WO2019091821A1 - Retrofit lamp and vehicle headlight with retrofit lamp - Google Patents

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WO2019091821A1
WO2019091821A1 PCT/EP2018/079630 EP2018079630W WO2019091821A1 WO 2019091821 A1 WO2019091821 A1 WO 2019091821A1 EP 2018079630 W EP2018079630 W EP 2018079630W WO 2019091821 A1 WO2019091821 A1 WO 2019091821A1
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retrofit lamp
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common
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Michael Boenigk
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Osram Gmbh
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a retrofit lamp for vehicle ⁇ headlights and a vehicle headlamp with a retrofit lamp.
  • retrofit lamp refers to a lamp which has as light source one or more semiconductor light sources or semiconductor light source arrangements and which has a pedestal which is compatible with a base of an incandescent lamp or a discharge lamp, so that the retrofit lamp can replace a light bulb or Entla pressure discharge lamp can be inserted into a corresponding socket of the socket of a lamp and operated.
  • a retrofit lamp forggling- can bowler is set ⁇ into a socket of a vehicle headlight and operated as a vehicle headlamp, because it has a base which is compatible with the So ⁇ ckel a recess formed as a vehicle headlamp lamp or discharge lamp.
  • the retrofit lamp according to the invention is provided as a light source for vehicle headlights, and it possesses min ⁇ least two, arranged on a support semiconductor ⁇ light source assemblies and a common optics for at least two semiconductor light source arrays and a light guide, wherein the light guide is formed, light of at least two of the directing the semiconductor light source Nano ⁇ rdnitch to the common optics, and has a ers ⁇ th light conductor section, which is coupled to the common optics, and at least two second light ⁇ conductor portions has, associated with the first light guide ⁇ portion and each optically ne at least ei ⁇ Semiconductor light source arrangement of the at least two semiconductor light source arrangement are coupled, and wherein the light guide is designed such that different ⁇ Liche areas of the common optics with light from the at least two semiconductor light source arrangements of ⁇ be illuminated d.
  • the inventions dung proper retrofit lamp produces a light distribution having high luminance and diversifiable light distribution during their operation because gathered together by the at least two semiconductor ⁇ light source arrays, light emitted by the light conductor and the common optical system, so that different areas of the common Optics from the light of the at least two semiconductor light sources lenanssenen are illuminable.
  • this high luminance can be achieved, for example, at one or more pre give ⁇ NEN locations, and it can be produced different light distributions.
  • the retrofit lamp according to the invention allows a lower thermal load on their components, since the at least two semiconductor light source arrangements can be arranged at a greater distance from each other on a support, so that a lower heating or better cooling of the components of the retrofit lamp ge ⁇ guaranteed , Further, light can be from the semiconductor light sources of at least two half ⁇ conductor light source arrays of the common optics supplied ⁇ leads in an efficient manner.
  • the second light guide sections ensure thorough mixing and homogenization of light which has been emitted by the semiconductor light sources belonging to the same semiconductor light source arrangement and has been coupled into the corresponding second light guide section.
  • the first light guide section preferably serves as a carrier for the common optics and allows thorough mixing of the light from the second Lichtleiterab ⁇ cut.
  • the degree of mixing of the light from the second light guide sections in the first light guide section depends on the length of the first light guide section.
  • the degree of mixing of the light from the second optical waveguide sections in the first optical waveguide section can be controlled over the length of the first Lichtlei ⁇ terabitess.
  • a comparatively large length of the first light guide ⁇ section allows due to the frequent total reflection of the A good mixing of the light from the second light guide sections, while a comparatively ge ⁇ rings length of the first light guide section leads to a ge ⁇ poor mixing of the light from the second Lichtlei- terabroughen in the first light guide section.
  • the first light guide portion of the light guide of the OF INVENTION ⁇ to the invention retrofit lamp preferably has the smallest possible length to avoid mixing of light from different second light guide sections largely.
  • the construction of Lichtlei ⁇ teran Aunt and common optics of the retrofit lamp according to the invention enables easy mounting of the ge ⁇ common optics and low losses when guiding the light emitted from the semiconductor light sources light to the common optics.
  • the common optics is integrated into the first optical waveguide section in order to ensure low losses of the light when it passes from the optical waveguide arrangement into the optics and secure support of the optics.
  • the common optical system preferably has a Lichtauskop ⁇ pel formation at least one conical or ⁇ frustum Lichtauskoppel lakeabêt on to allow egg ⁇ ne light distribution corresponding to the light distribution of a high-pressure discharge lamp for vehicle registration ⁇ bowler, so that the retrofit inventive lamp as a substitute for can be a high-pressure discharge lamp ver ⁇ applies, for example, corresponds to the ECE category DIR, D1S, D2R, D2S, D3R, D3S, D4R, D4S, D5S, D6S, D8R, D8S or D9S.
  • the at least one conical or frusto-conical Lichtauskoppel lakeabêt is formed as Re ⁇ flexions constitutional to produce a light distribution which is as similar as possible to the light distribution of a Hoch réelleentlä- dungslampe for vehicle headlights.
  • the first optical waveguide section and the at least one conical or frusto-conical light outcoupling section of the common optic have a common rotational symmetry axis.
  • the longitudinal dimension of the common optical system is in the range of 60 Pro ⁇ center to 99 percent of the longitudinal dimension of the first light guide section to view a mixing of light from different second light conductor sections in the first light guide portion largely avoid.
  • a light output surface of the ge ⁇ common optical system is smaller than a surface area of the carrier, the lena orders of the at least two Halbleiterlichtquel-, including a possible distance Zvi ⁇ rule is assigned to them.
  • the Lichtaus ⁇ coupling surface of the common optics is smaller than the surface of a convex polygon with the smallest possible circumference, which closes the ⁇ at least two semiconductor light source arrangements ⁇ .
  • a convex polygon is a polygon whose diagonals all run in the area enclosed by the polygon.
  • the retrofit lamp according to the invention has a base which has a reference plane for alignment. definition of common optics. Thereby an alignment of the light output surface of the common optical system of the retrofit lamp with respect to an optical axis of a reflector allows the Anlagenscheinwer ⁇ fers when using the inventive retrofit lamp in the vehicle headlight ⁇ .
  • the at least two semiconductor light source arrangements of the retrofit lamp according to the invention are preferably controllable separately from one another. That is, the semiconductor light sources of a semiconductor light source assembly are independent from the semiconductor light sources of another semiconductor light source arrangement and switched ⁇ switchable from and, optionally, also be dimmed. This Kings ⁇ nen different light distributions for different lighting functions are realized using the retrofit lamp according to the invention in a simple way.
  • the retrofit lamp according to the invention is preferably designed as a vehicle headlamp.
  • the vehicle headlamp according to the invention comprises Any artwork least an inventive retrofit lamp and a Re ⁇ Flektor having an optical axis, wherein the Minim ⁇ least a retrofit lamp is arranged in the Anlagenscheinwer ⁇ fer that the rotation symmetry axis of the first light guide portion and a common optics the retrofit lamp lies on the optical axis of the reflector or in parallel offset to the optical axis of the Re ⁇ reflector pre- vents is arranged.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the semiconductor ⁇ light source arrangement, light guide assembly and common optics of the retrofit lamp according to the first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the semiconductor light source arrangements and the carrier of the retrofit lamp according to the first exemplary embodiment of the invention in a schematic illustration
  • Fig. 3 is a schematic, partially cut Dar ⁇ position of a retrofit lamp with the light guide assembly shown in Figure 1 and common optics according to the first embodiment of the invention
  • Fig. 4 is a schematic, partially sectioned Dar ⁇ position of a vehicle headlamp with the illustrated in Figure 3 retrofit lamp
  • Fig. 5 is a schematic representation of a first operating state of the Be ⁇ shown in Figure 4 driving ⁇ generating headlamp with projection lens and Ab ⁇ glare device
  • Fig. 6 is a schematic representation of a second operating state of the Be ⁇ shown in Figure 4 driving ⁇ generating headlamp with projection lens and Ab ⁇ glare device
  • Fig. 7 is a schematic illustration of a third Be ⁇ operating state of the depicted in Figure 4 driving ⁇ generating headlamp with projection lens and Ab ⁇ glare device
  • Fig. 8 is a schematic representation of the semiconductor ⁇ light source means, optical fiber arrangement and common optics of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention
  • FIG. 9 is a plan view of the semiconductor light source arrays and the carrier of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention in a schematic representation
  • the retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention serves as a light source in a vehicle headlight and is used in ⁇ example, to produce high beam or low beam or for both aforementioned light distributions.
  • the retrofit lamp 1 is compatible with egg ⁇ ner high pressure discharge lamp of the ECE category Dls, D2s, D3s and D4s and can therefore be used as a replacement for such a high pressure discharge lamp in a vehicle headlight.
  • the retrofit lamp 1 has two semiconductor light source arrangements 41, 42, each with three semiconductor light sources 410, 420, a light guide 2, a light extraction optics 3, a support constructed as a mounting plate 5 for the semiconductor light source assemblies 41, 42 and Kom ⁇ components 50 of a circuit arrangement for operating the semiconductor light sources 410, 420, a base 6, a heat sink 7 and a lamp vessel. 8
  • the semiconductor light source arrangements of the retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention are formed as two LED chips 41, 42, each of which has three light-emitting diodes 410 and 420 arranged in a row.
  • the two LED chips 41, 42 are adjacent to each other with a distance of 2 mm on the mounting board 5 fi ⁇ xed, so that the semiconductor light sources 410, 420 of the two LED chips 41, 42 in two rows and three rows on the surface of the mounting board 5 are arranged.
  • Each LED chip 41, 42 has a length of 4.2 mm and a width of 3.75 mm.
  • the total of six semiconductor light ⁇ sources 410, 420 are each manufactured ⁇ det as light emitting diodes, which emit white light during operation.
  • the LED chips 41, 42 are designed, for example, in chip-on-board configuration in order to ensure a compact design.
  • the LED chips 41, 42 are operated vorzugswei ⁇ se with direct current, in particular with puls shimmerenmodulier- system DC.
  • the light ⁇ power can be adapted to the needs. In particular, this allows, for example, an increase in the light output in rainy weather.
  • the LEDs 410, 420 can be controlled individually or in groups.
  • the mounting board 5 is madebil ⁇ det as IMS printed circuit board.
  • IMS Insulated Metal sub- strate.
  • the base 6 has a base housing 60, in the interior of which the mounting board 5 is accommodated with the LED chips 41, 42 and components 50 of the operating circuit mounted thereon.
  • a bottom of the base housing 60 is formed as a metallic heat sink 7, which is thermally coupled to the LED chips 41, 42 and the components 50 of the operating circuit.
  • the mounting board 5 is fixed to the bottom of the base housing 60 and thus on the heat sink 7.
  • the heat sink 7 has fins 70 which au ⁇ ßer distress of the interior of the base housing 60, located at the bottom of the base housing 60th
  • the base housing 60 has on a bottom side opposite the lid ⁇ side an annular base flange 61, which is used to Monta ⁇ ge the retrofit lamp 1 in the version of a vehicle ⁇ headlamp.
  • the cover side of the base housing 60 has a breakthrough 63.
  • the base 6 has a reference plane 62, which is defined by an annular disk-shaped surface of the base ⁇ flange 61 on the outside of the base housing 60 de ⁇ .
  • the light conductor 2 protrudes through the opening 63 of the socket housing 60 out and has a first light ⁇ conductor section 21 and two second Lichtleiterabschnit ⁇ te 22, 23.
  • the light guide sections 21, 22, 23 are each ⁇ wells constructed analogously to a light waveguide and be ⁇ are made of transparent material, such as quartz glass or transparent plastic. They each have ⁇ wells a core and a cladding, the core examples For example, consists of pure quartz glass and the jacket consists for example of doped quartz glass, so that the jacket of the light guide sections 21, 22, 23 has a ge ⁇ ringeren optical refractive index than its core.
  • the light guide 2 may also be made of transparent silicone.
  • the light guide sections 21, 22, 23 are rigid and rod-like.
  • the first light guide portion 21 is disposed outside the So ⁇ ckelgephaseuses 60 and a circular cylindrical shape with an outer diameter of 2 mm and has a first end 211 that is connected to the second Lichtleiterabschnit ⁇ th 22, 23, and a second end 212, on which the Lichtauskoppeloptik 3 is arranged.
  • the distance between the first end 211 and the second end 212 of the first light guide section 21 and thus the length of the first light guide section or its dimension in sei ⁇ ner longitudinal extension direction is 6.0 mm.
  • the two second optical waveguide sections 22, 23 each have a first end 221, 231 which serves as light input end 221 and 231, respectively, for light from the light emitting diodes 410, 420 of the first semiconductor light source arrangement 41 and second semiconductor light source arrangement 42 and therefore the light emitting diodes 410 and 420 of the corresponding semiconductor light source arrangement 41 or 42, respectively, and a respective second end 222, 232 which is respectively connected to the first end 211 of the first light guide section 21.
  • the light extraction optical system 3 forms a common optical system for the light emitting diodes 410, 420 of the two semiconductor light source arrangements 41, 42.
  • the light extraction optical system 3 becomes formed by a funnel-like, conical cavity 30 in the first light guide section 21, which extends ⁇ starting from the second end 212 of the first Lichtleiterab- section 21 in the direction of its first end 211 and which is bordered by a light-reflecting surface 301 ⁇ .
  • the surface 301 is metallic beschich ⁇ tet to ensure a high light reflectance.
  • the Lichtauskoppeloptik 3 is rotationally symmetrical bezüg ⁇ Lich a rotational symmetry axis 300 and forms a conical excluded.
  • the metallically coated, light-reflecting surface 301 forms a conical surface and has a size of 24.0 mm 2 . It is smaller than the area
  • the area 400 occupied by the two semiconductor light source arrangements 41, 42 corresponds to the area of a convex polygon
  • the size of the area 400 is 39.9 mm 2 .
  • the rotational symmetry axis 300 of the light extraction optical system 3 is identical to the longitudinal or cylindrical axis of the first optical waveguide section 21.
  • the position and orientation of the light coupling optical system 3 are aligned relative to the reference plane 62 of the base 6.
  • the rotation ⁇ onssymmetrieachse 300 of the light extraction optics 3 is aligned perpendicular to the reference plane 62 of the base 6.
  • the rotational symmetry axis 300 of the Lichtauskoppeloptik 3 is such with respect to the Refe rence ⁇ plane 62 of the base 6 aligned so that they 9 is identical to the installation of the retrofit lamp in the vehicle headlight with the optical axis 900 of the Anlagenscheinwerferreflek ⁇ tors.
  • the rotation symmetry ⁇ metrieachse 300 of the light extraction optics 3 bezüg ⁇ Lich the reference plane 62 of the base 6 be aligned so that they are parallel to the optical axis 900 of the Anlagenscheinwerferreflek ⁇ sector 9 after installation of the retrofit lamp in the vehicle headlights by a maximum of 1 mm, is arranged above the optical axis 900 of the vehicle ⁇ headlight reflector 9 in order to simulate a convection tion upward curvature of the discharge arc of a high-pressure discharge lamp.
  • the lamp vessel 8 is tubular, in particular formed hohlzy ⁇ lindrisch, made of glass or transparen ⁇ reinforced plastic, and is coaxial with the first Lichtleiterab arranged ⁇ section 21 and Lichtauskoppeloptik. 3
  • the lamp vessel 8 is fastened to the base housing with a clamping fit at the edge of the opening 63 and encloses the light source. Ladder 2 and the light extraction optics 3.
  • the lamp vessel 8 is used to protect the light guide 2 and the Lichtaus ⁇ coupling optics 3 from contact and damage.
  • the protruding from the opening 63 of the base housing 60 and the light extraction optics 3 superior end 81 of the Lampengefä ⁇ SSE 8 is closed to prevent the ingress of dirt into the lamp vessel 8.
  • Lam ⁇ pengefäßes 8 is, for example, evacuated or filled with gas or a gas mixture.
  • the filling gas or Golfgas- mixture contains, for example, air or inert gas or a mixture of air and inert gas, wherein the inert gas is nitrogen, SF6 and noble gases and mixtures thereof are ⁇ be vorzugt.
  • the lamp vessel 8 can form a holder (not shown) for the first optical waveguide section 21 of the optical waveguide arrangement 2.
  • a separate holder (not shown) for fixing the light guide 2 on the mounting board 5 may be provided, for example in the form of a metal ring surrounding the first Lichtleiterab- section 21 with a clamping fit, and at least two Be ⁇ festistslaschen, which at one end in each case are welded to the Be ⁇ fastening ring and are fixed with their other En ⁇ de on the mounting board 5.
  • the light emitting diodes 410 generate white light 420, which is coupled into the Lichtein ⁇ enters end 221 or 231 of the respective second Lichtlei ⁇ terabitess 22 and 23rd
  • the coupled-in light from the first LED chip 41 and / or the second LED chip 42 is transmitted by total internal reflection to the cladding of the corresponding second optical waveguide section 22 and 23, led to the first light guide portion 21 and ge ⁇ common Lichtauskoppeloptik.
  • the 41 and 42 respectively emitted from the LEDs 410 and 420 of the respective LED chips light in the respective second optical fiber portion 22 and 23 substantially homogenized by total internal reflection before it enters the first light guide portion 21 and my same to the ge ⁇ Lichtauskoppeloptik 3 hits.
  • the first light guide portion 21 has a comparatively small length ⁇ example, so that the 41 and 42 emitted by the two LED chips light in the first light guide portion 21 is not further homogenized.
  • two different regions or cone halves of the light extraction optical system 3 that are symmetrical to the axis of symmetry 300 are used by the light emitting diodes 410 and 420 of the two LED chips 41, 42. That is, the light-emitting diodes 410 of the first LED chip 41 light a first cone half of the light extraction optical system 3, and the light emitting diodes 420 of the second LED chip 42 light the second cone half of the light extraction optical system 3.
  • the light-emitting diodes 410 of the first LED chip 41 light a first cone half of the light extraction optical system 3
  • the light emitting diodes 420 of the second LED chip 42 light the second cone half of the light extraction optical system 3.
  • a vehicle headlight with a retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention is shown schematically and partially in section.
  • the vehicle headlamp has a reflector 9 having light-reflective reflecting surface 90 and the optical axis 900.
  • the reflection surface 90 is for example parabo ⁇ lisch or ellipsoidal or out as free-form surface forms ⁇ .
  • the retrofit lamp 1 is fixed by means of its base ⁇ flange 61 in a mounting opening 91 of the reflector 9.
  • the base 6 or the base flange 61 of the retrofit lamp 1 and the mounting opening 91 of the reflector 9 or the vehicle headlamp have mutually meet ⁇ unified fasteners (not shown), which ensure a fixation of the retrofit lamp 1 in the reflector 9 so that the longitudinal axis or Rotationssymmet ⁇ rieachse 300 of Lichtauskoppeloptik 3 of the retrofit lamp 1 lies in the optical axis 900 of the reflector.
  • the reference plane 62 abuts against the outside of the reflector 9.
  • three different operating modes of the Be ⁇ shown in Figure 4 vehicle registration ⁇ are shown schematically pitcher.
  • the operating mode according to the figure 6 are also all of the LEDs 410, 420 of the two LED chips 41, 42 is stale ⁇ tet, so that the 41, light emitted from the two LED chips 42 of light via the light guide 2 and the Lichtauskoppeloptik 3 to the reflector 9 is steered.
  • the Abblendvorrich ⁇ device 901 of the vehicle headlamp is activated so that the light emitted by the light emitting diodes 420 of the second LED chip 42 and reflected at the reflector 9 light does not completely illuminate the downstream projection lens 902 of the vehicle headlamp fers.
  • Ab ⁇ blend device With the help of Ab ⁇ blend device a sharply defined bright-dark boundary is generated.
  • This operating mode corresponds to a dipped beam in ⁇ example.
  • the light emitting diodes 410 of the first LED chip 41 are switched on, so that the light emitted by the light emitting diodes 410 is directed to the reflector 9 via the light guide 2 and the light extraction optical system 3.
  • the light emitted by the light emitting diodes 410 of the first LED chip 41 essentially uses only one half of the light extraction optical system 3.
  • the subordinate projection lens 902 is illuminated only incompletely.
  • the dimming device 903 is activated in order, for example, to generate a sharply defined bright-dark boundary or to hide part of the light emitted by the light-emitting diodes 410 of the first LED chip 41.
  • This mode corresponds to ⁇ game as a daytime running light.
  • FIGS. 9 and 10 schematically show the arrangement of the semiconductor light source arrangements 41 “, 42", 43 “, the light guide 2 x and the light extraction optics 3 of a retrofit lamp 1 according to the second exemplary embodiment of FIG Invention shown.
  • the retrofit lamp 1 according to the second embodiment differs from the retrofit lamp according to the first embodiment only by a different design of the semiconductor light source arrays 41 “, 42", 43 "and the resulting re ⁇ sulting change of the light guide 2".
  • the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention has three Halbleiterlichtettesnanord ⁇ voltages 41 ", 42", 43 ", which shadoweinan ⁇ are arranged in a row on the surface of the mounting ⁇ board 5 at a distance of 2 mm.
  • the The first semiconductor light source arrangement 41 is designed as an LED chip 41" with two light-emitting diodes 410 ".
  • the second semiconductor ⁇ light source assembly 42 is as an LED chip 42””is formed and the third semiconductor ⁇ light source assembly 43" having three light emitting diodes 420 is designed as a LED chip 43 'having two light emitting diodes 430 ".
  • the light emitting diodes 410 ", 420", 430 "of the three LED chips 41", 42 “, 43” are arranged in three rows perpendicular to the stacking direction of the LED chips 41 ", 42", 43 " three LED chips 41 ", 42", 43 "enclosing convex polygons or rectangles 401" with a minimum circumference measures 48.3 mm 2 .
  • the light guide 2 "of the retrofit lamp according to the second exemplary embodiment of the invention therefore has three second light guide sections 22", 23 “, 24", each of which has a first optically coupled to one of the LED chips 41 ", 42", 43 " Have end and one with the first Lichtleiterab ⁇ section 21 "connected second end.
  • the first optical fiber portion 21 'of the light guide 2 "according to the second embodiment of the invention is identical to the first light guide portion 21 of the light guide 2 according to the first embodiment of the invention be ⁇ forms.
  • the three LED chips of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention may be arranged at the corners of a triangle on the carrier and the light guide having three matched second optical fiber sections.
  • different playing in the semiconductor light source Nano ⁇ rdnonne of the above-described in detailentesbei ⁇ the number of semiconductor light source devices or the number of semiconductor light sources.
  • the reflection surface 301 of the Lichtauskoppeloptik 3 instead can be conical and formed conically truncated or more clergynab- sections of frustoconical or or and kegelför ⁇ miger geometry own.
  • the light from ⁇ coupling optics 3 may have a frustoconical lichtreflektie ⁇ Governing surface portion and an associated conical light reflecting surface portion with the same axis of rotational symmetry.
  • the retrofit of the invention may not only as a replacement for high intensity discharge lamps but with ⁇ play as well as a substitute for halogen lamps, in particular ⁇ sondere for single-filament halogen bulbs as beispielswei- se halogen lamps ECE category HL, H7, H8, H9 or Hll lamps are used.
  • the output optical system is at the end of the light guide fits so reasonable, that is the light distribution of a filament imi ⁇ advantage.

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Abstract

The invention relates to a retrofit lamp (1) for vehicle headlights comprising at least two semiconductor light source arrangements (41, 42) arranged on a carrier (5), and a common optical unit (3) for the at least two semiconductor light source arrangements (41, 42), and also an optical waveguide (2), wherein the optical waveguide (2) is configured to guide light from the at least two semiconductor light source arrangements (41, 42) to the common optical unit (3), and the optical waveguide (2) has a first optical waveguide section (21), which is coupled to the common optical unit (3), and has at least two second optical waveguide sections (22, 23), which are connected to the first optical waveguide section (21) and are respectively optically coupled to at least one semiconductor light source arrangement (41, 42) of the at least two semiconductor light source arrangements (41, 42), and wherein the optical waveguide (2) is configured in such a way that different regions of the common optical unit (3) are illuminatable with light from the at least two semiconductor light source arrangements (41, 42).

Description

RETROFIT-LAMPE UND FAHRZEUGSCHEINWERFER MIT RETROFIT- RETROFIT LAMP AND VEHICLE HEADLAMP WITH RETROFIT
LAMPE LAMP
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft eine Retrofit-Lampe für Fahrzeug¬ scheinwerfer und einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Retrofit-Lampe . The invention relates to a retrofit lamp for vehicle ¬ headlights and a vehicle headlamp with a retrofit lamp.
Der Begriff Retrofit-Lampe bezeichnet eine Lampe, die als Lichtquelle eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen bzw. Halbleiterlichtquellenanordnungen besitzt und die einen Sockel aufweist, der kompatibel mit einem Sockel einer Glühlampe oder einer Entladungslampe ist, so dass die Retrofit-Lampe als Ersatz für eine Glühlampe oder Entla¬ dungslampe in eine dem Sockel entsprechende Fassung einer Leuchte eingesetzt und betrieben werden kann. The term retrofit lamp refers to a lamp which has as light source one or more semiconductor light sources or semiconductor light source arrangements and which has a pedestal which is compatible with a base of an incandescent lamp or a discharge lamp, so that the retrofit lamp can replace a light bulb or Entla pressure discharge lamp can be inserted into a corresponding socket of the socket of a lamp and operated.
Insbesondere kann eine Retrofit-Lampe für Fahrzeugschein- werfer in eine Fassung eines Fahrzeugscheinwerfers einge¬ setzt und als Fahrzeugscheinwerferlampe betrieben werden, weil sie einen Sockel besitzt, der kompatibel mit dem So¬ ckel einer als Fahrzeugscheinwerferlampe ausgebildeten Glühlampe oder Entladungslampe ist. In particular, a retrofit lamp for Fahrzeugschein- can bowler is set ¬ into a socket of a vehicle headlight and operated as a vehicle headlamp, because it has a base which is compatible with the So ¬ ckel a recess formed as a vehicle headlamp lamp or discharge lamp.
Darstellung der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Retrofit-Lampe be¬ reitzustellen, die mit einer als Hochdruckentladungslampe ausgebildeten Fahrzeugscheinwerferlampe kompatibel ist und als Ersatz für eine derartige Lampe in einem Fahr¬ zeugscheinwerfer verwendbar ist sowie unterschiedliche Lichtverteilungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Lampe mit den Merkmalen aus dem Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestal¬ tungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. SUMMARY OF THE INVENTION It is the object of the invention to provide a retrofit lamp be ¬ riding determine which is compatible with a designed as a high-pressure discharge lamp as a vehicle headlamp and as a substitute for such a lamp in a driving ¬ generating headlight is usable as well as different light distributions possible. This object is achieved by a lamp having the features of claim 1. Particularly advantageous Ausgestal ¬ obligations of the invention are disclosed in the dependent claims. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Retrofit-Lampe ist als Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer vorgesehen und sie besitzt min¬ destens zwei, auf einem Träger angeordnete Halbleiter¬ lichtquellenanordnungen und eine gemeinsame Optik für die mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen sowie einen Lichtleiter, wobei der Lichtleiter ausgebildet ist, Licht von den mindestens zwei Halbleiterlichtquellenano¬ rdnungen zur gemeinsamen Optik zu leiten, und einen ers¬ ten Lichtleiterabschnitt besitzt, der an die gemeinsame Optik gekoppelt ist, sowie mindestens zwei zweite Licht¬ leiterabschnitte besitzt, die mit dem ersten Lichtleiter¬ abschnitt verbunden und jeweils optisch an mindestens ei¬ ne Halbleiterlichtquellenanordnung der mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnung gekoppelt sind, und wobei der Lichtleiter derart ausgebildet ist, dass unterschied¬ liche Bereiche der gemeinsamen Optik mit Licht von den mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen aus¬ leuchtbar sind. The retrofit lamp according to the invention is provided as a light source for vehicle headlights, and it possesses min ¬ least two, arranged on a support semiconductor ¬ light source assemblies and a common optics for at least two semiconductor light source arrays and a light guide, wherein the light guide is formed, light of at least two of the directing the semiconductor light source Nano ¬ rdnungen to the common optics, and has a ers ¬ th light conductor section, which is coupled to the common optics, and at least two second light ¬ conductor portions has, associated with the first light guide ¬ portion and each optically ne at least ei ¬ Semiconductor light source arrangement of the at least two semiconductor light source arrangement are coupled, and wherein the light guide is designed such that different ¬ Liche areas of the common optics with light from the at least two semiconductor light source arrangements of ¬ be illuminated d.
Aufgrund der vorgenannten Merkmale erzeugt die erfin- dungsgemäße Retrofit-Lampe während ihres Betriebs eine Lichtverteilung mit hoher Leuchtdichte und variierbarer Lichtverteilung, weil von den mindestens zwei Halbleiter¬ lichtquellenanordnungen emittiertes Licht mittels des Lichtleiters und der gemeinsamen Optik zusammengeführt wird, so dass unterschiedliche Bereiche der gemeinsamen Optik vom Licht der mindestens zwei Halbleiterlichtquel- lenanordnungen ausleuchtbar sind. Insbesondere kann dadurch beispielsweise an einem oder mehreren vorgegebe¬ nen Orten eine hohe Leuchtdichte erreicht werden und es können unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Retrofit-Lampe eine geringere thermische Belastung ihrer Komponenten, da die mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen mit größerem Abstand zueinander auf einem Träger angeordnet sein können, so dass eine geringere Erwärmung bzw. eine bessere Kühlung der Komponenten der Retrofit-Lampe ge¬ währleistet ist. Ferner kann auf effiziente Weise Licht von den Halbleiterlichtquellen der mindestens zwei Halb¬ leiterlichtquellenanordnungen der gemeinsamen Optik zuge¬ führt werden. Die zweiten Lichtleiterabschnitte gewähr- leisten jeweils eine Durchmischung und Homogenisierung von Licht, das von den zu derselben Halbleiterlichtquel- lenanordnung gehörenden Halbleiterlichtquellen emittiert und in den entsprechenden zweiten Lichtleiterabschnitt eingekoppelt wurde. Der erste Lichtleiterabschnitt dient vorzugsweise als Träger für die gemeinsame Optik und ermöglicht eine Durchmischung des Lichts aus den zweiten Lichtleiterab¬ schnitten. Der Grad der Durchmischung des Lichts aus den zweiten Lichtleiterabschnitten im ersten Lichtleiterab- schnitt hängt von der Länge des ersten Lichtleiterab- schnitts ab. Insbesondere kann der Durchmischungsgrad des Lichts aus den zweiten Lichtleiterabschnitten im ersten Lichtleiterabschnitt über die Länge des ersten Lichtlei¬ terabschnitts gesteuert werden. Beispielsweise erlaubt eine vergleichsweise große Länge des ersten Lichtleiter¬ abschnitts aufgrund der häufigen Totalreflexion des Lichts eine gute Durchmischung des Lichts aus den zweiten Lichtleiterabschnitten, während eine vergleichsweise ge¬ ringe Länge des ersten Lichtleiterabschnitts zu einer ge¬ ringen Durchmischung des Lichts aus den zweiten Lichtlei- terabschnitten im ersten Lichtleiterabschnitt führt. Der erste Lichtleiterabschnitt des Lichtleiters der erfin¬ dungsgemäßen Retrofit-Lampe besitzt vorzugsweise eine möglichst geringe Länge, um eine Durchmischung des Lichts aus unterschiedlichen zweiten Lichtleiterabschnitten weitgehend zu vermeiden. Die Konstruktion von Lichtlei¬ teranordnung und gemeinsamer Optik der erfindungsgemäßen Retrofit-Lampe ermöglicht eine einfache Halterung der ge¬ meinsamen Optik und geringe Verluste bei der Führung des von Halbleiterlichtquellen emittierten Lichts zur gemein- samen Optik. Due to the aforementioned features, the inventions dung proper retrofit lamp produces a light distribution having high luminance and diversifiable light distribution during their operation because gathered together by the at least two semiconductor ¬ light source arrays, light emitted by the light conductor and the common optical system, so that different areas of the common Optics from the light of the at least two semiconductor light sources lenanordnungen are illuminable. In particular, this high luminance can be achieved, for example, at one or more pre give ¬ NEN locations, and it can be produced different light distributions. In addition, the retrofit lamp according to the invention allows a lower thermal load on their components, since the at least two semiconductor light source arrangements can be arranged at a greater distance from each other on a support, so that a lower heating or better cooling of the components of the retrofit lamp ge ¬ guaranteed , Further, light can be from the semiconductor light sources of at least two half ¬ conductor light source arrays of the common optics supplied ¬ leads in an efficient manner. In each case, the second light guide sections ensure thorough mixing and homogenization of light which has been emitted by the semiconductor light sources belonging to the same semiconductor light source arrangement and has been coupled into the corresponding second light guide section. The first light guide section preferably serves as a carrier for the common optics and allows thorough mixing of the light from the second Lichtleiterab ¬ cut. The degree of mixing of the light from the second light guide sections in the first light guide section depends on the length of the first light guide section. In particular, the degree of mixing of the light from the second optical waveguide sections in the first optical waveguide section can be controlled over the length of the first Lichtlei ¬ terabschnitts. For example, a comparatively large length of the first light guide ¬ section allows due to the frequent total reflection of the A good mixing of the light from the second light guide sections, while a comparatively ge ¬ rings length of the first light guide section leads to a ge ¬ poor mixing of the light from the second Lichtlei- terabschnitten in the first light guide section. The first light guide portion of the light guide of the OF INVENTION ¬ to the invention retrofit lamp preferably has the smallest possible length to avoid mixing of light from different second light guide sections largely. The construction of Lichtlei ¬ teranordnung and common optics of the retrofit lamp according to the invention enables easy mounting of the ge ¬ common optics and low losses when guiding the light emitted from the semiconductor light sources light to the common optics.
Vorzugsweise ist die gemeinsame Optik in den ersten Lichtleiterabschnitt integriert, um geringe Verluste des Lichts beim Übertritt von der Lichtleiteranordnung in die Optik und eine sichere Halterung der Optik zu gewährleis- ten. Preferably, the common optics is integrated into the first optical waveguide section in order to ensure low losses of the light when it passes from the optical waveguide arrangement into the optics and secure support of the optics.
Die gemeinsame Optik weist vorzugsweise eine Lichtauskop¬ pelfläche mindestens einem kegelförmigen oder kegel¬ stumpfförmigen Lichtauskoppelflächenabschnitt auf, um ei¬ ne Lichtverteilung zu ermöglichen, die der Lichtvertei- lung einer Hochdruckentladungslampe für Fahrzeugschein¬ werfer entspricht, so dass die erfindungsgemäße Retrofit- Lampe als Ersatz für eine Hochdruckentladungslampe ver¬ wendet werden kann, die beispielsweise der ECE-Kategorie DIR, D1S, D2R, D2S, D3R, D3S, D4R, D4S, D5S, D6S, D8R, D8S oder D9S entspricht. Vorzugsweise ist der mindestens einen kegelförmige oder kegelstumpfförmige Lichtauskoppelflächenabschnitt als Re¬ flexionsfläche ausgebildet, um eine Lichtverteilung zu erzeugen, die der Lichtverteilung einer Hochdruckentla- dungslampe für Fahrzeugscheinwerfer möglichst ähnlich ist. Besonders bevorzugt besitzen für den oben genannten Zweck der erste Lichtleiterabschnitt und der mindestens eine kegelförmige oder kegelstumpfförmige Lichtauskoppel- flächenabschnitt der gemeinsamen Optik eine gemeinsame Rotationssymmetrieachse. The common optical system preferably has a Lichtauskop ¬ pelfläche at least one conical or ¬ frustum Lichtauskoppelflächenabschnitt on to allow egg ¬ ne light distribution corresponding to the light distribution of a high-pressure discharge lamp for vehicle registration ¬ bowler, so that the retrofit inventive lamp as a substitute for can be a high-pressure discharge lamp ver ¬ applies, for example, corresponds to the ECE category DIR, D1S, D2R, D2S, D3R, D3S, D4R, D4S, D5S, D6S, D8R, D8S or D9S. Preferably, the at least one conical or frusto-conical Lichtauskoppelflächenabschnitt is formed as Re ¬ flexionsfläche to produce a light distribution which is as similar as possible to the light distribution of a Hochdruckentlä- dungslampe for vehicle headlights. Particularly preferably, for the above-mentioned purpose, the first optical waveguide section and the at least one conical or frusto-conical light outcoupling section of the common optic have a common rotational symmetry axis.
Vorzugsweise weist entlang einer Längserstreckungsrich- tung des ersten Lichtleiterabschnitts die Längsabmessung der gemeinsamen Optik einen Wert im Bereich von 60 Pro¬ zent bis 99 Prozent der Längsabmessung des ersten Licht- leiterabschnitts auf, um eine Durchmischung des Lichts aus unterschiedlichen zweiten Lichtleiterabschnitten im ersten Lichtleiterabschnitt weitgehend zu vermeiden. Preferably, along a Längserstreckungsrich- processing of the first light guide section, the longitudinal dimension of the common optical system is in the range of 60 Pro ¬ center to 99 percent of the longitudinal dimension of the first light guide section to view a mixing of light from different second light conductor sections in the first light guide portion largely avoid.
Vorteilhafterweise ist eine Lichtauskoppelfläche der ge¬ meinsamen Optik kleiner als ein Oberflächenbereich des Trägers, der von den mindestens zwei Halbleiterlichtquel- lenanordnungen, inklusive eines etwaigen Abstands zwi¬ schen ihnen, belegt ist. Vorzugsweise ist die Lichtaus¬ koppelfläche der gemeinsamen Optik kleiner als die Fläche eines konvexen Polygons mit kleinstmöglichem Umfang, das die mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen um¬ schließt. Ein konvexes Polygon ist ein Vieleck, dessen Diagonalen alle in der vom Vieleck umschlossenen Fläche verlaufen . Advantageously, a light output surface of the ge ¬ common optical system is smaller than a surface area of the carrier, the lena orders of the at least two Halbleiterlichtquel-, including a possible distance Zvi ¬ rule is assigned to them. Preferably, the Lichtaus ¬ coupling surface of the common optics is smaller than the surface of a convex polygon with the smallest possible circumference, which closes the ¬ at least two semiconductor light source arrangements ¬ . A convex polygon is a polygon whose diagonals all run in the area enclosed by the polygon.
Vorteilhafterweise besitzt die erfindungsgemäße Retrofit- Lampe einen Sockel, der eine Referenzebene zur Ausrich- tung der gemeinsamen Optik definiert. Dadurch wird beim Einsatz der erfindungsgemäßen Retrofit-Lampe im Fahrzeug¬ scheinwerfer eine Ausrichtung der Lichtauskoppelfläche der gemeinsamen Optik der Retrofit-Lampe bezüglich einer optischen Achse eines Reflektors des Fahrzeugscheinwer¬ fers ermöglicht. Advantageously, the retrofit lamp according to the invention has a base which has a reference plane for alignment. definition of common optics. Thereby an alignment of the light output surface of the common optical system of the retrofit lamp with respect to an optical axis of a reflector allows the Fahrzeugscheinwer ¬ fers when using the inventive retrofit lamp in the vehicle headlight ¬.
Vorzugsweise sind die mindestens zwei Halbleiterlicht¬ quellenanordnungen der erfindungsgemäßen Retrofit-Lampe separat voneinander steuerbar. Das heißt, die Halbleiter- lichtquellen einer Halbleiterlichtquellenanordnung sind unabhängig von den Halbleiterlichtquellen einer anderen Halbleiterlichtquellenanordnung einschaltbar und aus¬ schaltbar sowie gegebenenfalls auch dimmbar. Dadurch kön¬ nen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Retrofit-Lampe auf einfache Weise unterschiedliche Lichtverteilungen für verschiedene Beleuchtungsfunktionen realisiert werden. The at least two semiconductor light source arrangements of the retrofit lamp according to the invention are preferably controllable separately from one another. That is, the semiconductor light sources of a semiconductor light source assembly are independent from the semiconductor light sources of another semiconductor light source arrangement and switched ¬ switchable from and, optionally, also be dimmed. This Kings ¬ nen different light distributions for different lighting functions are realized using the retrofit lamp according to the invention in a simple way.
Die erfindungsgemäße Retrofit-Lampe ist vorzugsweise als Fahrzeugscheinwerferlampe ausgebildet . The retrofit lamp according to the invention is preferably designed as a vehicle headlamp.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugscheinwerfer weist mindes- tens eine erfindungsgemäße Retrofit-Lampe und einen Re¬ flektor mit einer optischen Achse auf, wobei die mindes¬ tens eine Retrofit-Lampe derart in dem Fahrzeugscheinwer¬ fer angeordnet ist, dass die Rotationssymmetrieachse von erstem Lichtleiterabschnitt und gemeinsamer Optik der Retrofit-Lampe in der optischen Achse des Reflektors liegt oder parallel versetzt zur optischen Achse des Re¬ flektors angeordnet ist. Kurze Beschreibung der Zeichnungen The vehicle headlamp according to the invention comprises Any artwork least an inventive retrofit lamp and a Re ¬ Flektor having an optical axis, wherein the Minim ¬ least a retrofit lamp is arranged in the Fahrzeugscheinwer ¬ fer that the rotation symmetry axis of the first light guide portion and a common optics the retrofit lamp lies on the optical axis of the reflector or in parallel offset to the optical axis of the Re ¬ reflector pre- vents is arranged. Brief description of the drawings
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to Ausführungsbei ¬ games. The figures show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Halbleiter¬ lichtquellenanordnung, Lichtleiteranordnung und gemeinsamer Optik der Retrofit-Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung Fig. 1 is a schematic representation of the semiconductor ¬ light source arrangement, light guide assembly and common optics of the retrofit lamp according to the first embodiment of the invention
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Halbleiterlichtquellenan- ordnungen und dem Träger der Retrofit-Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung 2 shows a plan view of the semiconductor light source arrangements and the carrier of the retrofit lamp according to the first exemplary embodiment of the invention in a schematic illustration
Fig. 3 eine schematische, teilweise geschnittene Dar¬ stellung einer Retrofit-Lampe mit der in Figur 1 abgebildeten Lichtleiteranordnung und gemeinsamen Optik gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung Fig. 3 is a schematic, partially cut Dar ¬ position of a retrofit lamp with the light guide assembly shown in Figure 1 and common optics according to the first embodiment of the invention
Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene Dar¬ stellung eines Fahrzeugscheinwerfers mit der in Figur 3 abgebildeten Retrofit-Lampe Fig. 4 is a schematic, partially sectioned Dar ¬ position of a vehicle headlamp with the illustrated in Figure 3 retrofit lamp
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines ersten Be¬ triebszustands des in Figur 4 abgebildeten Fahr¬ zeugscheinwerfers mit Projektionslinse und Ab¬ blendvorrichtung Fig. 5 is a schematic representation of a first operating state of the Be ¬ shown in Figure 4 driving ¬ generating headlamp with projection lens and Ab ¬ glare device
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Be¬ triebszustands des in Figur 4 abgebildeten Fahr¬ zeugscheinwerfers mit Projektionslinse und Ab¬ blendvorrichtung Fig. 7 eine schematische Darstellung eines dritten Be¬ triebszustands des in Figur 4 abgebildeten Fahr¬ zeugscheinwerfers mit Projektionslinse und Ab¬ blendvorrichtung Fig. 8 eine schematische Darstellung der Halbleiter¬ lichtquellenanordnung, Lichtleiteranordnung und gemeinsamer Optik der Retrofit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung Fig. 6 is a schematic representation of a second operating state of the Be ¬ shown in Figure 4 driving ¬ generating headlamp with projection lens and Ab ¬ glare device Fig. 7 is a schematic illustration of a third Be ¬ operating state of the depicted in Figure 4 driving ¬ generating headlamp with projection lens and Ab ¬ glare device Fig. 8 is a schematic representation of the semiconductor ¬ light source means, optical fiber arrangement and common optics of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Halbleiterlichtquellenan- Ordnungen und dem Träger der Retrofit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung 9 is a plan view of the semiconductor light source arrays and the carrier of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention in a schematic representation
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
In den Figuren 1 bis 3 sind Einzelheiten einer Retrofit- Lampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung schematisch dargestellt. Die Retrofit-Lampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient als Lichtquelle in einem Fahrzeugscheinwerfer und wird bei¬ spielsweise zum Erzeugen von Fernlicht oder Abblendlicht oder für beide vorgenannten Lichtverteilungen verwendet. Insbesondere ist die Retrofit-Lampe 1 kompatibel mit ei¬ ner Hochdruckentladungslampe der ECE-Kategorie Dls, D2s, D3s und D4s und kann daher als Ersatz für eine derartige Hochdruckentladungslampe in einem Fahrzeugscheinwerfer verwendet werden. Die Retrofit-Lampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt zwei Halbleiterlichtquellenanord- nungen 41, 42 mit jeweils drei Halbleiterlichtquellen 410, 420, einen Lichtleiter 2, eine Lichtauskoppeloptik 3, einen als Montageplatine ausgebildeten Träger 5 für die Halbleiterlichtquellenanordnungen 41, 42 und für Kom¬ ponenten 50 einer Schaltungsanordnung zum Betreiben der Halbleiterlichtquellen 410, 420, einen Sockel 6, einen Kühlkörper 7 und ein Lampengefäß 8. Details of a retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention are shown schematically in FIGS. 1 to 3. The retrofit lamp 1 according to the first embodiment of the invention serves as a light source in a vehicle headlight and is used in ¬ example, to produce high beam or low beam or for both aforementioned light distributions. In particular, the retrofit lamp 1 is compatible with egg ¬ ner high pressure discharge lamp of the ECE category Dls, D2s, D3s and D4s and can therefore be used as a replacement for such a high pressure discharge lamp in a vehicle headlight. The retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention has two semiconductor light source arrangements 41, 42, each with three semiconductor light sources 410, 420, a light guide 2, a light extraction optics 3, a support constructed as a mounting plate 5 for the semiconductor light source assemblies 41, 42 and Kom ¬ components 50 of a circuit arrangement for operating the semiconductor light sources 410, 420, a base 6, a heat sink 7 and a lamp vessel. 8
Die Halbleiterlichtquellenanordnungen der Retrofit-Lampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind als zwei LED-Chips 41, 42 ausgebildet, die jeweils drei in einer Reihe angeordnete Leuchtdioden 410 bzw. 420 auf- weisen. Die beiden LED-Chips 41, 42 sind nebeneinander mit einem Abstand von 2 mm auf der Montageplatine 5 fi¬ xiert, so dass die Halbleiterlichtquellen 410, 420 der beiden LED-Chips 41, 42 in zwei Reihen und drei Zeilen auf der Oberfläche der Montageplatine 5 angeordnet sind. Jeder LED-Chip 41, 42 hat eine Länge von 4,2 mm und eine Breite von 3,75 mm. Die insgesamt sechs Halbleiterlicht¬ quellen 410, 420 sind jeweils als Leuchtdioden ausgebil¬ det, die während des Betriebs weißes Licht emittieren. Die LED-Chips 41, 42 sind beispielsweise in Chip-on- Board-Konfiguration ausgeführt, um eine kompakte Bauweise zu gewährleisten. Die LED-Chips 41, 42 werden vorzugswei¬ se mit Gleichstrom, insbesondere mit pulsweitenmodulier- tem Gleichstrom betrieben werden. Dadurch kann die Licht¬ leistung dem Bedarf angepasst werden. Insbesondere wird dadurch beispielsweise eine Erhöhung der Lichtleistung bei Regenwetter ermöglicht. Die Leuchtdioden 410, 420 können dabei einzeln oder in Gruppen angesteuert werden. The semiconductor light source arrangements of the retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention are formed as two LED chips 41, 42, each of which has three light-emitting diodes 410 and 420 arranged in a row. The two LED chips 41, 42 are adjacent to each other with a distance of 2 mm on the mounting board 5 fi ¬ xed, so that the semiconductor light sources 410, 420 of the two LED chips 41, 42 in two rows and three rows on the surface of the mounting board 5 are arranged. Each LED chip 41, 42 has a length of 4.2 mm and a width of 3.75 mm. The total of six semiconductor light ¬ sources 410, 420 are each ausgebil ¬ det as light emitting diodes, which emit white light during operation. The LED chips 41, 42 are designed, for example, in chip-on-board configuration in order to ensure a compact design. The LED chips 41, 42 are operated vorzugswei ¬ se with direct current, in particular with pulsweitenmodulier- system DC. As a result, the light ¬ power can be adapted to the needs. In particular, this allows, for example, an increase in the light output in rainy weather. The LEDs 410, 420 can be controlled individually or in groups.
Die Montageplatine 5 ist als IMS-Leiterplatine ausgebil¬ det. Die Abkürzung IMS steht für „Insulated Metal Sub- strate". Auf der Montageplatine 5 sind zusätzlich Kompo¬ nenten 50 einer Schaltungsanordnung zum Betreiben der LED-Chips 41, 42 angeordnet und durch ebenfalls auf der Montageplatine 5 vorhandenen Leiterbahnen elektrisch kon¬ taktiert . The mounting board 5 is ausgebil ¬ det as IMS printed circuit board. The abbreviation IMS stands for "Insulated Metal sub- strate." On the mounting board 5 are additionally Comp ¬ components 50 of a circuit arrangement for operating the LED chips 41, 42 arranged and electrically kon ¬ taktiert by also on the mounting board 5 existing traces.
Der Sockel 6 weist ein Sockelgehäuse 60 auf, in dessen Innenraum die Montageplatine 5 mit den darauf montierten LED-Chips 41, 42 und Komponenten 50 der Betriebsschaltung untergebracht ist. Ein Boden des Sockelgehäuses 60 ist als metallischer Kühlkörper 7 ausgebildet, der thermisch an die LED-Chips 41, 42 und die Komponenten 50 der Be- triebsschaltung gekoppelt ist. Die Montageplatine 5 ist am Boden des Sockelgehäuses 60 und damit am Kühlkörper 7 fixiert. Der Kühlkörper 7 besitzt Kühlrippen 70, die au¬ ßerhalb des Innenraums des Sockelgehäuses 60, am Boden des Sockelgehäuses 60 angeordnet sind. Das Sockelgehäuse 60 besitzt an einer dem Boden gegenüberliegenden Deckel¬ seite einen ringförmigen Sockelflansch 61, der zur Monta¬ ge der Retrofit-Lampe 1 in der Fassung eines Fahrzeug¬ scheinwerfers dient. Im Bereich des Sockelflansches 61 weist die Deckelseite des Sockelgehäuses 60 einen Durch- bruch 63 auf. Der Sockel 6 besitzt eine Referenzebene 62, der durch eine ringscheibenförmige Oberfläche des Sockel¬ flansches 61 an der Außenseite des Sockelgehäuses 60 de¬ finiert ist . The base 6 has a base housing 60, in the interior of which the mounting board 5 is accommodated with the LED chips 41, 42 and components 50 of the operating circuit mounted thereon. A bottom of the base housing 60 is formed as a metallic heat sink 7, which is thermally coupled to the LED chips 41, 42 and the components 50 of the operating circuit. The mounting board 5 is fixed to the bottom of the base housing 60 and thus on the heat sink 7. The heat sink 7 has fins 70 which au ¬ ßerhalb of the interior of the base housing 60, located at the bottom of the base housing 60th The base housing 60 has on a bottom side opposite the lid ¬ side an annular base flange 61, which is used to Monta ¬ ge the retrofit lamp 1 in the version of a vehicle ¬ headlamp. In the region of the base flange 61, the cover side of the base housing 60 has a breakthrough 63. The base 6 has a reference plane 62, which is defined by an annular disk-shaped surface of the base ¬ flange 61 on the outside of the base housing 60 de ¬ .
Der Lichtleiter 2 ragt durch den Durchbruch 63 aus dem Sockelgehäuse 60 heraus und besitzt einen ersten Licht¬ leiterabschnitt 21 sowie zwei zweite Lichtleiterabschnit¬ te 22, 23. Die Lichtleiterabschnitte 21, 22, 23 sind je¬ weils analog zu einem Lichtwellenleiter aufgebaut und be¬ stehen aus transparentem Material, beispielsweise aus Quarzglas oder transparentem Kunststoff. Sie besitzen je¬ weils einen Kern und einen Mantel, wobei der Kern bei- spielsweise aus reinem Quarzglas besteht und der Mantel beispielsweise aus dotiertem Quarzglas besteht, so dass der Mantel der Lichtleiterabschnitte 21, 22 ,23 einen ge¬ ringeren optischen Brechungsindex als ihr Kern aufweist. Alternativ kann der Lichtleiter 2 auch aus transparentem Silikon bestehen. Die Lichtleiterabschnitte 21, 22, 23 sind starr und stabartig ausgebildet. The light conductor 2 protrudes through the opening 63 of the socket housing 60 out and has a first light ¬ conductor section 21 and two second Lichtleiterabschnit ¬ te 22, 23. The light guide sections 21, 22, 23 are each ¬ weils constructed analogously to a light waveguide and be ¬ are made of transparent material, such as quartz glass or transparent plastic. They each have ¬ weils a core and a cladding, the core examples For example, consists of pure quartz glass and the jacket consists for example of doped quartz glass, so that the jacket of the light guide sections 21, 22, 23 has a ge ¬ ringeren optical refractive index than its core. Alternatively, the light guide 2 may also be made of transparent silicone. The light guide sections 21, 22, 23 are rigid and rod-like.
Der erste Lichtleiterabschnitt 21 ist außerhalb des So¬ ckelgehäuses 60 angeordnet und kreiszylindrisch mit einem Außendurchmesser von 2 mm ausgebildet und besitzt ein erstes Ende 211, das mit den zweiten Lichtleiterabschnit¬ ten 22, 23 verbunden ist, sowie ein zweites Ende 212, an dem die Lichtauskoppeloptik 3 angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem ersten Ende 211 und dem zweiten Ende 212 des ersten Lichtleiterabschnitts 21 und damit die Länge des ersten Lichtleiterabschnitts bzw. seine Abmessung in sei¬ ner Längserstreckungsrichtung beträgt 6,0 mm. The first light guide portion 21 is disposed outside the So ¬ ckelgehäuses 60 and a circular cylindrical shape with an outer diameter of 2 mm and has a first end 211 that is connected to the second Lichtleiterabschnit ¬ th 22, 23, and a second end 212, on which the Lichtauskoppeloptik 3 is arranged. The distance between the first end 211 and the second end 212 of the first light guide section 21 and thus the length of the first light guide section or its dimension in sei ¬ ner longitudinal extension direction is 6.0 mm.
Die beiden zweiten Lichtleiterabschnitte 22, 23 besitzen jeweils ein erstes Ende 221, 231, das jeweils als Licht- eintrittsende 221 bzw. 231 für Licht von den Leuchtdioden 410, 420 der ersten Halbleiterlichtquellenanordnung 41 bzw. zweiten Halbleiterlichtquellenanordnung 42 dient und daher den Leuchtdioden 410 bzw. 420 der entsprechenden Halbleiterlichtquellenanordnung 41 bzw. 42 zugewandt ist, und ein jeweils ein zweites Ende 222, 232, das jeweils mit dem ersten Ende 211 des ersten Lichtleiterabschnitts 21 verbunden ist. The two second optical waveguide sections 22, 23 each have a first end 221, 231 which serves as light input end 221 and 231, respectively, for light from the light emitting diodes 410, 420 of the first semiconductor light source arrangement 41 and second semiconductor light source arrangement 42 and therefore the light emitting diodes 410 and 420 of the corresponding semiconductor light source arrangement 41 or 42, respectively, and a respective second end 222, 232 which is respectively connected to the first end 211 of the first light guide section 21.
Die Lichtauskoppeloptik 3 bildet eine gemeinsame Optik für die Leuchtdioden 410, 420 der beiden Halbleiterlicht- quellenanordnungen 41, 42. Die Lichtauskoppeloptik 3 wird von einem trichterartigen, kegelförmigen Hohlraum 30 im ersten Lichtleiterabschnitt 21 gebildet, der sich ausge¬ hend vom zweiten Ende 212 des ersten Lichtleiterab- schnitts 21 in Richtung seines ersten Endes 211 erstreckt und der von einer lichtreflektierenden Oberfläche 301 be¬ grenzt wird. Die Oberfläche 301 ist metallisch beschich¬ tet, um einen hohen Lichtreflexionsgrad zu gewährleisten. Die Lichtauskoppeloptik 3 ist rotationssymmetrisch bezüg¬ lich einer Rotationssymmetrieachse 300 und konisch ausge- bildet. Sie besitzt ein erstes Ende 31 und ein zweites Ende 32, wobei das erste Ende 31 der Lichtauskoppeloptik 3 näher an den Leuchtdioden 410, 420 angeordnet ist als ihr zweites Ende 32, und wobei das erste Ende 31 gegen¬ über dem zweiten Ende 32 der Lichtauskoppeloptik 3 ver- jüngt ausgebildet ist. Der Abstand zwischen den beiden Enden 31 und 32 der Lichtauskoppeloptik 3 bzw. die Abmes¬ sung der Lichtauskoppeloptik 3 in Längserstreckungsrich- tung des ersten Lichtleiterabschnitts 21 beträgt 2,2 mm. Die metallisch beschichtete, lichtreflektierende Oberflä- che 301 bildet eine Kegelmantelfläche und besitzt eine Größe von 24,0 mm2. Sie ist damit kleiner als die FlächeThe light extraction optical system 3 forms a common optical system for the light emitting diodes 410, 420 of the two semiconductor light source arrangements 41, 42. The light extraction optical system 3 becomes formed by a funnel-like, conical cavity 30 in the first light guide section 21, which extends ¬ starting from the second end 212 of the first Lichtleiterab- section 21 in the direction of its first end 211 and which is bordered by a light-reflecting surface 301 ¬ . The surface 301 is metallic beschich ¬ tet to ensure a high light reflectance. The Lichtauskoppeloptik 3 is rotationally symmetrical bezüg ¬ Lich a rotational symmetry axis 300 and forms a conical excluded. It has a first end 31 and a second end 32, wherein the first end 31 of the light extraction optics 3 is arranged closer to the LEDs 410, 420 than its second end 32, and wherein the first end 31 against ¬ over the second end 32 of the Lichtauskoppeloptik 3 is formed recessed. The distance between the two ends 31 and 32 of Lichtauskoppeloptik 3 or the dimen ¬ solution of Lichtauskoppeloptik 3 in Längserstreckungsrich- processing of the first light guide portion 21 is 2.2 mm. The metallically coated, light-reflecting surface 301 forms a conical surface and has a size of 24.0 mm 2 . It is smaller than the area
400, die von den beiden Halbleiterlichtquellenanordnungen 41, 42 auf der Oberfläche de Montageplatine 5, unter Be¬ rücksichtigung ihres Abstands, belegt ist. Die von den beiden Halbleiterlichtquellenanordnungen 41, 42 belegte Fläche 400 entspricht der Fläche eines konvexen Polygons400, which is occupied by the two semiconductor light source arrangements 41, 42 on the surface of the mounting board 5, taking into account their spacing. The area 400 occupied by the two semiconductor light source arrangements 41, 42 corresponds to the area of a convex polygon
401, insbesondere in Form eines Rechtecks, mit kleinst- möglichem Umfang, das beide Halbleiterlichtquellenanord¬ nungen 41, 42 umschließt. Die Größe der Fläche 400 be- trägt 39,9 mm2. Die Rotationssymmetrieachse 300 der Lichtauskoppeloptik 3 ist identisch zur Längs- bzw. Zylinderachse des ersten Lichtleiterabschnitts 21. Die Lage und Orientierung der Lichtauskoppeloptik 3 sind bezüglich der Referenzebene 62 des Sockels 6 ausgerichtet. Insbesondere ist die Rotati¬ onssymmetrieachse 300 der Lichtauskoppeloptik 3 senkrecht zur Referenzebene 62 des Sockels 6 ausgerichtet. Der Ab¬ stand des ersten Endes 31 der Lichtauskoppeloptik 3 zur Referenzebene 62 beträgt 25,1 mm und der Abstand des zweiten Endes 32 der Lichtauskoppeloptik 3 zur Referenz¬ ebene 62 beträgt 27,3 mm. Die Rotationssymmetrieachse 300 der Lichtauskoppeloptik 3 ist derart bezüglich der Refe¬ renzebene 62 des Sockels 6 ausgerichtet, dass sie nach dem Einbau der Retrofit-Lampe im Fahrzeugscheinwerfer mit der optischen Achse 900 des Fahrzeugscheinwerferreflek¬ tors 9 identisch ist. Alternativ kann die Rotationssym¬ metrieachse 300 der Lichtauskoppeloptik 3 derart bezüg¬ lich der Referenzebene 62 des Sockels 6 ausgerichtet sein, dass sie nach dem Einbau der Retrofit-Lampe im Fahrzeugscheinwerfer um maximal 1 mm parallel versetzt zur optischen Achse 900 des Fahrzeugscheinwerferreflek¬ tors 9, oberhalb der optischen Achse 900 des Fahrzeug¬ scheinwerferreflektors 9 angeordnet ist, um eine konvek- tionsbedingte Aufwärtskrümmung des Entladungsbogens einer Hochdruckentladungslampe zu simulieren. 401, particularly in the form of a rectangle, with smallest possible extent, the 41 surrounds both Halbleiterlichtquellenanord ¬ voltages 42nd The size of the area 400 is 39.9 mm 2 . The rotational symmetry axis 300 of the light extraction optical system 3 is identical to the longitudinal or cylindrical axis of the first optical waveguide section 21. The position and orientation of the light coupling optical system 3 are aligned relative to the reference plane 62 of the base 6. In particular, the rotation ¬ onssymmetrieachse 300 of the light extraction optics 3 is aligned perpendicular to the reference plane 62 of the base 6. From the stand ¬ the first end 31 of the Lichtauskoppeloptik 3 to the reference plane 62 is 25.1 mm and the distance of the second end 32 of the Lichtauskoppeloptik 3 for reference ¬ plane 62 is 27.3 mm. The rotational symmetry axis 300 of the Lichtauskoppeloptik 3 is such with respect to the Refe rence ¬ plane 62 of the base 6 aligned so that they 9 is identical to the installation of the retrofit lamp in the vehicle headlight with the optical axis 900 of the Fahrzeugscheinwerferreflek ¬ tors. Alternatively, the rotation symmetry ¬ metrieachse 300 of the light extraction optics 3 bezüg ¬ Lich the reference plane 62 of the base 6 be aligned so that they are parallel to the optical axis 900 of the Fahrzeugscheinwerferreflek ¬ sector 9 after installation of the retrofit lamp in the vehicle headlights by a maximum of 1 mm, is arranged above the optical axis 900 of the vehicle ¬ headlight reflector 9 in order to simulate a convection tion upward curvature of the discharge arc of a high-pressure discharge lamp.
Das Lampengefäß 8 ist rohrförmig, insbesondere hohlzy¬ lindrisch ausgebildet, besteht aus Glas oder transparen¬ tem Kunststoff und ist koaxial zum ersten Lichtleiterab¬ schnitt 21 und zur Lichtauskoppeloptik 3 angeordnet. Das Lampengefäß 8 ist mit Klemmsitz am Rand des Durchbruchs 63 am Sockelgehäuse befestigt und umschließt den Licht- leiter 2 sowie die Lichtauskoppeloptik 3. Das Lampengefäß 8 dient zum Schutz des Lichtleiters 2 und der Lichtaus¬ koppeloptik 3 vor Berührung und Beschädigung. Das aus dem Durchbruch 63 des Sockelgehäuses 60 herausragende und die Lichtauskoppeloptik 3 überragende Ende 81 des Lampengefä¬ ßes 8 ist verschlossen, um das Eindringen von Schmutz in das Lampengefäß 8 zu verhindern. Der Innenraum des Lam¬ pengefäßes 8 ist beispielsweise evakuiert oder mit Gas bzw. einem Gasgemisch gefüllt. Das Füllgas bzw. Füllgas- gemisch enthält beispielsweise Luft oder Inertgas oder eine Mischung aus Luft und Inertgas, wobei als Inertgas Stickstoff, SF6 und Edelgase sowie Mischungen davon be¬ vorzugt sind. The lamp vessel 8 is tubular, in particular formed hohlzy ¬ lindrisch, made of glass or transparen ¬ reinforced plastic, and is coaxial with the first Lichtleiterab arranged ¬ section 21 and Lichtauskoppeloptik. 3 The lamp vessel 8 is fastened to the base housing with a clamping fit at the edge of the opening 63 and encloses the light source. Ladder 2 and the light extraction optics 3. The lamp vessel 8 is used to protect the light guide 2 and the Lichtaus ¬ coupling optics 3 from contact and damage. The protruding from the opening 63 of the base housing 60 and the light extraction optics 3 superior end 81 of the Lampengefä ¬ SSE 8 is closed to prevent the ingress of dirt into the lamp vessel 8. The interior of Lam ¬ pengefäßes 8 is, for example, evacuated or filled with gas or a gas mixture. The filling gas or Füllgas- mixture contains, for example, air or inert gas or a mixture of air and inert gas, wherein the inert gas is nitrogen, SF6 and noble gases and mixtures thereof are ¬ be vorzugt.
Das Lampengefäß 8 kann eine Halterung (nicht abgebildet) für den ersten Lichtleiterabschnitt 21 der Lichtleiteran- ordnung 2 bilden. Alternativ kann eine separate Halterung (nicht abgebildet) zur Fixierung des Lichtleiters 2 auf der Montageplatine 5 vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Metallrings, der den ersten Lichtleiterab- schnitt 21 mit Klemmsitz umgibt, und mindestens zwei Be¬ festigungslaschen, die an einem Ende jeweils mit dem Be¬ festigungsring verschweißt sind und mit ihrem anderen En¬ de auf der Montageplatine 5 befestigt sind. The lamp vessel 8 can form a holder (not shown) for the first optical waveguide section 21 of the optical waveguide arrangement 2. Alternatively, a separate holder (not shown) for fixing the light guide 2 on the mounting board 5 may be provided, for example in the form of a metal ring surrounding the first Lichtleiterab- section 21 with a clamping fit, and at least two Be ¬ festigungslaschen, which at one end in each case are welded to the Be ¬ fastening ring and are fixed with their other En ¬ de on the mounting board 5.
Während des Betriebs der Retrofit-Lampe 1 erzeugen die Leuchtdioden 410, 420 weißes Licht, das in das Lichtein¬ trittsende 221 bzw. 231 des jeweiligen zweiten Lichtlei¬ terabschnitts 22 bzw. 23 eingekoppelt wird. Im Inneren des jeweiligen zweiten Lichtleiterabschnitts 22 bzw. 23 wird das eingekoppelte Licht von dem ersten LED-Chip 41 bzw. zweiten LED-Chip 42 durch innere Totalreflexion am Mantel des entsprechenden zweiten Lichtleiterabschnitts 22 bzw. 23 zum ersten Lichtleiterabschnitt 21 und zur ge¬ meinsamen Lichtauskoppeloptik 3 geleitet. Dabei wird das von den Leuchtdioden 410 bzw. 420 des jeweiligen LED- Chips 41 bzw. 42 emittierte Licht in dem entsprechenden zweiten Lichtleiterabschnitt 22 bzw. 23 durch die innere Totalreflexion weitgehend homogenisiert bevor es in den ersten Lichtleiterabschnitt 21 übertritt und auf die ge¬ meinsame Lichtauskoppeloptik 3 trifft. During operation of the retrofit lamp 1, the light emitting diodes 410 generate white light 420, which is coupled into the Lichtein ¬ enters end 221 or 231 of the respective second Lichtlei ¬ terabschnitts 22 and 23rd In the interior of the respective second optical waveguide section 22 or 23, the coupled-in light from the first LED chip 41 and / or the second LED chip 42 is transmitted by total internal reflection to the cladding of the corresponding second optical waveguide section 22 and 23, led to the first light guide portion 21 and ge ¬ common Lichtauskoppeloptik. 3 Here, the 41 and 42 respectively emitted from the LEDs 410 and 420 of the respective LED chips light in the respective second optical fiber portion 22 and 23 substantially homogenized by total internal reflection before it enters the first light guide portion 21 and my same to the ge ¬ Lichtauskoppeloptik 3 hits.
Im Bereich der Lichtauskoppeloptik 3 wird das im Inneren der Lichtleiteranordnung 2 geführte Licht beim Auftreffen auf die metallisierte Oberfläche 301 in den ersten Licht¬ leiterabschnitt 21 zurück reflektiert, so dass ein Teil dieses Lichts unter einem Winkel, der kleiner als der Winkel der Totalreflexion ist, auf die Zylindermantelflä- che des ersten Lichtleiterabschnitts 21 auftrifft und da¬ mit den ersten Lichtleiterabschnitt 21 über seine Zylin¬ dermantelfläche verlässt. In the field of Lichtauskoppeloptik 3 that is reflected inside the light guide arrangement 2 guided light when impinging on the metallized surface 301 in the first light ¬ conductor section 21 back, so that a portion of this light at an angle which is smaller than the angle of total reflection, the Zylindermantelflä- surface of the first light guide portion 21 strikes and there ¬ leaves with the first light guide section 21 of his Zylin ¬ dermantelfläche.
Der erste Lichtleiterabschnitt 21 weist eine vergleichs¬ weise geringe Länge auf, so dass das von den beiden LED- Chips 41 und 42 emittierte Licht im Bereich des ersten Lichtleiterabschnitts 21 nicht weiter homogenisiert wird. Dadurch werden zwei unterschiedliche, symmetrisch zur Symmetrieachse 300 gelegene Bereiche bzw. Kegelhälften der Lichtauskoppeloptik 3 von den Leuchtdioden 410 bzw. 420 der beiden LED-Chips 41, 42 genutzt. Das heißt, die Leuchtdioden 410 des ersten LED-Chips 41 leuchten eine erste Kegelhälfte der Lichtauskoppeloptik 3 aus und die Leuchtdioden 420 des zweiten LED-Chips 42 leuchten die zweite Kegelhälfte der Lichtauskoppeloptik 3 aus. In Figur 4 ist schematisch und teilweise geschnitten ein Fahrzeugscheinwerfer mit einer Retrofit-Lampe 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Fahrzeugscheinwerfer besitzt einen Reflektor 9 mit licht- reflektierender Reflexionsfläche 90 und optischer Achse 900. Die Reflexionsfläche 90 ist beispielsweise parabo¬ lisch oder ellipsoidförmig oder als Freiformfläche ausge¬ bildet. Die Retrofit-Lampe 1 ist mittels ihres Sockel¬ flansches 61 in einer Montageöffnung 91 des Reflektors 9 befestigt. Der Sockel 6 bzw. der Sockelflansch 61 der Retrofit-Lampe 1 und die Montageöffnung 91 des Reflektors 9 bzw. des Fahrzeugscheinwerfers weisen aufeinander abge¬ stimmte Befestigungsmittel (nicht abgebildet) auf, die eine Fixierung der Retrofit-Lampe 1 im Reflektor 9 ge- währleisten, so dass die Längsachse bzw. Rotationssymmet¬ rieachse 300 der Lichtauskoppeloptik 3 der Retrofit-Lampe 1 in der optischen Achse 900 des Reflektors 9 liegt. Die Referenzebene 62 liegt an der Außenseite des Reflektors 9 an . In den Figuren 5 bis 7 sind drei unterschiedliche Be¬ triebsarten des in Figur 4 abgebildeten Fahrzeugschein¬ werfers schematisch dargestellt. The first light guide portion 21 has a comparatively small length ¬ example, so that the 41 and 42 emitted by the two LED chips light in the first light guide portion 21 is not further homogenized. As a result, two different regions or cone halves of the light extraction optical system 3 that are symmetrical to the axis of symmetry 300 are used by the light emitting diodes 410 and 420 of the two LED chips 41, 42. That is, the light-emitting diodes 410 of the first LED chip 41 light a first cone half of the light extraction optical system 3, and the light emitting diodes 420 of the second LED chip 42 light the second cone half of the light extraction optical system 3. In FIG. 4, a vehicle headlight with a retrofit lamp 1 according to the first exemplary embodiment of the invention is shown schematically and partially in section. The vehicle headlamp has a reflector 9 having light-reflective reflecting surface 90 and the optical axis 900. The reflection surface 90 is for example parabo ¬ lisch or ellipsoidal or out as free-form surface forms ¬. The retrofit lamp 1 is fixed by means of its base ¬ flange 61 in a mounting opening 91 of the reflector 9. The base 6 or the base flange 61 of the retrofit lamp 1 and the mounting opening 91 of the reflector 9 or the vehicle headlamp have mutually abge ¬ unified fasteners (not shown), which ensure a fixation of the retrofit lamp 1 in the reflector 9 so that the longitudinal axis or Rotationssymmet ¬ rieachse 300 of Lichtauskoppeloptik 3 of the retrofit lamp 1 lies in the optical axis 900 of the reflector. 9 The reference plane 62 abuts against the outside of the reflector 9. In the figures 5 to 7 three different operating modes of the Be ¬ shown in Figure 4 vehicle registration ¬ are shown schematically pitcher.
Bei der Betriebsart gemäß der Figur 5 sind alle Leuchtdi¬ oden 410, 420 beider LED-Chips eingeschaltet, so dass das von beiden LED-Chips 41, 42 emittierte Licht über den Lichtleiter 2 und die Lichtauskoppeloptik 3 auf den Re¬ flektor 9 gelenkt wird. Die Abblendvorrichtung 901 des Fahrzeugscheinwerfers ist deaktiviert, so dass das vom Reflektor 9 reflektierte Licht eine Projektionslinse 902 des Fahrzeugscheinwerfers vollständig ausleuchtet. Diese Betriebsart entspricht beispielsweise einem Fernlicht. Bei der Betriebsart gemäß der Figur 6 sind ebenfalls alle Leuchtdioden 410, 420 beider LED-Chips 41, 42 eingeschal¬ tet, so dass das von beiden LED-Chips 41, 42 emittierte Licht über den Lichtleiter 2 und die Lichtauskoppeloptik 3 auf den Reflektor 9 gelenkt wird. Die Abblendvorrich¬ tung 901 des Fahrzeugscheinwerfers ist aktiviert, so dass das von den Leuchtdioden 420 des zweiten LED-Chips 42 emittierte und am Reflektor 9 reflektierte Licht die nachgeordnete Projektionslinse 902 des Fahrzeugscheinwer- fers nicht vollständig ausleuchtet. Mit Hilfe der Ab¬ blendvorrichtung wird eine scharf definierte Hell- Dunkelgrenze erzeugt. Diese Betriebsart entspricht bei¬ spielsweise einem Abblendlicht. In the operating mode according to FIG 5 are all Leuchtdi ¬ diodes 410, turned 420 of both the LED chip, so that the 41, light emitted from the two LED chips 42 of light via the light guide 2 and the Lichtauskoppeloptik is directed to the Re ¬ Flektor 9 3 , The dimming device 901 of the vehicle headlight is deactivated, so that the light reflected by the reflector 9 completely illuminates a projection lens 902 of the vehicle headlight. This mode corresponds to a high beam, for example. In the operating mode according to the figure 6 are also all of the LEDs 410, 420 of the two LED chips 41, 42 is stale ¬ tet, so that the 41, light emitted from the two LED chips 42 of light via the light guide 2 and the Lichtauskoppeloptik 3 to the reflector 9 is steered. The Abblendvorrich ¬ device 901 of the vehicle headlamp is activated so that the light emitted by the light emitting diodes 420 of the second LED chip 42 and reflected at the reflector 9 light does not completely illuminate the downstream projection lens 902 of the vehicle headlamp fers. With the help of Ab ¬ blend device a sharply defined bright-dark boundary is generated. This operating mode corresponds to a dipped beam in ¬ example.
Bei der Betriebsart gemäß der Figur 7 sind nur die Leuchtdioden 410 des ersten LED-Chips 41 eingeschaltet, so dass das von den Leuchtdioden 410 emittierte Licht über den Lichtleiter 2 und die Lichtauskoppeloptik 3 auf den Reflektor 9 gelenkt wird. Das von den Leuchtdioden 410 des ersten LED-Chips 41 emittierte Licht nutzt im We- sentlichen nur eine Hälfte der Lichtauskoppeloptik 3. Die nachgeordnete Projektionslinse 902 wird nur unvollständig ausgeleuchtet. Zusätzlich ist die Abblendvorrichtung 903 aktiviert, um beispielsweise eine scharf definierte Hell- Dunkelgrenze zu erzeugen oder ein Teil des von den Leuchtdioden 410 des ersten LED-Chips 41 emittierten Lichts auszublenden. Diese Betriebsart entspricht bei¬ spielsweise einem Tagfahrlicht. In the operating mode according to FIG. 7, only the light emitting diodes 410 of the first LED chip 41 are switched on, so that the light emitted by the light emitting diodes 410 is directed to the reflector 9 via the light guide 2 and the light extraction optical system 3. The light emitted by the light emitting diodes 410 of the first LED chip 41 essentially uses only one half of the light extraction optical system 3. The subordinate projection lens 902 is illuminated only incompletely. In addition, the dimming device 903 is activated in order, for example, to generate a sharply defined bright-dark boundary or to hide part of the light emitted by the light-emitting diodes 410 of the first LED chip 41. This mode corresponds to ¬ game as a daytime running light.
In den Figuren 9 und 10 ist schematisch die Anordnung der Halbleiterlichtquellenanordnungen 41", 42", 43", des Lichtleiters 2 x und der Lichtauskoppeloptik 3 einer Ret- rofit-Lampe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Retrofit-Lampe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Retrofit-Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch eine unterschiedliche Gestaltung der Halbleiter- lichtquellenanordnungen 41", 42", 43" und die daraus re¬ sultierende Änderung des Lichtleiters 2". Daher werden nachstehend nur die Halbleiterlichtquellenanordnungen 41", 42", 43" und der Lichtleiter 2" der Retrofit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel näher erläutert und für die Beschreibung der anderen Komponenten der Retro- fit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Er¬ findung auf die Beschreibung der entsprechenden Komponen¬ ten der Retrofit-Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung verwiesen. Die Retrofit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt drei Halbleiterlichtquellenanord¬ nungen 41", 42", 43", die auf der Oberfläche der Montage¬ platine 5 mit einem Abstand von jeweils 2 mm nebeneinan¬ der in einer Reihe angeordnet sind. Die erste Halbleiter- lichtquellenanordnung 41" ist als LED-Chip 41" mit zwei Leuchtdioden 410" ausgebildet. Die zweite Halbleiter¬ lichtquellenanordnung 42" ist als LED-Chip 42" mit drei Leuchtdioden 420" ausgebildet und die dritte Halbleiter¬ lichtquellenanordnung 43" ist als LED-Chip 43" mit zwei Leuchtdioden 430" ausgebildet. Die Leuchtdioden 410", 420", 430" der drei LED-Chips 41", 42", 43" sind in drei Reihen senkrecht zur Aneinanderreihungsrichtung der LED- Chips 41", 42", 43" angeordnet. Die Fläche 400" eines die drei LED-Chips 41", 42", 43" umschließenden konvexen Po- lygons bzw. Rechtecks 401" mit minimalem Umfang misst 48,3 mm2. Der Lichtleiter 2" der Retrofit-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt daher drei zweite Lichtleiterabschnitte 22", 23", 24", die jeweils ein an einen der LED-Chips 41", 42", 43" optisch gekop- peltes erstes Ende und ein mit dem ersten Lichtleiterab¬ schnitt 21" verbundenes zweites Ende besitzen. Der erste Lichtleiterabschnitt 21" des Lichtleiters 2" gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist identisch zum ersten Lichtleiterabschnitt 21 des Lichtleiters 2 ge- mäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausge¬ bildet . FIGS. 9 and 10 schematically show the arrangement of the semiconductor light source arrangements 41 ", 42", 43 ", the light guide 2 x and the light extraction optics 3 of a retrofit lamp 1 according to the second exemplary embodiment of FIG Invention shown. The retrofit lamp 1 according to the second embodiment differs from the retrofit lamp according to the first embodiment only by a different design of the semiconductor light source arrays 41 ", 42", 43 "and the resulting re ¬ sulting change of the light guide 2". Therefore, only the semiconductor light source assemblies 41 ", 42", 43 "and the optical waveguide 2" of the retrofit lamp according to the second embodiment will be hereinafter explained in more detail and the description of the other components of the retrofit lamp according to the second exemplary embodiment of the ¬ invention refer to the description of the corresponding Components ¬ th the retrofit lamp according to the first Ausführungsbei ¬ play of the invention. The retrofit lamp according to the second embodiment of the invention has three Halbleiterlichtquellenanord ¬ voltages 41 ", 42", 43 ", which nebeneinan ¬ are arranged in a row on the surface of the mounting ¬ board 5 at a distance of 2 mm. The The first semiconductor light source arrangement 41 "is designed as an LED chip 41" with two light-emitting diodes 410 ". The second semiconductor ¬ light source assembly 42 "is as an LED chip 42""is formed and the third semiconductor ¬ light source assembly 43" having three light emitting diodes 420 is designed as a LED chip 43 'having two light emitting diodes 430 ". The light emitting diodes 410 ", 420", 430 "of the three LED chips 41", 42 ", 43" are arranged in three rows perpendicular to the stacking direction of the LED chips 41 ", 42", 43 " three LED chips 41 ", 42", 43 "enclosing convex polygons or rectangles 401" with a minimum circumference measures 48.3 mm 2 . The light guide 2 "of the retrofit lamp according to the second exemplary embodiment of the invention therefore has three second light guide sections 22", 23 ", 24", each of which has a first optically coupled to one of the LED chips 41 ", 42", 43 " Have end and one with the first Lichtleiterab ¬ section 21 "connected second end. The first optical fiber portion 21 'of the light guide 2 "according to the second embodiment of the invention is identical to the first light guide portion 21 of the light guide 2 according to the first embodiment of the invention be ¬ forms.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung. The invention is not limited to the above-described embodiments of the invention.
Beispielsweise können die drei LED-Chips der Retrofit- Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung an den Ecken eines Dreiecks auf dem Träger angeordnet sein und der Lichtleiter drei darauf abgestimmte zweite Lichtleiterabschnitte aufweisen. Außerdem kann die Anzahl der Halbleiterlichtquellenanordnungen oder die Anzahl der Halbleiterlichtquellen in den Halbleiterlichtquellenano¬ rdnungen von den oben näher beschriebenen Ausführungsbei¬ spielen abweichen. Ferner kann die Reflexionsfläche 301 der Lichtauskoppeloptik 3 statt kegelförmig auch kegel- stumpfförmig ausgebildet sein oder mehrere Flächenab- schnitte mit kegelstumpfförmiger oder bzw. und kegelför¬ miger Geometrie besitzen. Insbesondere kann die Lichtaus¬ koppeloptik 3 einen kegelstumpfförmigen lichtreflektie¬ renden Oberflächenabschnitt und einen damit verbundenen kegelförmigen lichtreflektierenden Oberflächenabschnitt mit identischer Rotationssymmetrieachse besitzen. Außerdem kann die erfindungsgemäße Retrofitlampe nicht nur als Ersatz für Hochdruckentladungslampen sondern bei¬ spielsweise auch als Ersatz für Halogenglühlampen, insbe¬ sondere für Ein-Faden-Halogenglühlampen wie beispielswei- se Halogenglühlampen der ECE-Kategorien Hl-, H7-, H8-, H9- oder Hll-Lampen verwendet werden. In diesem Fall ist die Auskoppeloptik am Ende des Lichtleiters derart ange- passt, dass sei die Lichtverteilung einer Glühwendel imi¬ tiert . For example, the three LED chips of the retrofit lamp according to the second embodiment of the invention may be arranged at the corners of a triangle on the carrier and the light guide having three matched second optical fiber sections. Also, different playing in the semiconductor light source Nano ¬ rdnungen of the above-described in detail Ausführungsbei ¬ the number of semiconductor light source devices or the number of semiconductor light sources. Further, the reflection surface 301 of the Lichtauskoppeloptik 3 instead can be conical and formed conically truncated or more Flächenab- sections of frustoconical or or and kegelför ¬ miger geometry own. In particular, the light from ¬ coupling optics 3 may have a frustoconical lichtreflektie ¬ Governing surface portion and an associated conical light reflecting surface portion with the same axis of rotational symmetry. In addition, the retrofit of the invention may not only as a replacement for high intensity discharge lamps but with ¬ play as well as a substitute for halogen lamps, in particular ¬ sondere for single-filament halogen bulbs as beispielswei- se halogen lamps ECE category HL, H7, H8, H9 or Hll lamps are used. In this case, the output optical system is at the end of the light guide fits so reasonable, that is the light distribution of a filament imi ¬ advantage.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Retrofit-Lampe 1 retrofit lamp
2, 2" Lichtleiteranordnung  2, 2 "light guide arrangement
21, 21" erster Lichtleiterabschnitt 211 erstes Ende des ersten Licht¬ leiterabschnitts 21, 21 "first light guide section 211 first end of the first light ¬ conductor section
212 zweites Ende des ersten  212 second end of the first
Lichtleiterabschnitts  Light pipe section
22, 23 zweite Lichtleiterabschnitte 22", 23" zweite Lichtleiterabschnitte 22, 23 second optical fiber sections 22 ", 23" second optical fiber sections
221, 231 erste Enden der zweiten 221, 231 first ends of the second
Lichtleiterabschnitte  Light guide sections
222, 232 zweite Enden der zweiten  222, 232 second ends of the second
Lichtleiterabschnitte  Light guide sections
3 Lichtauskoppeloptik 3 light extraction optics
30 kegelförmiger Hohlraum 30 conical cavity
300 RotationsSymmetrieachse 300 rotational symmetry axis
301 lichtreflektierende Oberflä¬ che der Lichtauskoppeloptik 31 erstes Ende der Lichtauskop¬ peloptik 301 light-reflecting Oberflä ¬ che Lichtauskoppeloptik the first end 31 of the Lichtauskop ¬ peloptik
32 zweites Ende der Lichtauskop¬ peloptik 32 second end of the Lichtauskop ¬ peloptik
400, 400" Fläche des konvexen Polygons 401, 401" konvexes Polygon  400, 400 "area of the convex polygon 401, 401" convex polygon
41, 42 LED-Chip 41, 42 LED chip
410, 420 Leuchtdioden 410, 420 LEDs
410", 420", 430 Leuchtdioden 410 ", 420", 430 LEDs
5 Montageplatine 5 mounting board
6 Sockel 6 sockets
61 Sockelflansch 62 Referenzebene 61 Base flange 62 reference level
7 Kühlkörper  7 heat sink
70 Kühlrippen 70 cooling fins
8 Lampengefäß  8 lamp vessel
81 Lampengefäßende 81 Lamp vessel end
9 Reflektor  9 reflector
90 Reflexionsfläche des Reflek¬ tors 90 reflection surface of the reflector ¬ sector
900 optische Achse  900 optical axis
901 Abblendvorrichtung 901 dimming device
902 Projektionslinse  902 projection lens
91 Montageöffnung des Reflektors  91 Mounting opening of the reflector

Claims

Patentansprüche claims
Retrofit-Lampe (1) für Fahrzeugscheinwerfer mit min¬ destens zwei auf einem Träger (5) angeordneten Halb¬ leiterlichtquellenanordnungen (41, 42) und einer ge¬ meinsamen Optik (3) für die mindestens zwei Halb¬ leiterlichtquellenanordnungen (41, 42) sowie einem Lichtleiter (2), wobei der Lichtleiter (2) ausgebil¬ det ist, Licht von den mindestens zwei Halbleiter¬ lichtquellenanordnungen (41, 42) zur gemeinsamen Op¬ tik (3) zu leiten, und der Lichtleiter (2) einen ers¬ ten Lichtleiterabschnitt (21) besitzt, der an die ge¬ meinsame Optik (3) gekoppelt ist, und mindestens zwei zweite Lichtleiterabschnitte (22, 23) besitzt, die mit dem ersten Lichtleiterabschnitt (21) verbunden und jeweils optisch an mindestens eine Halbleiter¬ lichtquellenanordnung (41, 42) der mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen ( 41 , 42) gekoppelt sind, und wobei der Lichtleiter (2) derart ausgebil¬ det ist, dass unterschiedliche Bereiche der gemeinsa¬ men Optik (3) mit Licht von den mindestens zwei Halb¬ leiterlichtquellenanordnungen (41, 42) ausleuchtbar sind . Retrofit lamp (1) for vehicle headlights with min ¬ least two on a support (5) arranged half ¬ conductor light source arrays (41, 42) and a ge ¬ common optics (3) for the at least two half ¬ conductor light source arrays (41, 42) and a light guide (2), wherein the light guide (2) is ausgebil ¬ det of guiding light from the at least two semiconductor ¬ light source arrays (41, 42) for common Op ¬ tik (3), and the light guide (2) an ERS ¬ th optical waveguide section (21) which is coupled to the ge ¬ my same optics (3), and at least two second light guide sections (22, 23), connected to said first optical waveguide section (21) and each optically coupled to at least one semiconductor ¬ light source assembly (41, 42) of the at least two semiconductor light source assemblies (41, 42) are coupled, and wherein the light guide (2) is such ausgebil ¬ det that different regions of the common ¬ men optics (3) with light from the at least two semi ¬ leiterlichtquellenanordnungen (41, 42) are illuminable.
Retrofit-Lampe nach Anspruch 1, wobei die gemeinsame Optik (3) in den ersten Lichtleiterabschnitt (21) in¬ tegriert ist. Retrofit lamp according to claim 1, wherein the common optics (3) in the first light guide section (21) in ¬ tegriert is.
Retrofit-Lampe nach Anspruch 2, wobei die gemeinsame Optik (3) eine Lichtauskoppelfläche (301) mit mindes¬ tens einen kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Lichtauskoppelflächenabschnitt besitzt . Retrofit-Lampe nach Anspruch 3, wobei die Lichtaus¬ koppelfläche (301) als Reflexionsfläche ausgebildet ist . Retrofit lamp according to claim 2, wherein the common optical system (3) has a light outcoupling surface (301) with Minim ¬ least a conical or frustoconical Lichtauskoppelflächenabschnitt. Retrofit lamp according to claim 3, wherein the Lichtaus ¬ coupling surface (301) is designed as a reflection surface.
Retrofit-Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wo¬ bei eine Lichtauskoppelfläche (301) der gemeinsamen Optik (3) und der erste Lichtleiterabschnitt (21) ei¬ ne gemeinsame Rotationssymmetrieachse (300) besitzen. Retrofit lamp according to one of claims 2 to 4, where ¬ at a light output surface (301) of the common optical system (3) and the first optical fiber section (21) ei ¬ ne common rotational symmetry axis (300) have.
Retrofit-Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wo¬ bei entlang einer Längserstreckungsrichtung des ers¬ ten Lichtleiterabschnitts (21) die Längsabmessung der gemeinsamen Optik (3) einen Wert im Bereich von 60 bis 99 Prozent der Längsabmessung des ersten Licht¬ leiterabschnitts (21) aufweist. Retrofit lamp according to one of claims 2 to 5, where ¬ at along a longitudinal direction of the f ¬ th light guide portion (21), the longitudinal dimension of the common optical system (3) (a value in the range of 60 to 99 percent of the longitudinal dimension of the first light ¬ conductor portion 21).
Retrofit-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wo¬ bei die mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanord- nungen (41, 42) separat voneinander steuerbar sind. Retrofit lamp according to one of claims 1 to 6, where ¬ in the at least two Halbleitlichtquellenanord- tions (41, 42) are separately controllable.
Retrofit-Lampe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Lichtauskoppelfläche (301) der gemeinsamen Optik (3) kleiner ist als ein Oberflächenbereich (400) des Trägers (5), der von den mindestens zwei Halbleiterlichtquellenanordnungen (41, 42) belegt ist . Retrofit lamp (1) according to one of claims 3 to 7, wherein the light output surface (301) of the common optical system (3) is smaller than a surface region (400) of the carrier (5) of the at least two semiconductor light source arrays (41, 42 ) is occupied.
Retrofit-Lampe nach Anspruch 8, wobei der Oberflä¬ chenbereich (400) des Trägers (5) durch die Fläche eines konvexen Polygons (401) mit kleinstmöglichem Umfang definiert ist, das die mindestens zwei Halb¬ leiterlichtquellenanordnungen (41, 42) umschließt. Retrofit-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wo¬ bei die Retrofit-Lampe (1) einen Sockel (6) aufweist, der eine Referenzebene (62) zur Ausrichtung der ge¬ meinsamen Optik (3) definiert. Retrofit lamp according to claim 8, wherein the Oberflä ¬ chenbereich (400) of the carrier (5) by the area of a convex polygon (401) is defined with the smallest possible extent, which encloses the at least two half ¬ conductor light source arrays (41, 42). Retrofit lamp according to one of claims 1 to 9, where ¬ at the retrofit lamp (1) has a base (6) defining a reference plane (62) for aligning the ge ¬ common optics (3).
Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Retrofit- Lampe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Vehicle headlamp with at least one retrofit lamp (1) according to one of claims 1 to 10.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 11, wobei der Fahrzeugscheinwerfer einen Reflektor (9) mit einer optischen Achse (900) besitzt und die mindestens eine Retrofit-Lampe (1) derart in dem Fahrzeugscheinwerfer angeordnet ist, dass die Rotationssymmetrieachse (300) von erstem Lichtleiterabschnitt (21) und ge¬ meinsamer Optik (3) der Retrofit-Lampe (1) in der op¬ tischen Achse (900) des Reflektors (9) liegt oder pa¬ rallel versetzt zur optischen Achse (900) des Reflek¬ tors (9) angeordnet ist. Vehicle headlight according to claim 11, wherein the vehicle headlight has a reflector (9) with an optical axis (900) and the at least one retrofit lamp (1) is arranged in the vehicle headlight such that the rotational symmetry axis (300) of the first optical fiber section (21). and ge ¬ my industrious optics (3) of the retrofit lamp (1) is located in the op ¬ tables axis (900) of the reflector (9) or pa ¬ rallel arranged offset to the optical axis (900) of the reflectors ¬ gate (9) ,
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