DE102010041096A1

DE102010041096A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102010041096A1
Application number: DE102010041096A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hager; Oliver Hering; Ralf Vollmer
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: DE102010041096B4; US20130194816A1; CN102933895A; WO2012038173A1; US9157595B2; CN102933895B

Abstract

Die Leuchtvorrichtung (1) weist mindestens eine erste Lichtquellengruppe (4) mit mindestens einer Lichtquelle (3) und eine zweite Lichtquellengruppe (6) mit mindestens einer Lichtquelle (5) auf, sowie mindestens einen Reflektor (8), welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der ersten Lichtquellengruppe (4) abgestrahltes Licht (L1) zu einer optischen Ebene (E) zu reflektieren und mindestens ein Lichtleitelement (9), welches dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der zweiten Lichtquellengruppe einabgestrahltes Licht (L2) zu der optischen Ebene (E) zu leiten, wobei das Lichtleitelement (9) als eine Blende für von dem Reflektor (8) reflektiertes Licht (L1, L2) eingerichtet und angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere Automobil-Leuchtvorrichtung, welche eine Lichtquellengruppe mit mindestens einer Lichtquelle aufweist, als auch einen Reflektor aufweist, welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der Lichtquellengruppe abgestrahltes Licht zu einer optischen Ebene zu reflektieren.
DE 10 2008 015 510 A1 offenbart eine Leuchteneinheit eines Fahrzeugscheinwerfers, aufweisend: eine Projektorlinse mit einer optischen Achse; eine Lichtquelle, die aus einem Halbleiter-Lichtemitterelement besteht; einen ersten Reflektor, der Licht von der Lichtquelle so reflektiert, dass das Licht auf der optischen Achse oder in deren Nähe gesammelt wird; und eine Abschirmung, die zwischen der Lichtquelle und der Projektorlinse so angeordnet ist, dass sie sich in Richtung der optischen Achse erstreckt. Die Abschirmung schirmt einen Teil des von dem ersten Reflektor reflektierten Lichts ab. In der Leuchteneinheit des Fahrzeugscheinwerfers erstreckt sich eine Abschirmoberfläche von einem vorderen Ende der Abschirmung aus nach hinten, wo die Abschirmung in der Nähe eines rückwärtigen Brennpunkts der Projektorlinse angeordnet ist. Die Abschirmoberfläche dient als ein zweiter Reflektor, der Licht von dem ersten Reflektor zu der Projektorlinse reflektiert. Weiterhin ist ein transparenter Abschnitt auf einem Teil des zweiten Reflektors so vorgesehen, dass ein Teil des Lichts, das von dem ersten Reflektor reflektiert wird, nach unterhalb des rückwärtigen Brennpunkts der Projektorlinse gelangt, und dann auf die Projektorlinse auftrifft.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung, insbesondere Automobil-Leuchtvorrichtung, bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet, und insbesondere eine kompakte und robuste Leuchtvorrichtung mit einem wahlweise änderbaren Lichtverteilungsmuster bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine erste Lichtquellengruppe mit mindestens einer Lichtquelle und eine zweite Lichtquellengruppe mit mindestens einer Lichtquelle, sowie mindestens einen Reflektor, welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der ersten Lichtquellengruppe abgestrahltes Licht zu einer optischen Ebene zu reflektieren, und ferner mindestens ein Lichtleitelement, welches dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der zweiten Lichtquellengruppe abgestrahltes Licht zu der optischen Ebene zu leiten, wobei das Lichtleitelement als eine Blende für von dem Reflektor reflektiertes Licht eingerichtet und angeordnet ist.
Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass durch die zweite Lichtquellengruppe ein Lichtbündel an der optischen Ebene (oder Zwischenebene) erzeugt werden kann, welches nicht abgeschattet ist und welches durch das Lichtleitelement präzise formbar ist. Es ergibt sich der weitere Vorteil, dass das Lichtleitelement selbst als eine Blende oder Shutter für das von der ersten Lichtquellengruppe über den Reflektor reflektierte Licht dient und dadurch auf eine gesonderte Blende verzichtet werden kann. Durch die Blendenfunktion des Lichtleitelements kann beispielsweise eine scharfe Hell/Dunkel-Grenze erzeugt werden. Durch den Reflektor wiederum wird ein flexibel gestaltbares, auch weit auffächerbares, Lichtbündel mit einer gezielt einstellbaren Helligkeitsverteilung ermöglicht.
Diese Leuchtvorrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Lichtquellengruppen wahlweise zu aktivieren, so dass auf eine sehr kompakte Weise verschiedene Lichtverteilungen realisierbar sind. Die erste Lichtquellengruppe kann somit eine oder mehrere gemeinsam aktivierbare Lichtquellen aufweisen, analog kann die zweite Lichtquellengruppe eine oder mehrere gemeinsam aktivierbare Lichtquellen aufweisen. Die Lichtquellengruppen sind wahlweise aktivierbar, und zwar einzeln und/oder in Kombination.
Jedoch ist die Leuchtvorrichtung nicht auf zwei Lichtquellengruppen beschränkt, sondern kann noch weitere Lichtquellengruppen aufweisen. Insbesondere kann Licht von einer oder mehreren weiteren Lichtquellengruppen auf den Reflektor gestrahlt werden oder durch ein weiteres Lichtleitelement zu der optischen Ebene geführt werden. So lassen sich noch weitere Lichtverteilungen realisieren.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens ein optisches Abbildungselement zum Abbilden der optischen Ebene aufweist. Das Abbildungselement ist somit der optischen Ebene nachgeschaltet. Das in der optischen Ebene erzeugte Bild wird mittels der Lichtquellengruppen einzeln oder in Kombination erzeugt. Das mindestens eine Abbildungselement kann beispielsweise eine Linse und/oder einen Kollimator umfassen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement dazu eingerichtet ist, Licht im Wesentlichen senkrecht auf die optische Ebene zu leiten. Dadurch kann eine hohe Lichtintensität entlang einer optischen Achse der Leuchtvorrichtung erreicht werden, beispielsweise zur Erzeugung eines weitstrahlenden Fernlichtanteils eines Scheinwerfers. Jedoch ist die Leuchtvorrichtung nicht darauf beschränkt, und das Lichtleitelement kann das von der zweiten Lichtquellengruppe ausgestrahlte Licht auch schräg auf die optische Ebene lenken, jedoch nicht parallel zu der optischen Ebene. Es ist eine Weiterbildung, dass der Winkel des von dem mindestens einen optischen Lichtleitelement auf die optische Ebene abgestrahlten Lichts in Bezug auf eine Flächennormale der optischen Ebene nicht mehr als 45 Grad beträgt, insbesondere nicht mehr als 30 Grad, insbesondere nicht mehr als 10 Grad.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Reflektor und das Lichtleitelement im Wesentlichen an der optischen Ebene enden. Dadurch kann eine besonders präzise Strahlführung und Bildaufbau in der optischen Ebene erreicht werden.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement zumindest in einem Bereich verspiegelt ist, an welchem es von der ersten Lichtquellengruppe mit Licht bestrahlbar ist. Dies ergibt den Vorteil, dass Licht von der ersten Lichtquellengruppe nicht in das Lichtleitelement einkoppeln kann und somit eine Lichtführung des Lichts der beiden Lichtquellengruppen getrennt bleibt, was eine Bildschärfe verbessert.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Lichtleitelement dazu eingerichtet und angeordnet ist, mit seinem verspiegelten Bereich von der ersten Lichtquellengruppe einfallendes Licht auf den Reflektor zu reflektieren. So kann eine Lichtausbeute erhöht werden.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Lichtleitelement (bis auf einen Lichteintrittsbereich oder Lichteintrittsfläche zum Einkoppeln des von der zweiten Lichtquellengruppe abgestrahlten Lichts und bis auf einen Lichtaustrittsbereich oder Lichtaustrittsfläche zum Auskoppeln des geleiteten Lichts zu der optischen Ebene) im Wesentlichen vollständig verspiegelt ist. Dadurch kann eine Fremdeinkopplung von Licht, welches nicht von der zweiten Lichtquellengruppe erzeugt wird, besonders wirkungsvoll verhindert werden. Zudem kann durch die Verspiegelung auch ein Lichtverlust von durch das Lichtleitelement geführtem Licht verringert werden, beispielsweise, falls das in dem Lichtleitelement geführte Licht mit lediglich einer inneren Totalreflexion signifikante Verluste erleiden würde. In anderen Worten kann durch die Verspiegelung dann eine weniger effektive innere Totalreflexion ausgeglichen werden.
Jedoch braucht das Lichtleitelement nicht verspiegelt zu sein, sondern kann eine Lichtführung auch alleine durch innere Totalreflexion ermöglichen. Auch kann ein Einfall von Licht von der ersten Lichtquellengruppe durch eine äußere Totalreflexion verhindert werden.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtleitelement mindestens ein nicht-abbildendes optisches Element umfasst. Ein nicht-abbildendes optisches Element weist den Vorteil auf, dass es eine hohe Strahlungskonzentration unter Erhaltung des Etendue ermöglicht. Auch wird eine hochgradig gleichmäßige Ausleuchtung am Lichtaustrittsbereich erlangt.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine nicht-abbildende optische Element mindestens einen Lichtwellenleiter umfasst. Der Lichtwellenleiter ermöglicht eine präzise Heranführung des Lichts an die optische Ebene und gegebenenfalls eine genau definierte Strahlaufweitung. Zudem kann ein Lichtwellenleiter designtechnisch flexibel ausgestaltet werden und ist zudem vergleichsweise preiswert herstellbar.
Es ist eine alternative oder (für den Fall mehrerer Lichtquellengruppen, deren Licht durch ein jeweiliges Lichtleitelement zu der optischen Ebene geführt wird) zusätzliche Ausgestaltung, dass das mindestens eine nicht-abbildende optische Element mindestens einen Konzentrator umfasst. Die Konzentratoren ermöglichen eine besonders gute Lichtausbeute. Der mindestens eine Konzentrator kann beispielsweise einen zusammengesetzten parabolischen Konzentrator (CPC; „Compound Parabolic Concentrator”) oder einen zusammengesetzten elliptischen Konzentrator (CEC; „Compound Elliptical Concentrator”) umfassen.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der ersten Lichtquellengruppe mindestens ein Umlenkelement nachgeschaltet ist, welches auf das Lichtleitelement gerichtetes Licht auf den Reflektor umleitet. Dadurch kann eine Einstrahlung von Licht der ersten Lichtquellengruppe auf den Lichtleiter, und damit eine mögliche Einkopplung von Störlicht, unterdrückt werden. Zudem ist so eine separate Ausgestaltung oder Formung des von der ersten Lichtquellengruppe abgestrahlten Lichts oder Lichtbündels und der Form des Lichtleitelements möglich, was eine höhere Designflexibilität ermöglicht. Das Umlenkelement kann beispielsweise ein Reflektor, insbesondere miniaturisierter Reflektor, sein.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Lichtquelle der ersten Lichtquellengruppe und die mindestens eine Lichtquelle der zweiten Lichtquellengruppe senkrecht auf die optische Ebene ausgerichtet sind. Dies ermöglicht beispielsweise eine besonders einfache Ausgestaltung des Lichtleitelements als Konzentrator. Insbesondere für diesen Fall kann der ersten Lichtquellengruppe (d. h., der zugehörigen mindestens einen Lichtquelle) ein Umlenkelement nachgeschaltet sein, um einen hohen Anteil des von der ersten Lichtquellengruppe abgestrahlten Lichts auf den Reflektor zu lenken und eine direkte Abstrahlung auf die optische Ebene (welche insbesondere auf einer Reflektoröffnung liegen kann) zu unterdrücken.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Lichtquelle der ersten Lichtquellengruppe und die mindestens eine Lichtquelle der zweiten Lichtquellengruppe parallel zu der optischen Ebene ausgerichtet sind. Dadurch wird eine Anstrahlung des Reflektors vereinfacht, beispielsweise durch einen Verzicht auf ein Umlenkelement.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Lichtquelle der ersten Lichtquellengruppe und die mindestens eine Lichtquelle der zweiten Lichtquellengruppe Halbleiterlichtquellen sind.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquellen mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat (”Submount”) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquellen z. B. eine Laserdiode sein.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Automobil-Leuchtvorrichtung (d. h., eine Leuchtvorrichtung, welche insbesondere im Automobilbereich Verwendung findet) ist. Die Automobil-Leuchtvorrichtung kann insbesondere ein Scheinwerfer sein. Die erste Lichtquellengruppe kann dann insbesondere ein Abblendlicht erzeugen, wobei ein in dem optischen Pfad des von der ersten Lichtquellengruppe erzeugten Lichts das Lichtleitelement als Blende zur Erzeugung einer zugehörigen Hell/Dunkel-Grenze dient. Für die Abblendlichtfunktion sind die Lichtquellen der zweiten Lichtquellengruppe ausgeschaltet.
Für eine Erzeugung eines Fernlichts mittels der gleichen Leuchtvorrichtung werden die Lichtquellen der zweiten Lichtquellengruppe hinzugeschaltet, welche einen Bereich ausleuchten können, der aufgrund der Blendenwirkung durch das Lichtleitelement von der ersten Lichtquellengruppe nicht ausgeleuchtet wird.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Lichtleitelement einer Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
1 zeigt eine Leuchtvorrichtung 1 in Form eines Automobilscheinwerfers. Die Leuchtvorrichtung 1 weist ein Substrat in Form einer Leiterplatte 2 auf, welche mit mindestens einer Leuchtdiode 3 einer ersten Lichtquellengruppe 4 und mit mindestens einer Leuchtdiode 5 einer zweiten Lichtquellengruppe 6 bestückt ist. Die mindestens eine Leuchtdiode 3 und die mindestens eine Leuchtdiode 5 können gleicher oder unterschiedlicher Art sein.
Das Substrat 2 liegt waagerecht (d. h., in einer (y, z)-Ebene), so dass die Leuchtdioden 3 und 5 senkrecht ausgerichtet sind (d. h., in x-Richtung). In anderen Worten ist die optische Achse oder Symmetrieachse der von den Leuchtdioden 3 und 5 erzeugten Lichtbündel vertikal ausgerichtet. Während die Leuchtdioden 3, 5 an der Vorderseite des Substrats 2 angebracht sind, kann die Rückseite des Substrats 2 auf einem Kühlkörper 7 aufliegen.
In Abstrahlrichtung des von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichts L1, d. h., in einem optischen Pfad des von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichtbündels, befindet sich ein Reflektor 8. Der Reflektor 8 überwölbt hier die Leuchtdioden 3. Dadurch wird ein Großteil des von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichts direkt auf den Reflektor 8 auftreffen und von dort in Richtung einer Zwischenebene oder optischen Ebene E seitlich abgelenkt.
Die optische Ebene E stimmt hier mit einem Rand des Reflektors 8 und damit mit dessen Lichtaustrittsebene überein.
Das von dem Reflektor 8 reflektierte Licht läuft größtenteils direkt auf die optische Ebene E zu, und zwar nach unten gerichtet. Dadurch kann beispielsweise ein für ein Abblendlicht benötigtes Lichtverteilungsmuster erzeugt werden. Jedoch trifft ein Teil des von dem Reflektor 8 reflektierten Lichts auch auf einen Lichtleiter 9. Der Lichtleiter 9 dient somit als ein Blendenelement für das von dem Reflektor 8 reflektierte Licht L1. Folglich kann durch das Lichtleitelement 9 eine Hell/Dunkel-Grenze geschaffen werden, welche durch eine vordere obere Kante 20 des Lichtleitelements 9 gebildet wird.
Für eine erhöhte Lichtausbeute und um zu verhindern, dass das von dem Reflektor 8 reflektierte Licht L1 in das Lichtleitelement 9 eintreten kann, weist das Lichtleitelement 9 zumindest an seiner Oberseite eine spiegelnde Schicht 10 auf. Die spiegelnde Schicht 10 bewirkt auch, dass von der Leuchtdiode 3 seitlich direkt auf das Lichtleitelement 9 abgestrahltes Licht L1 auf den Reflektor 8 reflektiert und von dort wieder in Richtung der optischen Ebene E reflektiert wird. Die Leuchtvorrichtung 1 kann so ausgestaltet und angeordnet sein, dass ein Anteil des von der Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichts direkt auf die optische Ebene E gestrahlt wird. Alternativ kann die Leuchtvorrichtung 1 so ausgestaltet sein, dass von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahltes Licht nicht direkt auf die optische Ebene E trifft.
Das Lichtleitelement 9 überwölbt mit seinem lichtquellenseitigen Ende 11a die mindestens eine Leuchtdiode 5 der zweiten Lichtquellengruppe 6. Dadurch kann ein weitaus überwiegender Teil des von der mindestens einen Leuchtdiode 5 abgestrahlten Lichts L2 in den Lichtleiter 9 eingekoppelt werden, welcher in seinem Inneren dieses Licht L2 bis zu einer vorderen Lichtaustrittsfläche 11b leitet. Die Lichtaustrittsfläche 11b grenzt flächenbündig an die optische Ebene E und läuft zumindest in seinem letzten Abschnitt waagerecht darauf zu. Dadurch wird in der optischen Ebene E ein durch die Ausdehnung des Lichtleiters 9 bestimmter, bezüglich seiner Helligkeit im Wesentlichen homogener Lichtfleck erzeugt. Das Licht L2 dieses Lichtflecks ist nicht abgeschattet und kann insbesondere zur Erzeugung eines vergleichsweise stark gebündelten und hellen Lichtstrahls erzeugt werden, insbesondere zur Erzeugung eines Fernlichts. Das Lichtleitelement 9 ist als ein steifes Element, beispielsweise mit Plexiglas, ausgebildet und ist somit robust, präzise und einfach montierbar.
Das Lichtleitelement 9 dient folglich einerseits zur Realisierung einer Lichtleitfunktion für die mindestens eine Leuchtdiode 5 der zweiten Lichtquellengruppe 6 als auch als Blende für das von der mindestens einen Leuchtdiode 3 der ersten Lichtquellengruppe 4 abgestrahlte Licht L1. Diese Doppelfunktion ermöglicht eine besonders kompakte und preiswerte Leuchtvorrichtung 1.
Der optischen Ebene E nachgeschaltet ist mindestens ein optisches Abbildungselement 12, hier beispielsweise eine Linse, welche das in der optischen Ebene E erscheinende Bild auf einen gewünschten Abbildungsbereich abbildet, beispielsweise auf einen Bereich einer Straße. Durch die Linse kann auch eine optische Achse A der Leuchtvorrichtung 1 definiert werden.
2 zeigt Komponenten einer Leuchtvorrichtung 13 gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 1 ist. Jedoch ist nun der Lichtleiter 9 aus 1 durch eine Kombination aus einem Umlenkelement 14, beispielsweise einem Reflektor, und einem nicht gebogenen, beispielsweise quaderförmigen, Lichtleitelement 15 ersetzt worden. In diesem Fall wird das von der mindestens einen Leuchtdiode 5 abgestrahlte Licht L2 zunächst durch das Umlenkelement um ca. 90 Grad auf den Lichtleiter 15 so umgelenkt, dass es in eine Lichteintrittsfläche 15a des Lichtleitelements 15 (welche somit senkrecht zu dem Substrat 2 angeordnet ist) einkoppelt. Das eingekoppelte Licht L2 wird innerhalb des Lichtleiters 15 bis zu einer endseitigen Lichtaustrittsfläche 15b geleitet, welche analog zu der Lichtaustrittsfläche 11b flächenbündig zu der optischen Ebene E liegt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfachere Ausgestaltung des Lichtleitelements 15.
3 zeigt eine Leuchtvorrichtung 16 gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der nun die Leuchtdioden 3 und 5 waagerecht, d. h., in z-Richtung, ausgerichtet sind. Das die Leuchtdioden 3 und 5 tragende Substrat 2 ist entsprechend aufrechtstehend angeordnet. Damit das von der mindestens einen Leuchtdiode 3 der ersten Lichtquellengruppe 4 abgestrahlte Licht L1 nicht direkt in die optische Ebene E gestrahlt wird, ist unmittelbar hinter der einen Leuchtdiode 3 ein Umlenkelement 17 in Form eines miniaturisierten Reflektors angeordnet, welcher denjenigen Anteil des von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichts L1, das nicht direkt auf den Reflektor 8 gestrahlt wird, auf den Reflektor 8 umlenkt. Somit wird ein überwiegender Großteil des von der mindestens einen Lichtquelle 3 abgestrahlten Lichts L1 auf den Reflektor 8 umgelenkt. Das von dem Reflektor 8 reflektierte Licht L1 fällt zum überwiegenden Teil direkt auf die optische Ebene E und wird also von dem Reflektor 8 direkt aus seiner Lichtaustrittsebene heraus reflektiert. Ein Teil des von dem Reflektor 8 reflektierten Lichts L1 trifft jedoch auch auf ein Lichtleitelement 18, welches an seiner dem Reflektor 8 zugewandten Oberseite mit einer spiegelnden Schicht 19 ausgerüstet ist. Die spiegelnde Schicht 19 dient dazu, einen Eintritt des Lichts L1 in das Lichtleitelement 18 zu verhindern und ferner eine Lichtausbeute des Lichts L1 zu verbessern. Eine vordere obere Kante 20 des Lichtleitelements 18 dient zur Definition einer Hell/Dunkel-Grenze des in Bezug auf das Licht L1 als Blende wirkenden Lichtleitelements 18.
Das Lichtleitelement 18 ist hier in Form eines CPC-Elements bzw. eines zusammengesetzten parabolischen Konzentrators ausgebildet, welcher von der mindestens einen Leuchtdiode 5 der Lichtquellengruppe 6 abgestrahltes Licht an seiner Lichteintrittsfläche 18a eingekoppelt und zu seiner flächenbündig mit, insbesondere in, der optischen Ebene E liegenden Lichtaustrittsfläche 18b leitet. Das von der Lichtaustrittsfläche 18b austretende Licht L2 ist hochgradig homogen und parallelisiert aufgrund der durch den Konzentrator bewirkten Erhaltung des Etendue. Alternativ mag das austretende Licht auch nicht parallel verlaufen, sondern z. B. auch konzentriert usw. sein.
Auch hier ist der optischen Ebene E ein optisches Abbildungselement 12 in Form einer Linse zur Abbildung des in der optischen Ebene E gebildeten Lichtmusters nachgeschaltet.
4 zeigt eine Leuchtvorrichtung 21 gemäß einer vierten Ausführungsform ähnlich der Leuchtvorrichtung 16, wobei nun das Lichtleitelement 22 in Form eines gebogenen oder gekrümmten Lichtleiters vorliegt. Der Lichtleitelement 22 leitet wiederum das von der mindestens einen Leuchtdiode 5 der zweiten Lichtquellengruppe 6 abgestrahlte Licht zu der optischen Ebene E, wo es aus einer Lichtaustrittsfläche 22b austritt. Die Leuchtdioden 3 und 5 sind hier wie in 3 horizontal bzw. waagerecht (in z-Richtung) ausgerichtet.
Im Gegensatz zu der Leuchtvorrichtung 16 aus 3 ist jedoch nun der mindestens einen Leuchtdiode 3 der ersten Lichtquellengruppe 4 kein Umlenkelement nachgeschaltet, so dass ein Teil des von der mindestens einen Leuchtdiode 3 abgestrahlten Lichts L1 auf das Lichtleitelement 22 strahlt. Das Lichtleitelement 22 ist zumindest an seiner Oberseite, auf welche Licht L1 von der mindestens einen Leuchtdiode 3 auftreffen kann, verspiegelt. Auch hier mag die Verspiegelung mittels einer spiegelnden Schicht 10 realisiert sein.
Das Lichtleitelement 22 ist nun zumindest in dem Bereich, in welchen das Licht L1 von der mindestens einen Leuchtdiode 3 direkt auf ihn auftreffen kann, so ausgebildet, hier beispielsweise so gekrümmt, dass die Oberfläche des Lichtleitelements 22 dort als eine Reflektoroberfläche für das Licht L1 wirkt. In anderen Worten ist das Lichtleitelement 22 im Bereich seiner durch das Licht L1 direkt bestrahlten Oberfläche auf eine geeignete Reflexionseigenschaft hin optimiert ausgeformt.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So können die Lichtleitelemente bis auf ihre Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittfläche auch vollständig verspiegelt sein und zwar auch in Bereichen, in denen kein von der mindestens einen Leuchtdiode der ersten Lichtquellengruppe abgestrahltes Licht auf sie auftrifft. Vielmehr kann die Verspiegelung auch oder ausschließlich dazu dienen, Lichtverluste des innerhalb des Lichtleitelements geleiteten Lichts aufgrund einer Streuung in die Umgebung zu minimieren. Auch mag das Lichtleitelement dadurch einfacher und preiswerter ausgebildet werden.
Ganz allgemein ist die gezeigte Leuchtvorrichtung nicht auf den Automobilbereich beschränkt sondern kann auch für andere Transportmittel wie Flugzeuge oder Hubschrauber erstreckt werden. Auch kann eine Verwendung für eine Außenbeleuchtung oder eine Sicherheitsbeleuchtung besonders vorteilhaft sein.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtvorrichtung
2: Substrat
3: Leuchtdiode
4: Lichtquellengruppe
5: Leuchtdiode
6: Lichtquellengruppe
7: Kühlkörper
8: Reflektor
9: Lichtleitelement
10: spiegelnde Schicht
11a: lichtquellenseitiges Ende
11b: Lichtaustrittsfläche
12: Abbildungselement
13: Leuchtvorrichtung
14: Umlenkelement
15: Lichtleitelements
15a: Lichteintrittsfläche
15b: Lichtaustrittsfläche
16: Leuchtvorrichtung
17: Umlenkelement
18: Lichtleitelement
18a: Lichteintrittsfläche
18b: Lichtaustrittsfläche
19: spiegelnde Schicht
20: obere Kante des Lichtleitelements
21: Leuchtvorrichtung
22: Lichtleitelement
22b: Lichtaustrittsfläche
A: optische Achse
E: optische Ebene
L1: Licht
L2: Licht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008015510 A1 [0002]

Claims

Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21), mindestens aufweisend – eine erste Lichtquellengruppe (4) mit mindestens einer Lichtquelle (3) und eine zweite Lichtquellengruppe (6) mit mindestens einer Lichtquelle (5), – mindestens einen Reflektor (8; 17), welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der ersten Lichtquellengruppe (4) abgestrahltes Licht (L1) zu einer optischen Ebene (E) zu reflektieren und – mindestens ein Lichtleitelement (9; 15; 18; 22), welches dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der zweiten Lichtquellengruppe abgestrahltes Licht (L2) zu der optischen Ebene (E) zu leiten, – wobei das Lichtleitelement (9; 15; 18; 22) als eine Blende für von dem mindestens einen Reflektor (8; 17) reflektiertes Licht (L1; L2) eingerichtet und angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach Anspruch 1, wobei die Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) mindestens ein optisches Abbildungselement (12), insbesondere Linse, zum Abbilden der optischen Ebene (E) aufweist.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Lichtleitelement (9; 15; 18; 22) dazu eingerichtet ist, Licht (L2) im Wesentlichen senkrecht auf die optische Ebene (E) zu leiten.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Reflektor (8; 17) und das mindestens eine Lichtleitelement (9; 15; 18; 22) im Wesentlichen an der optischen Ebene (E) enden.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Lichtleitelement (9; 15; 18; 22) zumindest in einem Bereich verspiegelt ist, an welchem es von der ersten Lichtquellengruppe (4) mit Licht (L1) bestrahlbar ist, und dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der ersten Lichtquellengruppe (4) einfallendes Licht (L1) auf den Reflektor (8) zu reflektieren.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Lichtleitelement (9; 15; 18; 22) mindestens ein nichtabbildendes optisches Element umfasst.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 21) nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine nichtabbildende optische Element mindestens einen Lichtwellenleiter (9; 15; 22) umfasst.
Leuchtvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das mindestens eine nichtabbildende optische Element mindestens einen Konzentrator (18) umfasst.
Leuchtvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ersten Lichtquellengruppe (4) mindestens ein Umlenkelement (17) nachgeschaltet ist, welches auf das Lichtleitelement (18) gerichtetes Licht (L1) auf den Reflektor (8) umleitet.
Leuchtvorrichtung (16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Lichtquelle (3) der ersten Lichtquellengruppe (4) und die mindestens eine Lichtquelle (5) der zweiten Lichtquellengruppe (6) senkrecht auf die optische Ebene (E) ausgerichtet sind.
Leuchtvorrichtung (1; 13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Lichtquelle (3) der ersten Lichtquellengruppe (4) und die mindestens eine Lichtquelle (5) der zweiten Lichtquellengruppe (6) parallel zu der optischen Ebene (E) ausgerichtet sind.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Lichtquelle (3) der ersten Lichtquellengruppe (4) und die mindestens eine Lichtquelle (5) der zweiten Lichtquellengruppe (6) Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, sind.
Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (1; 13; 16; 21) eine Automobil-Leuchtvorrichtung ist, wobei die erste Lichtquellengruppe (4) ein Abblendlicht erzeugt und die erste Lichtquellengruppe (4) und die zweite Lichtquellengruppe (6) gemeinsam ein Fernlicht erzeugen.