendbar.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Distanzstück als ein Leiterplattenabschnitt mit im Vergleich zu der übri- gen Leiterplatte unterschiedlichem Querschnitt ausgebil¬ det, insbesondere erzielt mittels einer Goldschicht und/oder isolierenden dielektrischen Schicht mit diesbezüglich abweichender Schichtdicke.
Insbesondere ist ein Substrat für die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung als eine Leiterplatte und/oder als ein Kühlkörper, insbesondere mit mindestens einer Leiterbahn, und/oder als mehrere, insbesondere leitend, mitei¬ nander verbundenen Leiterplatten, ein sogenanntes "Sandwich", ausgebildet. Beispielsweise ist eine Leiterplatte mit einem Basismate¬ rial, insbesondere FR4, CEM1, AI und/oder Cu enthaltend, ausgebildet, wobei in der Leiterplatte mindestens eine Aussparung vorgesehen ist, die mindestens ein Inlay auf¬ weist, das insbesondere FR4, CEM1, AI und/oder Cu ent- hält. Auf einer Oberfläche der Leiterbahn kann ein Isola- tor, insbesondere ein Dielektrikum, vorgesehen sein, auf dem eine Leiterbahn, insbesondere eine Leiterbahnstruktur, vorgesehen sein kann. Das mindestens eine Inlay, insbesondere eine im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtete Oberfläche des Inlays, weist zur Realisierung des Höhenniveaus vorteilhafterweise eine positive oder negative Höhendifferenz zu dem Bezugsniveau der Leiterplatte auf. Eine elektrische Ver¬ bindung zwischen der Leiterbahn und der Oberfläche des mindestens einen Inlays, insbesondere bei einer nichtlei¬ tenden Ausbildung des Inlays, kann realisiert sein mit¬ tels eines Drahtbonds. Zur Ausbildung des Höhenniveaus kann eine Lichtquelle auf der Oberfläche des Inlays mit der positiven oder negativen Höhendifferenz zum Bezugsni- veau der Leiterplatte angeordnet sein. Ein Höhenversatz des Höhenniveaus zu dem Bezugsniveau kann die Höhendiffe¬ renz des Inlays und eine Dicke der Lichtquelle enthalten.
Alternativ dazu kann die beschriebene Leiterplatte ohne eine Aussparung vorgesehen sein. Mindestens ein Teil der Lichtquellen kann direkt auf einer Leiterbahn angeordnet sein, die auf einer Oberfläche der Leiterplatte vorgese¬ hen sein kann und eine Höhendifferenz zum Bezugsniveau der Leiterplatte aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Lichtquellen auf einem Distanzstück, insbesondere einem oben beschriebenen sogenannten "Sub- mount", angeordnet sein, wobei das Distanzstück eine Hö¬ hendifferenz zum Bezugsniveau der Leiterplatte aufweisen kann. Eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn und den Lichtquellen kann mittels eines Drahtbonds reali- siert sein. Weiter beispielsweise ist der Kühlkörper im Wesentlichen treppenartig ausgebildet. Der Kühlkörper kann AI oder Cu oder Mg oder A1N oder einen gefüllten Kunststoff enthalten und/oder daraus bestehen. Ein gefüllter Kunststoff ist beispielsweise mit Glasfasern und/oder Mineralien und/oder Kohlefasern und/oder dergleichen gefüllt, um seine mechanischen und/oder elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften zu beeinflussen. Der Kühlkörper kann mit einer oder mehreren Leiterbahnen versehen sein, bei Bedarf mit einem darunter vorgesehenen Isolator und/oder einem Dielektrikum. Der im Wesentlichen treppenartig ausgebildete Kühlkörper kann eine oder mehrere Stu¬ fen mit jeweils einer Höhendifferenz zum Bezugsniveau des Kühlkörpers aufweisen. Die mittels der im Wesentlichen treppenartigen Ausbildung des Kühlkörpers realisierten Höhenniveaus und/oder Winkelunterschiede zwischen den Hö¬ henniveaus können zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lichtquellen und den Leiterbahnen beispielsweise mittels einer oder mehreren Leiterbahnen und/oder mittels Drahtbonden überwunden werden. Stufenhöhen des treppenförmig ausgebildeten Kühlkörpers können zueinander gleich sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann mindestens ein Teil der Stufenhöhen des treppenför- mig ausgebildeten Kühlkörpers voneinander verschieden sein.
Weiter beispielsweise enthält das sogenannte "Sandwich" mehrere miteinander verbundene oben beschriebenen Leiterplatten, die eine oder mehrere Stufen mit einer jeweili¬ gen Höhendifferenz zum Bezugsniveau einer der Leiterplat- ten aufweisen können. Die derart mittels des "Sandwichs" realisierten voneinander verschiedenen Höhenniveaus kön- nen beispielsweise mittels Durchkontaktierung und/oder mittels Drahtbonden und/oder mittels einer oder mehreren Lötverbindungen überwunden werden, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen auf den Leiterplatten vorgesehenen Leiterbahnen und den Lichtquellen. Stufenhöhen des "Sandwichs" können zueinander gleich sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann mindestens ein Teil der Stufenhöhen des "Sandwichs" voneinander verschieden sein. Mit den oben beschriebenen Beispielen für das Substrat ist eine elektrische Kontaktierung und/oder eine Entwär- mung der darauf angeordneten Lichtquellen auf einfache und effektive Art und Weise realisierbar.
Das Substrat, insbesondere die oben beschriebene Leiter- platte und/oder der oben beschriebene Kühlkörper, kann eine plane Oberfläche oder eine zumindest teilweise gebo¬ gene Oberfläche aufweisen.
Die zumindest teilweise gebogene Oberfläche des Substrats kann voneinander verschiedene Biegeradien aufweisen. Insbesondere bei der zumindest teilweise gebogenen Ober¬ fläche des Substrats kann das Bezugsniveau durch einen höchsten oder tiefsten Punkt des Substrats definiert sein .
Vorteilhafterweise ist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen und/oder deren Lichtabstrahlflächen parallel zueinander und/oder parallel zu dem Substrat ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich dazu ist mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen und/oder deren Lichtabstrahlflächen schiefwinklig zueinander und/oder schief- winklig zu dem Substrat ausgerichtet. Somit ist in Ver¬ bindung mit der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung eine Wahlfreiheit bei der Ausrichtung der Lichtquellen gegeben .
Bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug ist eine Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung vorgesehen.
Die oben zu der Lichtquellenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung genannten Vorteile treffen somit auch auf die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung zu.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung als ein Effektlichtscheinwerfer, und/oder ein Scheinwerfer für Beleuchtungszwecke, insbesondere ein Bühnenscheinwerfer, und/oder ein Suchscheinwerfer ausgebildet sein.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem ersten Ausführungsbei¬ spiel,
Fig. 2 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß einem zweiten Ausführungsbei¬ spiel
Fig. 3 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit ei¬ nem Substrat gemäß einem dritten Ausführungsbei¬ spiel, Fig. 4 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit einem Substrat gemäß dem vierten Ausführungsbei¬ spiel,
Fig. 5 die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung mit ei¬ nem Substrat gemäß einem fünften Ausführungsbei¬ spiel,
Fig. 6 eine Lichtverteilung mit einer Hell-/Dunkelgrenze, bei der die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel angewen¬ det ist,
Fig. 7 eine Lichtquellenanordnung für die in Fig. 6 dargestellte Lichtverteilung,
Fig. 8 eine vierreihige LED-Chipreihe, bei der die erfin¬ dungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel angewendet ist, und
Fig. 9 eine LED-Anordnung mit einer LED-Gruppe für ein
Fernlicht und einer LED-Gruppe für ein Abblend¬ licht, bei der die erfindungsgemäße Lichtquellena¬ nordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel angewendet ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 2, hier ausgebildet als eine Leiterplat¬ te, mit einer Aussparung 4 für ein Inlay 6 zur Anordnung einer Lichtquelle 8 gezeigt. Die Lichtquelle 8 ist hier als eine LED in Form eines LED-Chips mit einer von der Leiterplatte 2 weg gerichteten Lichtabstrahlfläche 7 aus¬ gebildet . Die Leiterplatte 2 besteht aus einem Basismaterial, hier FR4 ; das in der Aussparung 4 vorgesehene Inlay 6 besteht aus einem thermisch gut leitenden Material, hier Kupfer.
Das Inlay 6, insbesondere eine zur Leiterplatte 2 im We- sentlichen parallele Oberfläche 10 des Inlays 6, weist zur Realisierung eines von einem Bezugsniveau 9 der Leiterplatte 2 verschiedenen Höhenniveaus 14 der Lichtquel¬ le 8 eine Höhendifferenz 15 zur Leiterplatte 2 auf, wobei die Höhendifferenz 15 hier positiv ausgebildet ist. Das Bezugsniveau 9 liegt hier etwa auf Höhe einer Ober¬ fläche 16 der Leiterplatte 2. Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt etwa auf Höhe der Lichtabstrahlflä¬ che 7 der Lichtquelle 8.
Ein Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zu dem Bezugsni- veau 9 wird weiter von einer Dicke 17 der Lichtquelle 8 bestimmt und setzt sich hier aus der Dicke 17 der Licht¬ quelle 8 und der Höhendifferenz 15 des Inlays 6 zur Lei¬ terplatte 2, insbesondere zu deren Oberfläche 16, zusam¬ men . Auf der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2 und auf der Oberfläche 10 des Inlays 6 ist ein Isolator 18, hier ein Dielektrikum, vorgesehen, auf dem Leiterbahnen 20 vorgesehen sind. Unabhängig von einer Dicke 19 des Isolators 18 und/oder einer Dicke 31 der darauf vorgesehenen Leiterbahn 20 liegt das Bezugsniveau 9 etwa auf Höhe der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2. Eine elektrische Ver¬ bindung zwischen den Leiterbahnen 20 auf der Leiterplatte 2 und dem Inlay 6 ist hier mittels eines Drahtbonds 22 realisiert. Zur Ausbildung des Höhenniveaus 14 ist die Lichtquelle 8 auf dem Inlay 6, genauer auf der Oberflä- che 10 des Inlays 6 mit der positiven Höhendifferenz 15 zur Leiterplatte 2, angeordnet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbei- spiel ist im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ein Substrat 2 als eine Me¬ tallkernplatine ohne die in Fig. 1 dargestellte Ausspa¬ rung 4 für das Inlay 6 zur Anordnung der Lichtquelle 8 gezeigt . Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2 ein Isolator 18, hier ein Dielektrikum, ausgebildet. Auch finden sich hier auf dem Dielektrikum 18 angeordnete Leiterbahnen 20. Das Bezugsniveau 9 liegt hier wie im ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Hö¬ he der Oberfläche 16 der Leiterplatte 2. Das Höhenni¬ veau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquel- le 8.
Von den auf der Leiterplatte 2 angeordneten Lichtquel¬ len 8, die hier als LED-Chip ausgebildet sind, ist ein Teil direkt auf den Leiterbahnen 20 angeordnet, die eine hier positive Höhendifferenz 15 zu dem Bezugsniveau 9 aufweisen.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht dabei der Dicke 19 des Isolators 18 plus einer Dicke 31 der Leiterbahnen 20 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Somit ist ein Höhenniveau 14 der auf den Leiterbahnen 20 angeordneten Lichtquellen 8 realisiert .
Zur Ausbildung davon unterschiedlicher Höhenniveaus 14 sitzt ein anderer Teil der Lichtquellen 8 jeweils auf ei- nem Distanzstück 24, einem sogenannten "Submount", hier aus A1N bestehend. Das Distanzstück 24 hat hier eine po¬ sitive Höhendifferenz 15 zu dem Bezugsniveau 9.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht dabei der Dicke 19 des Isolators 18 plus einer Dicke 31 der Leiterbahnen 20 plus einer Dicke 33 des jeweiligen Distanzstücks 24 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
Eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 20 und den Lichtquellen 8 ist mittels Drahtbonden 22 reali- siert.
Bei der in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein als ein Kühlkörper 2 ausgebildetes Substrat zur Anordnung der Lichtquellen 8 gezeigt. Der Kühlkörper 2 ist treppenförmig ausgebildet und hat eine erste Stufe 21 mit einer ersten Stufenhöhe 23 und eine zweite Stufe 25 mit einer zweiten Stufenhöhe 27, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 des Kühlkörpers 2 aufweisen. Die Lichtquellen 8 sind zur Aus- bildung ihrer unterschiedlichen Höhenniveaus 14 auf den jeweiligen Stufen 21, 25 angeordnet. Das Bezugsniveau 9 liegt auf Höhe einer untersten Kante des Kühlkörpers 2. Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
Auf einer Oberfläche 26 des Kühlkörpers 2 sind Leiterbah¬ nen 20 vorgesehen, hier zwischen den Lichtquellen 8 und dem Kühlkörper 2. Bei Bedarf ist hier zwischen der Oberfläche 26 des Kühlkörpers 2 und den Leiterbahnen 20 ein (hier nicht dargestelltes) Dielektrikum vorgesehen. Die mittels der im Wesentlichen treppenartigen Ausbildung des Kühlkörpers 2 realisierten Höhenniveaus 14 und/oder Win- kelunterschiede zwischen den Höhenniveaus 14 sind zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lichtquellen 8 und den Leiterbahnen 20 mittels der Leiterbahnen 20 und mittels Drahtbonden 22 überwunden.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsni- veau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der ersten Stufe 21 der ersten Stufenhöhe 23 plus der Dicke 31 der Leiterbahnen 20 auf der ersten Stufe 21 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Gegebenenfalls ist die Dicke des (hier nicht dargestellten) Dielektrikums unter der Leiter- bahn 20 der ersten Stufe 21 hinzuzuzählen.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der zweiten Stufe 25 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stu¬ fenhöhe 27 plus der Dicke 31 der Leiterbahnen 20 auf der zweiten Stufe 25 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8. Ge¬ gebenenfalls ist die Dicke des (hier nicht dargestell¬ ten) Dielektrikums unter der Leiterbahn 20 der zweiten Stufe 25 hinzuzuzählen.
Die Lichtquellen 8 sind angrenzend aneinander angeordnet, berühren sich aber nicht, weil die zweite Stufenhöhe 27 größer ist als die Dicke 17 der auf der ersten Stufe 21 angeordneten Lichtquelle 8. Insbesondere sind deswegen die Lichtabstrahlflächen 7 der Lichtquellen 8 räumlich voneinander getrennt. Die Stufenhöhen 23, 27 der Stu- fen 21, 25 sind hier gleich groß, können aber auch unterschiedlich groß sein.
Elektrische Verbindungen zwischen den Leiterbahnen 20 und den Lichtquellen 8 sind mittels Drahtbonden 22 realisiert (Lichtquelle auf Stufe 25) bzw. durch SMD-Bestückung / Lötverbindung (Lichtquelle auf Stufe 21) .
Die in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung unterscheidet sich von dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Stufen 21, 25 des hier darge- stellten Kühlkörpers 2 voneinander unterschiedliche Stu¬ fenhöhen 23, 27 haben, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 des Kühlkörpers 2 aufweisen. Die auf den jeweiligen Stufen 21, 25 angeordneten Lichtquellen 8 sind angrenzend aneinander angeordnet und berühren sich, weil die zweite Stufenhöhe 27 kleiner ist als die Di¬ cke 17 der auf der ersten Stufe 21 angeordneten Lichtquelle 8. Die Lichtabstrahlflächen 7 der Lichtquellen 8 sind trotzdem räumlich voneinander getrennt, um insbesondere das sogenannte "Übersprechen" zu reduzieren oder gar zu verhindern.
Das Bezugsniveau 9 liegt hier wie im dritten Ausführungs¬ beispiel etwa auf Höhe einer untersten Kante des Kühlkör¬ pers 2. Das jeweilige Höhenniveau 14 der jeweiligen Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in Fig. 1 be- schriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der ersten Stufe 21 der ersten Stufenhöhe 23 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der zweiten Stufe 25 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stu- fenhöhe 27 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8.
Bei der in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 2 als mehrere verbundene Leiter¬ platten, ein sogenanntes "Sandwich", ausgebildet. Die Lichtquellen 8 sind voneinander beabstandet angeordnet.
Die mehreren miteinander verbundenen Leiterplatten 2 bilden eine oder mehrere Stufen 21, 25 mit einer jeweiligen Stufenhöhe 23, 25, die jeweils eine Höhendifferenz 15 zum Bezugsniveau 9 aufweisen. Das Bezugsniveau 9 liegt hier analog zu dem in Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Oberfläche 16 der untersten Leiterplatte 2 des "Sandwichs". Das Höhenniveau 14 der Lichtquelle 8 liegt hier analog zu dem in Fig. 1 be¬ schriebenen ersten Ausführungsbeispiel etwa auf Höhe der Lichtabstrahlfläche 7 der jeweiligen Lichtquelle 8.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der untersten Leiterplatte 2 der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese hier direkt auf der Oberfläche 16 der untersten Leiterplatte 2 angeordnet ist.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsniveau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der mittleren Leiterplatte 2 der ersten Stufenhöhe 23 der ersten Stu¬ fe 21 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese di¬ rekt auf der Oberfläche 16 der mittleren Leiterplatte 2 angeordnet ist.
Der Höhenversatz 12 des Höhenniveaus 14 zum Bezugsni- veau 9 entspricht bei der Lichtquelle 8 auf der obersten Leiterplatte 2 der ersten Stufenhöhe 23 plus der zweiten Stufenhöhe 27 plus der Dicke 17 der Lichtquelle 8, da diese direkt auf der Oberfläche 16 der obersten Leiter¬ platte 2 angeordnet ist. Die mittels des "Sandwich" realisierten voneinander verschiedenen Höhenniveaus 14 werden hier jeweils mittels einer Durchkontaktierung 28, mittels Drahtbonden 22 und mittels einer oder mehreren Lötverbindungen 30 überwunden, beziehungsweise wird so eine elektrische Verbindung der einzelnen Leiterplatten 2 zueinander hergestellt.
Eine in Fig. 6 dargestellte Lichtverteilung mit einer Hell-/Dunkelgrenze zeigt einen ersten Lichtbereich 32 und einen daran angrenzenden zweiten Lichtbereich 34. Ein erster Bereich 36, in dem die Hell-/Dunkelgrenze reali- siert ist, begrenzt den ersten Lichtbereich 32 und ein zweiter Bereich 38, in dem weiter die Hell-/Dunkelgrenze realisiert ist, begrenzt den zweiten Lichtbereich 34.
Eine in Fig. 7 dargestellte Lichtquellenanordnung zeigt zwei Beleuchtungseinrichtungen 40 mit als LEDs ausgebil- deten Lichtquellen 8, die die in Fig. 6 dargestellte Lichtverteilung erzeugen.
Eine erste LED-Gruppe 42 enthält die LEDs 8 für den ers¬ ten Lichtbereich 32 und den zweiten Lichtbereich 34. Eine zweite LED-Gruppe 44 enthält die LEDs 8 für den ers¬ ten Bereich 36 mit der Hell-/Dunkelgrenze und den zweiten Bereich 38 mit der Hell-/Dunkelgrenze .
Um ein diffuses Lichtbild zu erzeugen, bei dem keine dunklen Striche zu sehen sind, ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass die erste LED-Gruppe 42 auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist, als ein Bezugsniveau der beiden LED-Gruppen 42, 44 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung, wobei das Bezugsni- veau auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der beiden LED-Gruppen 42, 44 liegt. Dies führt zur Darstellung eines unscharfen Bereichs in der Lichtverteilung und so zu dem diffusen Lichtbild ohne die ansonsten er¬ zeugten dunklen Striche. Die zweite LED-Gruppe 44 verbleibt hier auf dem ursprüng¬ lichen Höhenniveau 14, könnte aber alternativ dazu auf einem im Vergleich zu dem Bezugsniveau lediglich geringfügig höheren Höhenniveau 14 angeordnet sein. Dies führt in beiden Fällen zu einem scharfen Bereich in der Licht- Verteilung.
Hier nicht erwähnte Elemente der Fig. 6 und Fig. 7 sind in der DE 10 2012 022282 AI beschrieben.
Die in Fig. 8 dargestellten Lichtquellen 8, hier als eine vierreihige LED-Chipreihe 46 mit einer ersten Gruppe 48 LEDs mit zwei Chipreihen und einer zweiten Gruppe 50 LEDs mit zwei Chipreihen ausgebildet, realisieren je LED-Gruppe 48, 50 eine unterschiedliche Lichtverteilung.
Die LEDs 8 der beiden LED-Gruppen 48, 50 haben eine rechteckige Form, wobei eine jeweilige lange Seitenkante der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48 länger ist als eine jeweilige lange Seitenkante der LEDs 8 der zweiten LED-Gruppe 50 und eine jeweilige kurze Seitenkante der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48 kürzer ist als eine je- weilige kurze Seitenkante der LEDs 8 der zweiten LED-Gruppe 50.
Die erste LED-Gruppe 48 hat eine Nebellichtfunktion und eine Tagfahrlichtfunktion. Die zweite LED-Gruppe 50 hat eine Tagfahrlichtfunktion. Die Tagfahrlichtfunktion ist hier stets abwechselnd mit der Nebellichtfunktion akti¬ viert, somit ist entweder die erste LED-Gruppe 48 oder die zweite LED-Gruppe 50 betrieben.
Um mit der zweiten LED-Gruppe 50 ein diffuses Lichtbild für die Tagfahrlichtfunktion zu erzeugen, ist die erfin- dungsgemäße Lichtquellenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass die zweite LED-Gruppe 50 auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist, als ein Bezugsniveau 9 der vierreihigen LED-Chipreihe 46 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellena- nordnung, wobei das Bezugsniveau 9 auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der ersten LED-Gruppe 48 und der zweiten LED-Gruppe 50 liegt. Mit anderen Worten hat das Höhenniveau 14 der zweiten LED-Gruppe 50 einen größe¬ ren Höhenversatz 12 zum Bezugsniveau 9 als das Höhenni- veau 14 der ersten LED-Gruppe 48. Dies führt zur Darstel- lung eines unscharfen Bereichs in der Lichtverteilung und so zu dem gewünschten diffusen Lichtbild für die Tagfahrlichtfunktion zum Unterschied einer für eine Nebellicht¬ funktion benötigte Hell-/Dunkelgrenze der ersten LED-Gruppe 48 .
Eine (nicht dargestellte) zugehörige Optik hat eine Fo¬ kalebene auf Höhe des Höhenniveaus 14 der ersten LED-Gruppe 48, insbesondere auf Höhe der Lichtabstrahl¬ flächen 7 der LEDs 8 der ersten LED-Gruppe 48. Die in Fig. 9 dargestellten Lichtquellen 8 sind hier als eine LED-Gruppe für Abblendlicht 52 und eine LED-Gruppe für Fernlicht 54 ausgebildet.
Darauf ist die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung ge¬ mäß einem achten Ausführungsbeispiel derart angewendet, dass eine oder mehrere der Lichtquellen 8, die zur LED-Gruppe für Abblendlicht 52 gehören, auf einem höheren Höhenniveau 14 angeordnet ist/sind, als ein Bezugsniveau der beiden LED-Gruppen 52, 54 ohne die erfindungsgemäße Lichtquellenanordnung, wobei das Bezugsniveau auf einem ursprünglich gemeinsamen Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52 und der LED-Gruppe für Fernlicht 54 liegt. Mit anderen Worten hat das Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52 einen größeren Höhenversatz 12 zum Bezugsniveau 9 als das Höhenniveau 14 der LED-Gruppe für Fernlicht 54.
Eine (nicht dargestellte) zugehörige Optik hat eine Fo¬ kalebene auf Höhe des Höhenniveaus 14 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52, insbesondere auf Höhe der Lichtabstrahl¬ flächen 7 der LEDs 8 der LED-Gruppe für Abblendlicht 52. Mittels der auf die LED-Gruppen 52, 54 wie beschrieben angewendeten erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung sind mindestens ein diffuser Bereich für die LED-Gruppe für Fernlicht 54, insbesondere für eine Fernlichtfunktion, realisierbar. Weiter ist damit mindestens ein scharfer Bereich für die LED-Gruppe für Abblendlicht 52, insbeson¬ dere für eine Abblendlichtfunktion, realisierbar.
Die LED-Gruppe für Abblendlicht 52 kann hier gleichzeitig mit der LED-Gruppe für Fernlicht 54 betrieben sein, ins¬ besondere bei aktivieren einer Fernlichtfunktion. Beispielsweise bei aktivierter Abblendlichtfunktion ist die LED-Gruppe für Abblendlicht 52 alleine betrieben.
Offenbart ist eine Lichtquellenanordnung mehrerer Lichtquellen, bei der mittels einer Anordnung von mindestens zwei der Lichtquellen auf voneinander unterschiedlichen Höhenniveaus jeweilige Lichtabstrahlflächen der Licht¬ quellen räumlich voneinander getrennt angeordnet sind um insbesondere ein sogenanntes "Übersprechen" von den, ins¬ besondere benachbart zueinander angeordneten, Lichtquel¬ len zu reduzieren oder zu verhindern.
BEZUGSZEICHENLISTE
Lichtquellenanordnung 1
Substrat / Leiterplatte / Kühlkörper 2
Aussparung 4 Inlay 6
Lichtabstrahlfläche 7
Lichtquelle 8
Bezugsniveau 9
Oberfläche des Inlays 10 Höhenversatz des Höhenniveaus zum Bezugsniveau 12
Höhenniveau der Lichtquelle 14
Höhendifferenz zum Bezugsniveau 15
Oberfläche der Leiterplatte 16
Dicke der Lichtquelle 17 Isolator / Dielektrikum 18
Dicke des Isolators / Dielektrikums 19
Leiterbahn 20 erste Stufe 21
Drahtbond 22 erste Stufenhöhe 23 Distanzstück / Submount 24 zweite Stufe 25
Oberfläche des Kühlkörpers 26 zweite Stufenhöhe 27 Durchkontaktierung 28
Lötverbindung 30
Dicke der Leiterbahn 31 erster Lichtbereich 32
Dicke des Distanzstücks / Submounts 33 zweiter Lichtbereich 34 erster Bereich mit Hell-/Dunkelgrenze 36 zweiter Bereich mit Hell-/Dunkelgrenze 38
Beleuchtungseinrichtung 40 erste LED-Gruppe 42 zweite LED-Gruppe 44 vierreihige LED-Chipreihe 46 erste Gruppe LEDs 48 zweite Gruppe LEDs 50
LED-Gruppe für Abblendlicht 52 LED-Gruppe für Fernlicht 54

Claims

Lichtquellenanordnung für ein Fahrzeug, wobei mehrere Lichtquellen (8) nebeneinander auf einem Substrat (2) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur räumlichen Trennung einer jeweiligen Lichtabstrahlfläche (7) der Lichtquellen (8) mindestens zwei der Lichtquellen (8) auf voneinander verschiedenen Höhenniveaus (14) bezüglich eines Bezugsniveaus (9) des Substrats (2) angeordnet sind.
101. 2. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Lichtquellen (8) auf einem derartigen Höhenniveau (14) angeordnet ist, dass Licht von die¬ sem Teil der Lichtquellen (8) mittels einer den Lichtquellen (8) nachgeordneten Optik scharf abge-
15 bildet ist und ein anderer Teil der Lichtquellen (8) auf einem anderen Höhenniveau (14) angeordnet ist, so dass Licht von dem anderen Teil der Lichtquellen (8) mittels der Optik unscharf abgebildet ist.
Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) von jeweils mehreren der Lichtquellen (8) gebildet ist, deren Höhenniveau (14) untereinander gleich ist. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 3, wobei das Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) der mindestens einen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) gleich ist wie das Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) mindestens einer anderen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54), oder wobei das Höhenniveau (14) der Licht¬ quellen (8) der mindestens einen Lichtquellengrup¬ pe (42, 44, 52, 54) von dem Höhenniveau (14) der Lichtquellen (8) mindestens einer anderen Lichtquellengruppe (42, 44, 52, 54) verschieden ist.
Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus (14) als im Wesentlichen treppenartig oder im Wesentlichen schachbrettartig oder eine im Wesentlichen vieleckig oder im Wesentlichen unregelmäßig ausgebildet ist, oder im Wesent¬ lichen konzentrische Ringe oder im Wesentlichen einzelne Pfosten aufweist.
Lichtquellenanordnung nach Anspruch 5, wobei die Form mindestens eines Teils der mehreren Höhenniveaus (14) mindestens einen im Wesentlichen linearen und/oder im Wesentlichen nicht-linearen Anstieg und/oder Abfall der Höhenniveaus (14) aufweist.
Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbart zueinander angeordnete Lichtquellen (8) aneinander angrenzend oder voneinander beabstandet angeordnet sind. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Substrat (2) mindestens eine Aussparung (4) vorgesehen ist, in der ein Inlay (6) zum darauf Anordnen mindestens einer der Lichtquel¬ len (8) aufgenommen ist, und wobei das Inlay (6) zur Realisierung des jeweiligen Höhenniveaus (14) eine Höhendifferenz (15) zu dem Bezugsniveau (9) des Sub¬ strats (2) aufweist.
Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat als ein im Wesentli¬ chen treppenartiger Kühlkörper (2) ausgebildet ist, der eine oder mehrere Stufen (21, 25) mit jeweils einer Höhendifferenz (15) zum Bezugsniveau (9) des Kühlkörpers (2) aufweist. 10. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Höhenversatz (12) des Höhenniveaus (14) zu dem Bezugsniveau (9) des Substrats (2) umso kleiner gewählt ist, je schärfer ein Licht der Lichtquellen (8) abgebildet werden soll, und/oder wobei ein Höhenversatz (12) des Höhenniveaus (14) zu dem Bezugsniveau (9) des Substrats (2) umso größer gewählt ist, je unschärfer ein Licht der Lichtquel¬ len (8) abgebildet werden soll.
Lichtquellenanordnung nach Anspruch 10, wobei der Höhenversatz (12) einen Wert im Wertebereich von 10 ym bis 10 mm besitzt. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ausbildung des jeweiligen Höhenniveaus (14) ein Distanzstück (24) zwischen den jeweiligen Lichtquellen (8) und dem Substrat (2) vorgesehen ist.
Lichtquellenanordnung nach Anspruch 12, wobei das Distanzstück (24) aus elektrisch nicht-leitendem Material besteht und zur Realisierung einer elektrischen Verbindung eine Metallisierung einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Distanzstücks (24) und eine Durchkontaktierung (28) vorgesehen ist, oder eine elektrische Verbindung mittels Drahtbonden (22) realisiert ist.
Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der mehreren Lichtquellen (8) und/oder deren Lichtabstrahlflächen (7) parallel zueinander und/oder parallel zu dem Substrat (2) ausgerichtet ist, oder wobei min¬ destens ein Teil der mehreren Lichtquellen (8) und/oder deren Lichtabstrahlflächen (7) schiefwinklig zueinander und/oder schiefwinklig zu dem Substrat (2) ausgerichtet sind.
15. Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
PCT/EP2017/061180 2016-06-08 2017-05-10 Lichtquellenanordnung für ein fahrzeug und beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug mit der lichtquellenanordnung Ceased WO2017211530A1 (de)

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