[go: up one dir, main page]

DE102015006258A1 - HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION - Google Patents

HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION Download PDF

Info

Publication number
DE102015006258A1
DE102015006258A1 DE102015006258.1A DE102015006258A DE102015006258A1 DE 102015006258 A1 DE102015006258 A1 DE 102015006258A1 DE 102015006258 A DE102015006258 A DE 102015006258A DE 102015006258 A1 DE102015006258 A1 DE 102015006258A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
lens ring
collimator
lens
emitting diodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102015006258.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015006258B4 (en
Inventor
Friedrich Grimm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102015006258.1A priority Critical patent/DE102015006258B4/en
Publication of DE102015006258A1 publication Critical patent/DE102015006258A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015006258B4 publication Critical patent/DE102015006258B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B60S1/60Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens for signalling devices, e.g. reflectors
    • B60S1/603Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens for signalling devices, e.g. reflectors the operation of at least a part of the cleaning means being controlled by electric means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/26Elongated lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/321Optical layout thereof the reflector being a surface of revolution or a planar surface, e.g. truncated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/33Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/331Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas
    • F21S41/332Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas with continuity at the junction between adjacent areas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/02Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V33/00Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • F21V33/0004Personal or domestic articles
    • F21V33/004Sanitary equipment, e.g. mirrors, showers, toilet seats or paper dispensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/046Refractors for light sources of lens shape the lens having a rotationally symmetrical shape about an axis for transmitting light in a direction mainly perpendicular to this axis, e.g. ring or annular lens with light source disposed inside the ring
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B45/00Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14Light emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/30Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved
    • F21Y2103/33Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved annular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0564Combinations of cameras with electronic flash units characterised by the type of light source
    • G03B2215/0567Solid-state light source, e.g. LED, laser
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0564Combinations of cameras with electronic flash units characterised by the type of light source
    • G03B2215/0575Ring shaped lighting arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer (1), der in einem mindestens zweifach umgelenkten, von den Strahlenbündeln (Sd, Sz, Sp) gebildeten Strahlengang ein zu seiner optischen Achse (O) paralleles Strahlenbündel (Sp) oder ein an die jeweilige Funktion des Scheinwerfers (1) angepasstes Strahlenbündel (Sf) abstrahlt. Der Scheinwerfer (1) ist aus einem Kollimator (10) mit einem Brennpunkt (Z), aus einem Linsenring (11), aus einer Mehrzahl jeweils mit einem vorgegebenen radialen Abstand zu dem Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) angeordneter Leuchtdioden (12) als Lichtquellen und aus einem Gehäuse (16) aufgebaut. Der Linsenring (11) ist konzentrisch zu dem Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) angeordnet und weist auf seiner dem Brennpunkt (Z) zugewandten, polygonalen Innenseite eine Mehrzahl von Facetten (110–112), denen jeweils Brennpunkte (F1–Fn) zugeordnet sind, auf, während seine dem Kollimator (10) zugewandte Außenseite von einer zweiachsig gekrümmten Rotationsfläche (113) gebildet wird und die Innenseite und die Außenseite des Linsenrings (11) jeweils durch einen Kragen (13) untereinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die Leuchtdioden (12) in den Brennpunkten (F1–Fn) des Linsenrings (11) angeordnet und emittieren jeweils ein divergentes Strahlenbündel (Sd) mit einem Öffnungswinkel (δ) quer zu der optischen Achse (O) des Scheinwerfers (1) auf eine Facette (110–112) des Linsenrings (11), wobei die divergenten Strahlenbündel (Sd) an den Facetten (110–112) mit einem Einfallswinkel (α) und einem Ausfallswinkel (β) gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) zentrierten Strahlenbündel (Sz) vereinigt werden.The invention relates to a headlamp (1) which in a beam path which is deflected at least twice and formed by the beams (Sd, Sz, Sp) has a beam (Sp) parallel to its optical axis (O) or a respective function of the headlamp ( 1) adapted beam (Sf) radiates. The headlight (1) is composed of a collimator (10) having a focal point (Z), a lens ring (11), a plurality of light-emitting diodes (12) each arranged at a predetermined radial distance from the focal point (Z) of the collimator (10) ) constructed as light sources and from a housing (16). The lens ring (11) is arranged concentrically to the focal point (Z) of the collimator (10) and has on its focal point (Z) facing, polygonal inside a plurality of facets (110-112), each having foci (F1-Fn) while its outer side facing the collimator (10) is formed by a biaxially curved surface of revolution (113) and the inside and the outside of the lens ring (11) are interconnected by a collar (13). According to the invention, the light-emitting diodes (12) are arranged in the focal points (F1-Fn) of the lens ring (11) and each emit a divergent beam (Sd) with an aperture angle (δ) transverse to the optical axis (O) of the headlamp (1) a facet (110-112) of the lens ring (11), wherein the divergent beams (Sd) at the facets (110-112) are refracted at an angle of incidence (α) and angle of reflection (β) and focused on the focal point (Z) of the collimator (10) centered beam (Sz) are combined.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, der dazu ausgebildet ist, das von einer Mehrzahl von Leuchtdioden jeweils in divergenten Strahlenbündeln emittierte Licht in einem mindestens zweifach umgelenkten Strahlengang zu einem parallelen Strahlenbündel oder zu einem von der jeweiligen Funktion des Scheinwerfers bestimmten funktionalen Strahlenbündel auszurichten. Dabei schließt das Anwendungsspektrum der Erfindung Scheinwerfer für Fahrzeuge ebenso ein, wie Scheinwerfer für Werkzeuge und Elektrowerkzeuge und Scheinwerfer, die in das Gehäuse eines Mobiltelefons, einer Uhr, einer Kamera, eines Schreibgeräts oder eines Duschkopfs integriert sind.The invention relates to a headlamp, which is adapted to align the light emitted by a plurality of light emitting diodes each in divergent bundles of light in an at least twice deflected beam path to a parallel beam or to a particular function of the headlight functional beam. The scope of the invention includes headlamps for vehicles as well as headlamps for tools and power tools and headlamps, which are integrated into the housing of a mobile phone, a clock, a camera, a writing instrument or a shower head.

Die von den einzelnen Leuchtdioden jeweils in divergenten Strahlenbündeln quer zu der optischen Achse des von einem Hohlspiegel oder von einer Fresnellinse gebildeten Kollimators emittierten Lichtstrahlen werden erfindungsgemäß an einem Linsenring mit mindestens drei Facetten gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt des Kollimators zentrierten Strahlenbündel vereinigt. Dabei wirkt die polygonal ausgebildete Innenseite des Linsenrings als Sammellinse, deren Brennpunkte mit einem radialen Abstand konzentrisch zu dem Brennpunkt des Kollimators angeordnet sind, wobei die Anzahl der Brennpunkte der Anzahl der Facetten des Linsenrings entspricht. In einem Brennpunkt des Linsenrings können jeweils eine oder eine Mehrzahl von Leuchtdioden angeordnet sein, sodass ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer in unterschiedlichen Größen hergestellt werden kann und mindestens drei oder eine nach oben offene Mehrzahl von Leuchtdioden umfasst.The light beams emitted by the individual light-emitting diodes in divergent bundles of rays transversely to the optical axis of the collimator formed by a concave mirror or a Fresnel lens are inventively refracted on a lens ring with at least three facets and combined to form a beam focused on the focal point of the collimator. In this case, the polygonal inner side of the lens ring acts as a converging lens whose focal points are arranged at a radial distance concentric with the focal point of the collimator, wherein the number of focal points corresponds to the number of facets of the lens ring. In one focal point of the lens ring, one or a plurality of light-emitting diodes can be arranged in each case so that a headlight according to the invention can be manufactured in different sizes and comprises at least three or one upwardly open plurality of light-emitting diodes.

Bei bekannten Scheinwerfern ist die Lichtquelle im Brennpunkt eines Hohlspiegels mit parabolischer, ellipsoidaler, hyperbolischer oder sphärischer Form angeordnet, um die von der Lichtquelle emittierten Strahlen zu einem parallelen Strahlenbündel zu transformieren. Nachteilig dabei ist, dass im Wesentlichen nur eine Lichtquelle im Brennpunkt eines entsprechenden Reflektors angeordnet werden kann.In known headlamps, the light source is arranged at the focal point of a concave mirror of elliptical, ellipsoidal, hyperbolic or spherical shape in order to transform the beams emitted by the light source into a parallel beam. The disadvantage here is that essentially only one light source can be arranged in the focal point of a corresponding reflector.

Bekannte Autoscheinwerfer, bei denen die Lichtquellen aus Leuchtdioden bestehen, benötigen für jede Leuchtdiode jeweils einen separaten Reflektor. Bei der erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung kann eine Mehrzahl von Leuchtdioden in der Kavität von nur einem Hohlspiegel angeordnet werden. Damit wird einerseits eine hohe Lichtintensität ermöglicht, andererseits können unterschiedliche Lichtfarben jeweils für unterschiedliche Scheinwerferfunktionen genutzt werden.Known car headlights, in which the light sources consist of light-emitting diodes, each need a separate reflector for each light-emitting diode. In the case of the light-emitting diode arrangement according to the invention, a plurality of light-emitting diodes can be arranged in the cavity of only one concave mirror. On the one hand a high light intensity is made possible on the other hand, different light colors can be used for different headlight functions.

Der Halbleiterkristall einer Leuchtdiode ist bei der Umwandlung der elektrischen Leistung in Lichtstrom sehr effizient. Der Wirkungsgrad beträgt ca. 90% was ca. 600 lm/W bedeutet. Herkömmliche Scheinwerfer nutzen nur einen Bruchteil des von den Leuchtdioden emittierten Lichts, da ein Großteil des divergenten Strahlenbündels nicht kollimiert werden kann. Mit einer verbesserten Leuchtdiode, wie sie aus der DE 10 2013 013 411 A1 hervorgeht, kann bis zu 90% des Lichtstroms in ein kollimiertes Strahlenbündel transformiert werden. Damit steht ein Scheinwerfer zur Verfügung, der im großtechnischen Maßstab z. B. auch für die Nahrungsmittelproduktion in Gewächshäusern geeignet ist. Aktuelle Forschungen zeigen, dass die Anzahl der Fruchtzyklen unter Kunstlicht erhöht werden kann. Eine exakte Kollimation des Kunstlichts ermöglicht es auch die Reichweite eines Scheinwerfers bis in den Kilometerbereich hinein zu steigern, sodass ein weitreichender Sichtkanal für das menschliche Auge eröffnet wird.The semiconductor crystal of a light emitting diode is very efficient in converting the electric power into light flux. The efficiency is about 90% which means about 600 lm / W. Conventional headlamps use only a fraction of the light emitted by the LEDs because much of the divergent beam can not be collimated. With an improved light emitting diode, as seen from the DE 10 2013 013 411 A1 shows that up to 90% of the luminous flux can be transformed into a collimated beam. This is a headlight available, the z. B. is also suitable for food production in greenhouses. Current research shows that the number of fruit cycles under artificial light can be increased. An exact collimation of the artificial light also makes it possible to increase the range of a headlamp up to the kilometer range, so that a far-reaching visual channel is opened up for the human eye.

Aus der DE 10 2007 008 403 A1 geht ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit mindestens zwei Reflektorkammern hervor, die dazu ausgebildet sind, das Licht mehrerer Leuchtdioden zu einem Strahlenbündel zu kollimieren.From the DE 10 2007 008 403 A1 is a motor vehicle headlight with at least two reflector chambers, which are adapted to collimate the light of multiple light emitting diodes to form a beam.

Aus der DE 198 60 461 A1 geht eine Scheinwerferanlage für Fahrzeuge hervor, bei der mehrere Scheinwerfereinheiten in einem Gehäuse zusammengefasst sind, um Lichtbündel mit unterschiedlichen Charakteristiken zu erzeugen.From the DE 198 60 461 A1 is a headlamp system for vehicles in which several headlight units are combined in a housing to produce light bundles with different characteristics.

Aus der DE 10 2009 021 353 A1 geht ein Scheinwerfer mit mehreren Lichtquellen hervor, die jeweils auf einer separaten Kühlfläche angeordnet sind. Der Reflektor des Scheinwerfers ist aus einer Mehrzahl von Reflektorelementen zusammengesetzt, wobei jedem Reflektorelement eine Lichtquelle zugeordnet ist.From the DE 10 2009 021 353 A1 goes out a headlight with multiple light sources, which are each arranged on a separate cooling surface. The reflector of the headlamp is composed of a plurality of reflector elements, wherein each reflector element is associated with a light source.

Aus der DE 60 2004 007 318 T2 geht ein Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung eines vorschriftsmäßigen Lichtbündels hervor, bei dem eine Lichtquelle am Schnittpunkt einer optischen Längsachse mit einer optischen Querachse angeordnet ist und der Scheinwerfer eine von der Lichtquelle beabstandete Sammellinse umfasst, die dazu ausgebildet ist, das Licht auf einen lichtstreuenden Reflektor zu lenken.From the DE 60 2004 007 318 T2 is a motor vehicle headlight for producing a regulatory light beam, in which a light source at the intersection of a longitudinal axis of optical axis is arranged with an optical transverse axis and the headlamp comprises a spaced from the light source converging lens, which is adapted to direct the light onto a light-scattering reflector.

Aus der US 2008/0316760 A1 geht ein Kollimatorelement für Leuchtdioden hervor, das insbesondere für Fahrzeugscheinwerfer geeignet ist, bei dem eine Leuchtdiode quer zur Kollimationsrichtung angeordnet ist. From the US 2008/0316760 A1 goes out a collimator for light emitting diodes, which is particularly suitable for vehicle headlights, in which a light emitting diode is arranged transversely to the direction of collimation.

Aus der DE 60 2005 000 798 T2 geht eine Beleuchtungseinheit für KFZ-Scheinwerfer hervor, die einen konkaven Reflektor und mindestens eine in der Konkavität des Reflektors angeordnete Lichtquelle besitzt. Bei diesem Scheinwerfer wird das von der Lichtquelle und dem Reflektor emittierte Lichtbündel durch eine horizontale Platte umgelenkt, bevor es nach dem Projektionsprinzip an einer Linse kollimiert wird.From the DE 60 2005 000 798 T2 goes out a lighting unit for motor vehicle headlights, which has a concave reflector and at least one arranged in the concavity of the reflector light source. In this headlamp, the light beam emitted by the light source and the reflector is deflected by a horizontal plate before being collimated on a lens according to the projection principle.

Aus der DE 2006 046 438 B4 geht ein Scheinwerfer mit einer optimierten Lichtverteilung hervor, bei dem das von einer ersten Lichtquelle emittierte Licht nach dem Reflektionsprinzip kollimiert wird und eine weitere Lichtquelle das Licht nach dem Projektionsprinzip durch eine Linse umlenkt. Dabei ist der zweiten, auf der optischen Achse des Scheinwerfers angeordneten Lichtquelle eine Sammeloptik aus transparentem Kunststoff zugeordnet, die das von der zweiten Lichtquelle emittierte Licht bündelt bevor es auf eine Linse trifft, die es zu einem parallelen Strahlenbündel ausrichtet, während die erste Lichtquelle zwei oder mehrere jeweils individuell angepasste Reflektoren benötigt.From the DE 2006 046 438 B4 is a headlamp with an optimized light distribution, in which the light emitted from a first light source light is collimated according to the reflection principle and another light source deflects the light according to the projection principle through a lens. In this case, the second, arranged on the optical axis of the headlamp light source is associated with a collection optics made of transparent plastic, which focuses the light emitted by the second light source light before it hits a lens, which aligns it into a parallel beam, while the first light source two or several individually adapted reflectors needed.

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für eine Mehrzahl von Leuchtdioden zu finden, die geeignet ist, das von den Leuchtdioden in einzelnen Lichtkegeln emittierte Licht in einem mindestens zweifach umgelenkten Strahlengang zu einem parallelen Strahlenbündel mit einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze zu vereinigen oder zu einem an die jeweilige Funktion oder Teilfunktion eines Scheinwerfers angepassten funktionalen Strahlenbündel auszurichten.Based on the illustrated prior art, the present invention seeks to find an arrangement for a plurality of light-emitting diodes, which is suitable for light emitted by the light emitting diodes in individual light beams in an at least twice deflected beam path to a parallel beam with a sharp To unite the light-dark border or align it to a functional beam adapted to the respective function or partial function of a headlight.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen der Erfindung gelöst. Weitere Aufgaben und vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved with the features mentioned in claim 1 of the invention. Other objects and advantageous features of the invention will become apparent from the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer zur Kollimation des von einer Mehrzahl von Leuchtdioden emittierten Lichts besteht aus den Leuchtdioden als Lichtquellen, einem Linsenring zur Bündelung der Lichtstrahlen und einem Kollimator, der die gebündelten Lichtstrahlen zu einem parallelen Strahlenbündel und/oder zu einem funktionalen Strahlenbündel transformiert.The headlight according to the invention for collimating the light emitted by a plurality of light emitting diodes consists of the light emitting diodes as light sources, a lens ring for focusing the light beams and a collimator, which transforms the focused light beams into a parallel beam and / or a functional beam.

Der Linsenring des Scheinwerfers besteht aus einem transparenten Material und kann entweder in einem Spritzgussverfahren aus einem transparenten Kunststoff oder in einem Guss- oder Pressglasverfahren aus einem eisenarmen Glas, z. B. aus Borosilikatglas hergestellt werden. Auf seiner dem Brennpunkt des Kollimators zugewandten polygonalen Innenseite weist der Linsenring eine Mehrzahl lichtbrechender Facetten auf, deren Anzahl der in den Brennpunkten der Facetten angeordneten Leuchtdioden entspricht. Auf seiner dem Kollimator zugewandten Außenseite weist die Oberfläche des Linsenrings in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung eine transparente Kugelschicht auf, sodass die an den Facetten des Linsenrings auf den Brennpunkt des Kollimators zentrierten Strahlen den Linsenring ohne Richtungsänderung durchqueren können, um an einem radial von dem Linsenring beabstandeten Hohlspiegel kollimiert zu werden. In einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung bildet der Hohlspiegel die äußere Oberfläche des Linsenrings und reflektiert das von dem Linsenring zentrierte Strahlenbündel als paralleles Strahlenbündel. Die Facetten des Linsenrings sind entweder als planebene Facetten oder als konvexe Facetten oder als Freiformfacetten oder als Stufenfacetten ausgebildet. Die Funktion des Linsenrings besteht in einer exakten Ausrichtung der von den Leuchtdioden emittierten Lichtkegel auf den Brennpunkt des Kollimators. Der Kollimator selbst wird entweder von einem Hohlspiegel oder von einer Fresnellinse gebildet.The lens ring of the headlamp is made of a transparent material and can either in an injection molding of a transparent plastic or in a cast or pressed glass process of a low-iron glass, z. B. made of borosilicate glass. On its side facing the focal point of the collimator polygonal inner side of the lens ring has a plurality of refractive facets whose number corresponds to the arranged in the focal points of the facets LEDs. On its outer side facing the collimator, the surface of the lens ring in a first embodiment of the invention has a transparent spherical layer, so that the rays centered on the facets of the lens ring on the focal point of the collimator can traverse the lens ring without changing direction, at a radially from the lens ring spaced concave mirror to be collimated. In a second embodiment of the invention, the concave mirror forms the outer surface of the lens ring and reflects the radiation beam centered by the lens ring as a parallel beam. The facets of the lens ring are designed either as flat facets or as convex facets or as free-form facets or as stepped facets. The function of the lens ring consists in an exact alignment of the light cone emitted by the light emitting diodes to the focal point of the collimator. The collimator itself is formed either by a concave mirror or by a Fresnel lens.

Die polygonale Innenseite und die von einer Rotationsfläche gebildete Außenseite des Linsenrings sind jeweils durch einen Kragen verbunden. Bildet ein Hohlspiegel die äußere Oberfläche des Linsenrings, beeinflusst der Kragen die Abstrahleigenschaften des Linsenrings. Weist der Kragen eine planebene Fläche auf, durchquert das von dem Hohlspiegel reflektierte parallele Strahlenbündel den Kragen ohne Richtungsänderung. Einzelne Sektoren des Kragens können Prismen tragen, die z. B. einer horizontalen Aufweitung des von einem Fahrzeugscheinwerfer abgestrahlten Strahlenbündels dienen. Dabei kann einem Sektor des Kragens jeweils eine Leuchtdiode zugeordnet werden, sodass unterschiedliche Funktionen eines Fahrzeugscheinwerfers, wie Standlicht, Blinklicht, Infrarotlicht, Abblendlicht, Fernlicht und Tagfahrlicht mit einem kreisringförmigen Scheinwerfer mit z. B. sechs oder acht ringförmig um den Brennpunkt des Hohlspiegels angeordneten Leuchtdioden abgedeckt werden können. Weist der Kragen eine konkav gewölbte Fläche auf, wirkt er als Zerstreuungslinse – mit einer konvex gewölbten Fläche als Sammellinse und mit einem aufgesetzten Konus mit zulaufenden Wandungen als Lichtleiter, aus dem ein der jeweiligen Funktion des Scheinwerfers entsprechendes funktionales Strahlenbündel ausgekoppelt wird.The polygonal inner side and the outer surface of the lens ring formed by a surface of revolution are each connected by a collar. If a concave mirror forms the outer surface of the lens ring, the collar influences the radiation properties of the lens ring. If the collar has a plane surface, the parallel beam bundle reflected by the concave mirror passes through the collar without changing direction. Individual sectors of the collar can carry prisms, the z. B. a horizontal expansion of the radiated from a vehicle headlight beam serve. In this case, a sector of the collar each have a light emitting diode are assigned so that different functions of a vehicle headlight, such as parking lights, flashing light, infrared light, low beam, high beam and daytime running lights with an annular headlight with z. B. six or eight annularly arranged around the focal point of the concave mirror LEDs can be covered. If the collar has a concavely curved surface, it acts as a diverging lens - with a convexly curved surface as a converging lens and with an attached cone with tapered walls as a light guide, from which a functional beam corresponding to the respective function of the headlight is extracted.

In einer speziellen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, den Linsenring selbst als Lichtleiter auszubilden, wobei ein Teil der von den Leuchtdioden in Lichtkegeln emittierten Strahlen an dem dem Scheitelpunkt des Hohlspiegels zugewandten Kragen in den Linsenring eingekoppelt, an der transparenten Kugelschicht des Linsenrings totalreflektiert und an dem abstrahlungsseitigen Kragen mittels von Prismen als funktionales Strahlenbündel wieder ausgekoppelt wird. In diesem Fall ist ein hell erleuchteter, innen polygonaler und außen runder Linsenring das markenspezifische Erkennungsmerkmal eines Autoscheinwerfers. In a specific embodiment variant of the invention, the lens ring itself is embodied as an optical waveguide, wherein a portion of the rays emitted by the light emitting diodes in light cones is coupled into the lens ring at the collar facing the vertex of the concave mirror, totally reflected at the transparent spherical layer of the lens ring and at the radiation-side collar is decoupled by means of prisms as a functional beam. In this case, a brightly lit, inside polygonal and outside round lens ring is the brand-specific identifying feature of a car headlight.

Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer weist einen zentralen Kühlkanal auf, der entweder als beidseitig offener Kühlkanal oder als geschlossener Kühlkanal ausgebildet ist und die Elektroleitungen und Schaltungen der Leuchtdioden aufnimmt. Ein Kühlkanal aus Kupfer oder Aluminium kann eine Phase zur Stromversorgung der Leuchtdioden bilden und die von den Leuchtdioden emittierte Wärme auf eine Luftströmung auf ein Wärmeträgerfluid übertragen. Als bekannter Wärmeübertrager kann ein Wärmerohr in einen an beiden Seiten gegenüber der Atmosphäre abgeschotteten Kühlkanal integriert werden, wobei ein phasenwechselndes Arbeitsmedium die Wärme von den Leuchtdioden über Kühlrippen an der Außenseite des Wärmerohrs auf die Umgebungsluft überträgt. Ein beidseitig offener Kühlkanal kann z. B. die Welle eines Elektrowerkzeugs oder die Welle eines Wischers zur Reinigung eines Scheinwerferglases oder die Mine eines Schreibgeräts oder eine Wasser- oder Luftleitung aufnehmen. Im Falle eines ringförmigen Scheinwerfers nimmt der Hohlraum z. B. ein Uhrwerk oder ein Kameraobjektiv auf. Zur Erzeugung eines parallelen Strahlenbündels sind die Leuchtdioden unmittelbar in den Brennpunkten des Linsenrings angeordnet. Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, Leuchtdioden mit einem Versatz zu den Brennpunkten des Linsenrings anzuordnen und auf diese Weise entweder ein divergentes oder ein konvergentes Strahlenbündel zu erzeugen. Für die Abblendlichtfunktion eines Autoscheinwerfers liegen die Leuchtdioden abstrahlungsseitig vor den Brennpunkten des Linsenrings, im Falle eines divergenten Strahlenbündels z. B. für einen Nebelscheinwerfer sind versetzte Leuchtdioden hinter den Brennpunkten des Linsenrings vorgesehen.A headlight according to the invention has a central cooling channel which is designed either as a cooling channel open on both sides or as a closed cooling channel and accommodates the electric lines and circuits of the light-emitting diodes. A cooling channel made of copper or aluminum can form a phase for supplying power to the light emitting diodes and transmit the heat emitted by the light emitting diodes to an air flow on a heat transfer fluid. As a known heat exchanger, a heat pipe can be integrated into a sealed off on both sides relative to the atmosphere cooling channel, wherein a phase-changing working fluid transfers the heat from the LEDs via cooling fins on the outside of the heat pipe to the ambient air. A bilaterally open cooling channel can, for. B. record the shaft of a power tool or the shaft of a wiper for cleaning a headlight glass or the refill of a writing instrument or a water or air line. In the case of an annular headlight takes the cavity z. As a clock or a camera lens. To generate a parallel beam, the light-emitting diodes are arranged directly in the focal points of the lens ring. An embodiment of the invention provides to arrange light-emitting diodes with an offset to the focal points of the lens ring and to produce in this way either a divergent or a convergent beam. For the low-beam function of a car headlight, the LEDs are radiation side before the foci of the lens ring, in the case of a divergent beam z. B. for a fog lights staggered LEDs are provided behind the foci of the lens ring.

Die Leuchtdioden selbst können entweder als Einchip-Leuchtdioden oder als Mehrchip-Leuchtdioden ausgebildet werden und sowohl sichtbares Licht in unterschiedlichen Farben abstrahlen als auch infrarote Strahlung emittieren. Die Leuchtdioden sind auf einen Platinenring montiert, der z. B. als PCB-Ring (Printed Circuit Board) ausgebildet und rückseitig wärmeleitend mit dem Kühlkanal verbunden ist. Für eine optimale Wärmeübertragung wird der Platinenring von DCB-Boards (Double Copper Bonded) gebildet, die über Kupfer eine unmittelbare elektrisch-thermische Verbindung mit dem Kühlkanal herstellen.The light-emitting diodes themselves can be embodied either as single-chip LEDs or as multi-chip light-emitting diodes and can emit visible light of different colors as well as emit infrared radiation. The LEDs are mounted on a circuit board ring, the z. B. formed as a PCB ring (Printed Circuit Board) and the rear side is thermally conductively connected to the cooling channel. For optimum heat transfer, the circuit board ring is formed by double copper bonded (DCB) boards, which establish a direct electrical-thermal connection with the cooling channel via copper.

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, den Linsenring und die dazugehörenden Leuchtdioden verschwenkbar um den Brennpunkt des Kollimators zu lagern, sodass ein Anstellwinkel zwischen der Längsmittelachse des Kühlkanals und der optischen Achse des Scheinwerfers entsteht. Auf diese Weise lässt sich innerhalb des von dem Scheinwerfer abgestrahlten parallelen Strahlenbündels die Leuchtdichte variieren, sodass z. B. bei einem Fahrzeugscheinwerfer die Abblendlichtfunktion mit einer sehr guten Ausleuchtung des Fahrbahnbereichs unmittelbar vor dem Fahrzeug und die Fernlichtfunktion mit einer entsprechenden Ausleuchtung der von dem Fahrzeug entfernten Bereiche der Fahrbahn ermöglicht wird.In a further embodiment variant of the invention, the lens ring and the associated light-emitting diodes are pivotably mounted about the focal point of the collimator, so that an angle of attack between the longitudinal central axis of the cooling channel and the optical axis of the headlamp arises. In this way, the luminance can be varied within the emitted by the headlamp parallel beam, so z. B. in a vehicle headlight, the low beam function is made possible with a very good illumination of the lane area immediately in front of the vehicle and the high beam function with a corresponding illumination of the remote from the vehicle areas of the road.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, eine in sich unverdrehbare Einheit aus den Leuchtdioden, dem Linsenring und dem Kollimator in einem Kalottenlager zu lagern, sodass z. B. bei einem zweispurigen Fahrzeug der linke und der rechte Scheinwerfer unabhängig voneinander nach außen gedreht werden können, um eine horizontale Aufweitung des von den Scheinwerfern erfassten Fahrbahnbereichs zu erzielen. Entsprechend können die Scheinwerfer in unterschiedlichen Winkeln zur Fahrbahn hin geneigt werden, um wahlweise Abblendlicht oder Fernlicht zu bewirken. Schließlich ist ein derartiger, in einem Kalottenlager drehbar gelagerter Kugelscheinwerfer auch in der Lage als Kurvenlicht der jeweiligen Fahrsituation des Fahrzeugs zu folgen. Mit einem eingebauten Laserstrahl kann der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder zum Fahrbahnrand gemessen werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided to store a non-rotatable unit of the light-emitting diodes, the lens ring and the collimator in a spherical bearing, so z. For example, in a two-lane vehicle, the left and right headlamps can be independently rotated outward to achieve horizontal expansion of the lane area covered by the headlamps. Accordingly, the headlights can be tilted at different angles to the roadway to effect either low beam or high beam. Finally, such a ball headlight rotatably mounted in a spherical bearing is also able to follow the respective driving situation of the vehicle as cornering light. With a built-in laser beam, the distance to a vehicle ahead or to the edge of the road can be measured.

Der Kollimator wird entweder von einem Hohlspiegel oder von einer Fresnellinse gebildet. Die rotationssymmetrische Form des Hohlspiegels weist dabei eine Kegelschnittkurve auf. Die bevorzugte Form des Hohlspiegels ist ein Paraboloid oder ein Ellipsoid. Wird der Kollimator von einer Fresnellinse gebildet, kann die Fresnellinse das Scheinwerferglas bilden und dabei planeben oder mit einer Wölbung versehen werden, um ein der jeweiligen Funktion des Scheinwerfers entsprechendes funktionales Strahlenbündel zu erzeugen.The collimator is formed either by a concave mirror or by a Fresnel lens. The rotationally symmetrical shape of the concave mirror has a conic curve. The preferred shape of the concave mirror is a paraboloid or an ellipsoid. If the collimator is formed by a Fresnel lens, the Fresnel lens can form the headlight glass and thereby be leveled or provided with a curvature in order to produce a functional beam corresponding to the respective function of the headlight.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung besteht in einer gestaffelten Anordnung mehrerer, konzentrisch zu einer gemeinsamen optischen Achse angeordneter Scheinwerfer, die sich nach vorne trichterförmig erweitern. Die konzentrische Staffelung mehrerer Scheinwerfereinheiten ermöglicht die Ausbildung eines leistungsstarken, weitreichenden Scheinwerfers, dessen Lichtquelle von hunderten Leuchtdioden gebildet wird und der über eine bisher nicht erreichte Reichweite verfügt.A further embodiment of the invention consists in a staggered arrangement of a plurality of headlamps arranged concentrically to a common optical axis and widening in a funnel shape towards the front. The concentric staggering of several headlight units enables the Formation of a powerful, far-reaching headlamp, whose light source is formed by hundreds of light-emitting diodes and which has a range not previously reached.

Die Figuren zeigen unterschiedliche Ausführungsmöglichkeiten und Anwendungen der Erfindung.The figures show different embodiments and applications of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einer meridionalen Schnittperspektive 1 a headlamp with a deflected beam path in a meridionalen cross-sectional view

2 den Scheinwerfer nach 1 in einem Meridianschnitt 2 the headlight after 1 in a meridian section

3 den Scheinwerfer nach 12 in einem Horizontalschnitt 3 the headlight after 1 - 2 in a horizontal section

4 einen Autoscheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einer meridionalen Schnittperspektive 4 a car headlight with a deflected beam path in a meridionalen cross-sectional view

5 den Autoscheinwerfer nach 4 in einem Meridianschnitt 5 the car headlights behind 4 in a meridian section

6 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einer Schnittperspektive 6 a headlight with a deflected beam path in a sectional perspective

7 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einer Schnittperspektive 7 a headlight with a deflected beam path in a sectional perspective

8 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einer Schnittperspektive 8th a headlight with a deflected beam path in a sectional perspective

9 den Scheinwerfer nach 8 in einer meridionalen Schnittperspektive 9 the headlight after 8th in a meridional cutting perspective

10 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einem Meridianschnitt 10 a headlamp with a deflected beam path in a meridian section

11 den Scheinwerfer nach 18 in einer meridionalen Schnittperspektive 11 the headlight after 18 in a meridional cutting perspective

12 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang in einem Meridianschnitt 12 a headlamp with a deflected beam path in a meridian section

13 den Scheinwerfer nach 10 in einem Horizontalschnitt 13 the headlight after 10 in a horizontal section

14 einen Scheinwerfer mit einem ringförmigen Gehäuse in einem Meridianschnitt fourteen a headlight with an annular housing in a meridian section

15 den Scheinwerfer nach 12 in einer meridionalen Schnittperspektive 15 the headlight after 12 in a meridional cutting perspective

16 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang als Taschenlampe in einer meridionalen Schnittperspektive 16 a headlight with a deflected beam path as a flashlight in a meridionalen cut perspective

17 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang als integraler Bestandteil einer Bohrmaschine in einer Ausschnittsperspektive 17 a headlamp with a deflected beam path as an integral part of a drill in a detail perspective

18 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang, der in einen Duschkopf integriert ist, in einer meridionalen Schnittperspektive 18 a headlamp with a deflected beam path, which is integrated into a shower head, in a meridionalen cross-sectional perspective

19 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang, der in die Spitze eines Kugelschreibers integriert ist, in einer meridionalen Schnittperspektive 19 a headlamp with a deflected beam path, which is integrated into the tip of a ballpoint pen, in a meridionalen cross-sectional perspective

20 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang, der in das Objektiv einer Kamera integriert ist, in einem Meridianschnitt 20 a headlamp with a deflected beam path, which is integrated into the lens of a camera, in a meridian section

21 den Scheinwerfer nach 20 in einem Horizontalschnitt 21 the headlight after 20 in a horizontal section

22 einen Scheinwerfer mit einem umgelenkten Strahlengang, der in eine Armbanduhr integriert ist, in einer Schnittperspektive 22 a headlight with a deflected beam path, which is integrated into a wristwatch, in a sectional perspective

1 zeigt einen Scheinwerfer 1 mit einem zweifach umgelenkten Strahlengang mit den Strahlenbündeln Sd, Sz, Sp. Insgesamt sechs Leuchtdioden 12 sind auf einem sechseckigen Platinenring P montiert und emittieren jeweils ein divergentes Strahlenbündel Sd in einem Lichtkegel 120, der auf einen Linsenring 11 mit planebenen Facetten 110 trifft, die jeweils als Sammellinse wirken und die divergenten Strahlenbündel Sd, wie in den 2 und 3 dargestellt, zu einem zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigen. Die dem Kollimator 10 als Hohlspiegel 100 zugewandte Seite des Linsenrings 11 ist als Rotationsfläche 113 in Form einer transparenten Kugelschicht 114 ausgebildet. 1 shows a headlight 1 with a twice deflected beam path with the beams Sd, Sz, Sp. A total of six light-emitting diodes 12 are mounted on a hexagonal circuit board P and each emit a divergent beam Sd in a cone of light 120 standing on a lens ring 11 with plane facets 110 which each act as a converging lens and the divergent beams Sd, as in the 2 and 3 represented unite to a centered beam Sz. The collimator 10 as a concave mirror 100 facing side of the lens ring 11 is as a rotation surface 113 in the form of a transparent spherical layer 114 educated.

2 zeigt den Scheinwerfer 1 nach 1 in einem Meridianschnitt entlang der optischen Achse O. Der Linsenring 11 ist mit einem radialen Abstand konzentrisch zu dem Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 angeordnet. Sechs Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F6 der sechs planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 auf einem Platinenring P angeordnet. Die von den Leuchtdioden 12 in einem Lichtkegel 120 mit einem Öffnungswinkel δ emittierten divergenten Strahlenbündel Sd werden an den planebenen Facetten 110, wie auch in 3 im Horizontalschnitt gezeigt, mit einem Einfallswinkel α und einem Ausfallswinkel β gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 ausgerichteten, zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt. Die äußere Oberfläche des Linsenrings 11 besteht aus einer transparenten Kugelschicht 114, die das zentrierte Strahlenbündel Sz ohne Richtungsänderung auf den von dem Linsenring 11 radial beabstandeten Hohlspiegel 100 lenkt, der seinerseits das zentrierte Strahlenbündel Sz als paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert. Die Leuchtdioden 12 sind über einen Platinenring P auf einem abstrahlungsseitig geschlossenen Kühlkanal 14 z. B. aus Kupfer oder Aluminium montiert, in dem die Elektroleitungen mit Anode (+) und Kathode (–) zur Schaltung der Leuchtdioden 12 geführt werden. Der Kühlkanal 14 wird zur Ableitung der an den Leuchtdioden 12 entstehenden Wärme von Luft oder Wasser als Wärmeträgermedium durchströmt. 2 shows the headlight 1 to 1 in a meridian section along the optical axis O. The lens ring 11 is concentric with a radial distance to the focal point Z of the concave mirror 100 arranged. Six LEDs 12 are at the foci F1-F6 of the six plane facets 110 of the lens ring 11 arranged on a board ring P. The of the light-emitting diodes 12 in a cone of light 120 Divergent beams Sd emitted with an opening angle δ become on the plane-parallel facets 110 as well as in 3 shown in horizontal section, with an angle of incidence α and a failure angle β broken and at one on the focal point Z of the concave mirror 100 aligned, centered beams Sz united. The outer surface of the lens ring 11 consists of a transparent sphere layer 114 that the centered beam Sz without change of direction on that of the lens ring 11 radially spaced concave mirror 100 which, in turn, reflects the centered beam Sz as a parallel beam Sp. The light-emitting diodes 12 are on a circuit board ring P on a radiation side closed cooling channel fourteen z. B. made of copper or aluminum, in which the electrical lines with anode (+) and cathode (-) for switching the light-emitting diodes 12 be guided. The cooling channel fourteen becomes the derivative of the light emitting diodes 12 resulting heat flows through air or water as the heat transfer medium.

3 zeigt den Scheinwerfer 1 nach 1 und 2 in einem Horizontalschnitt durch den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100. Auch im Horizontalschnitt werden die von den Leuchtdioden 12 in Lichtkegeln 120 jeweils mit einem Öffnungswinkel δ abgestrahlten Strahlenbündel Sd an den planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt. 3 shows the headlight 1 to 1 and 2 in a horizontal section through the focal point Z of the concave mirror 100 , Also in the horizontal section of the light-emitting diodes 12 in cones of light 120 each with an opening angle δ radiated beam Sd on the plane facets 110 of the lens ring 11 broken and at one to the focal point Z of the concave mirror 100 centered bundle of rays Sz united.

4 zeigt einen Scheinwerfer 1 für ein Fahrzeug in einer meridionalen Schnittperspektive mit der Darstellung eines zweifach umgelenkten Strahlengangs, wobei die von den Leuchtdioden 12 jeweils in Lichtkegeln 120 emittierten divergenten Strahlenbündel Sd auf die planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 treffen. An den planebenen Facetten 110 werden die divergenten Strahlenbündel Sd gebrochen und, wie in 5 im Meridianschnitt gezeigt, zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt. Das zentrierte Strahlenbündel Sz wird an dem von einem Hohlspiegel 100 gebildeten Kollimator 10 als paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert. Ein Teil der von den Leuchtdioden 12 in einem Lichtkegel 120 emittierten Strahlen wird von Prismen 130 durch Totalreflektion in den Linsenring 11 eingekoppelt, an der transparenten Kugelschicht 114 totalreflektiert und an dem abstrahlungsseitigen Kragen 13 über lichtbrechende Prismen 130 als funktionales Strahlenbündel Sf wieder ausgekoppelt. Die Leuchtdioden 12 sind auf einem Platinenring P zusammengefasst und stehen auf ihrer Rückseite in einem wärmeleitenden Kontakt mit einem beidseitig offenen Kühlkanal 14, der die Antriebswelle eines Wischers W für das Scheinwerferglas 160 aufnimmt. 4 shows a headlight 1 for a vehicle in a meridionalischen cut perspective with the representation of a doubly deflected beam path, wherein the light-emitting diodes 12 each in light cones 120 emitted divergent beam Sd on the plane facets 110 of the lens ring 11 to meet. At the flat facets 110 the divergent beams Sd are refracted and, as in 5 shown in meridian section, at one on the focal point Z of the concave mirror 100 centered bundle of rays Sz united. The centered beam Sz is at the of a concave mirror 100 formed collimator 10 reflected as a parallel beam Sp. Part of the light-emitting diodes 12 in a cone of light 120 emitted rays is emitted by prisms 130 by total reflection in the lens ring 11 coupled to the transparent sphere layer 114 totally reflected and on the radiation-side collar 13 over refractive prisms 130 as a functional beam Sf decoupled again. The light-emitting diodes 12 are summarized on a board ring P and stand on its back in a thermally conductive contact with a cooling channel open on both sides fourteen , which is the drive shaft of a wiper W for the headlight lens 160 receives.

5 zeigt den Meridianschnitt des in 4 beschriebenen Scheinwerfers 1. Wie in 4 gezeigt, sind sechs Leuchtdioden 12 konzentrisch zu dem Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 auf einem Platinenring P angeordnet. Das zentrierte Strahlenbündel Sz wird von dem Hohlspiegel 100 in einem zu der optischen Achse O parallelen Strahlenbündel Sp reflektiert. Für das Abblendlicht des Autoscheinwerfers sind mit einem Versatz V zu den Brennpunkten F1–F6 des Linsenrings 11 angeordnete, versetzte Leuchtdioden 12 vorgesehen, deren divergente Strahlenbündel Sd jeweils an den planebenen Facetten 110 und an der transparenten Kugelschicht 114 des Linsenrings 11 gebrochen werden und als funktionales Strahlenbündel Sf von der oberen Hälfte des Hohlspiegel 100 als Abblendlicht reflektiert werden. Der Linsenring 11 ist mit einem radialen Abstand zu dem Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 angeordnet und bildet einen Lichtleiter L, bei dem ein divergentes Strahlenbündels Sd teilweise über totalreflektierende Prismen 130 in den Linsenring 11 eingekoppelt, an der Innenseite der transparenten Kugelschicht 114 totalreflektiert und über einen abstrahlungsseitigen Kragen 13 mit lichtbrechenden Prismen 130 als funktionales Strahlenbündel Sf wieder ausgekoppelt wird. Der schematische Meridianschnitt zeigt ein Scheinwerfergehäuse 16, das von einem beidseitig zur Atmosphäre geöffneten Kühlkanal 14 durchquert wird und die Antriebswelle 140 eines rotierenden Wischers W zur Reinigung des Scheinwerferglases 160 aufnimmt. 5 shows the meridian section of the in 4 described headlamps 1 , As in 4 shown are six light-emitting diodes 12 concentric with the focal point Z of the concave mirror 100 arranged on a board ring P. The centered beam Sz is from the concave mirror 100 reflected in a parallel to the optical axis O beam Sp. For the dipped beam of the car headlamp, with an offset V to the foci F1-F6 of the lens ring 11 arranged, offset LEDs 12 provided, the divergent beam Sd each at the flat-plane facets 110 and on the transparent sphere layer 114 of the lens ring 11 be refracted and as a functional beam Sf from the upper half of the concave mirror 100 be reflected as dipped beam. The lens ring 11 is at a radial distance to the focal point Z of the concave mirror 100 arranged and forms a light guide L, in which a divergent beam Sd partially via totally reflecting prisms 130 in the lens ring 11 coupled, on the inside of the transparent spherical layer 114 totally reflected and over a radiation-side collar 13 with refractive prisms 130 as a functional beam Sf is decoupled again. The schematic meridian section shows a headlamp housing 16 , by a cooling channel opened to the atmosphere on both sides fourteen is traversed and the drive shaft 140 a rotating wiper W for cleaning the headlight glass 160 receives.

6 zeigt die Bestandteile eines Scheinwerfers 1, bei dem ein mit 16 Leuchtdioden 12 besetzter Platinenring P auf der Oberfläche eines beidseitig offenen Kühlkanals 14 angeordnet ist. Die Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F16 des Linsenrings 11 angeordnet und emittieren jeweils Lichtkegel 120 als divergente Strahlenbündel Sd, die an den 16 planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 gebrochen und zu einem zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt werden. Die Umlenkung der Strahlenbündel Sd, Sz, Sp ermöglicht eine quer zu der optischen Achse O flache Bauweise des Scheinwerfers 1 und die Ausbildung eines beidseitig offenen, mediendurchströmbaren Kühlkanals 14. 6 shows the components of a headlamp 1 in which one with 16 light emitting diodes 12 occupied board ring P on the surface of a cooling channel open on both sides fourteen is arranged. The light-emitting diodes 12 are in the foci F1-F16 of the lens ring 11 arranged and emit light cone each 120 as divergent beams Sd, which are at the 16 flat facets 110 of the lens ring 11 be broken and united into a centered beam Sz. The deflection of the beam Sd, Sz, Sp allows a transverse to the optical axis O flat design of the headlamp 1 and the formation of a bilaterally open, media-flow-through cooling channel fourteen ,

7 zeigt einen Scheinwerfer 1 mit einem Hohlspiegel 100 als Kollimator 10 in einer Schnittperspektive. Insgesamt acht Leuchtdioden 12 sind konzentrisch zu dem Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 auf der Oberfläche eines Rhombenkuboktaeders angeordnet. Die von den Leuchtdioden 12 in Lichtkegeln 120 emittierten divergenten Strahlenbündel Sd treffen auf konvexe Facetten 111 des Linsenrings 11 mit einer transparenten Kugelschicht 114, die bei diesem Ausführungsbeispiel zu einer transparenten Kugel erweitert ist. Das auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegel 100 zentrierte Strahlenbündel Sz wird durch Brechung an den konvexen Facetten 111 des Linsenrings 11 hergestellt und von dem Hohlspiegel 100 als paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert. Der Linsenring 11 ist in eine Kugel integriert, die in einem Kalottenlager 115 verschwenkbar gelagert ist, sodass die Lichtintensität des parallelen Strahlenbündels Sp variiert werden kann. Dabei weist die Längsmittelachse x des Kühlkanals 14 einen Anstellwinkel φ gegenüber der optischen Achse O des Scheinwerfers 1 auf. 7 shows a headlight 1 with a concave mirror 100 as a collimator 10 in a cutaway perspective. A total of eight LEDs 12 are concentric with the focal point Z of the concave mirror 100 arranged on the surface of a rhombic cuboctahedron. The of the light-emitting diodes 12 in cones of light 120 emitted divergent beams Sd encounter convex facets 111 of the lens ring 11 with a transparent sphere layer 114 , which is expanded in this embodiment to a transparent sphere. That on the focal point Z of the concave mirror 100 centered beams Sz is defined by refraction at the convex facets 111 of the lens ring 11 made and from the concave mirror 100 reflected as a parallel beam Sp. The lens ring 11 is integrated into a ball that is in a spherical bearing 115 is mounted pivotably, so that the light intensity of the parallel beam Sp can be varied. In this case, the longitudinal center axis x of the cooling channel fourteen an angle of attack φ with respect to the optical axis O of the headlamp 1 on.

8 zeigt einen Scheinwerfer 1, bei dem 32 Leuchtdioden 12 in zwei Schichten konzentrisch zu dem Brennpunkt Z des Kollimators 10 in Form eines Hohlspiegels 100 angeordnet sind. Die transparente Kugelschicht 114 des Linsenrings 11 ist zu einer Glaskugel erweitert und zeigt auf ihrer den Leuchtdioden 12 zugewandten Innenseite 32 planebene Facetten 110, die in zwei Facettenschichten angeordnet sind. Der Linsenring 11 ist in einem Kalottenlager 115 gelagert und kann innerhalb eines definierten Schwenkbereichs mit einem Anstellwinkel φ, wie in 9 gezeigt, gegenüber der optischen Achse O verschwenkt werden, sodass sich die Leuchtdichte des von dem Hohlspiegel 100 reflektierten parallelen Strahlenbündels Sp variieren lässt. 8th shows a headlight 1 in which 32 light-emitting diodes 12 in two layers concentric with the focal point Z of the collimator 10 in the form of a concave mirror 100 are arranged. The transparent sphere layer 114 of the lens ring 11 is extended to a glass ball and shows on her the light-emitting diodes 12 facing inside 32 plane facets 110 , which are arranged in two facet layers. The lens ring 11 is in a dome camp 115 stored and can within a defined pivoting range with an angle φ, as in 9 shown, are pivoted relative to the optical axis O, so that the luminance of the concave mirror 100 reflected parallel beam Sp can vary.

9 zeigt den Scheinwerfer 1 nach 8 in einem Meridianschnitt. Die planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 sind in zwei Facettenschichten angeordnet, die einen Neigungswinkel λ gegenüber der Längsmittelachse x des Kühlkanals 14 aufweisen. Die 32 Leuchtdioden 12 sind jeweils in den Brennpunkten F1–F32 des Linsenrings 11 angeordnet. Die transparente Kugelschicht 114 des Linsenrings 11 weist einen radialen Abstand zu dem Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 auf. Durch Verschwenken des Linsenrings 11 in dem Kalottenlager 115 wird die Leuchtdichte des von dem Scheinwerfer 1 abgestrahlten parallelen Strahlenbündels Sp variiert. Der Schwenkbereich des Kalottenlagers 115 ist durch den Anstellwinkel φ definiert. 9 shows the headlight 1 to 8th in a meridian section. The plane-like facets 110 of the lens ring 11 are arranged in two facet layers having an inclination angle λ with respect to the longitudinal center axis x of the cooling channel fourteen exhibit. The 32 light emitting diodes 12 are respectively in the foci F1-F32 of the lens ring 11 arranged. The transparent sphere layer 114 of the lens ring 11 has a radial distance to the focal point Z of the concave mirror 100 on. By pivoting the lens ring 11 in the calotte camp 115 is the luminance of the headlight 1 emitted parallel beam Sp varies. The swivel range of the spherical bearing 115 is defined by the angle of attack φ.

10 zeigt einen Scheinwerfer 1, bei dem der Kollimator 10 von einer Fresnellinse 101 gebildet wird und die Facetten des Linsenrings 11 eine der Anzahl der Leuchtdioden 12 entsprechenden Mehrzahl von Stufenfacetten 112 aufweisen. Insgesamt 16 Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F16 der 16 Stufenfacetten 112 angeordnet und emittieren jeweils ein divergentes Strahlenbündel Sd in einem Lichtkegel 120. Die Stufenfacetten 112 des Linsenrings 11 transformieren das divergente Strahlenbündel Sd zu einem auf den Brennpunkt Z der Fresnellinse 101 zentrierten Strahlenbündel Sz. Die abstrahlungsseitig angeordnete Fresnellinse 101 kollimiert das zentrierte Strahlenbündel Sz zu einem parallelen Strahlenbündel Sp. Im Unterschied zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Fresnellinse auch gewölbt ausgebildet werden und eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, sodass ein funktionales, z. B. horizontal aufgeweitetes, Strahlenbündel Sf hergestellt werden kann. Der Linsenring 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der Innenseite einer Glaskugel angebracht, die in einem Kalottenlager 115 mit einem maximalen Anstellwinkel φ frei bewegt werden kann, um das parallele Strahlenbündel Sp in unterschiedliche Richtungen zu lenken. 10 shows a headlight 1 in which the collimator 10 from a Fresnel lens 101 is formed and the facets of the lens ring 11 one of the number of LEDs 12 corresponding plurality of stepped facets 112 exhibit. A total of 16 LEDs 12 are at foci F1-F16 of the 16 step facets 112 arranged and emit each a divergent beam Sd in a cone of light 120 , The stepped facets 112 of the lens ring 11 transform the divergent beam Sd to a focal point Z of the Fresnel lens 101 centered radiation beam Sz. The radiation side arranged Fresnel lens 101 In contrast to the embodiment shown, the Fresnel lens can also be formed arched and have a different shape from the circular shape, so that a functional, z. B. horizontally expanded, beam Sf can be produced. The lens ring 11 is mounted in this embodiment on the inside of a glass ball, which is in a spherical bearing 115 can be moved freely with a maximum angle of attack φ to direct the parallel beam Sp in different directions.

11 zeigt den zweifach umgelenkten Strahlengang des Scheinwerfers 1 nach 18 mit den Strahlenbündeln Sd, Sz, Sp in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Das von 16 Leuchtdioden 12 emittierte Licht kann mittels des Kalottenlagers 115 als paralleles Strahlenbündel Sp in jede beliebige Richtung gelenkt werden. Die den Linsenring 11 aufnehmende Glaskugel kann mit einem Vakuum beaufschlagt werden, in welchem Fall die an den Leuchtdioden 12 anfallende Wärme von einer in dem Kühlkanal 14 mit Vor- und Rücklauf zirkulierenden Wärmeträgerflüssigkeit abgeleitet wird. 11 shows the twice deflected beam path of the headlight 1 to 18 with the beams Sd, Sz, Sp in a perspective sectional view. That of 16 light-emitting diodes 12 emitted light can by means of the spherical bearing 115 be directed as a parallel beam Sp in any direction. The the lens ring 11 receiving glass ball can be subjected to a vacuum, in which case the on the LEDs 12 accumulating heat from one in the cooling channel fourteen is derived with flow and return circulating heat transfer fluid.

12 zeigt einen Scheinwerfer 1 für ein Fahrzeug mit einem kugelförmigen Gehäuse 16, das in einem Kalottenlager 115 mit einem beliebig einstellbaren Anstellwinkel φ verschwenkbar gelagert ist. Der Hohlspiegel 100 liegt als Spiegelschicht auf der Rotationsfläche 113 des Linsenrings 11 und ist in das kugelförmige Gehäuse 16 des Scheinwerfers 1 eingebettet. Jeder der sechs in den Brennpunkten F1–F6 des Linsenrings 11 angeordneten Leuchtdioden 12 ist eine planebene Facette 110 zugeordnet, an der die von den Leuchtdioden 12 emittierten divergenten Strahlenbündel Sd gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt werden, um an dem Hohlspiegel 100 als paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert zu werden. Die sechs planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 sind in einer Facettenschicht parallel zu der optischen Achse O des Kollimators 10 angeordnet und bilden zusammen mit dem Gehäuse 16 eine Kavität, in die der Kühlkanal 14 hineinragt. Der abstrahlungsseitige Kragen 13 des sechseckigen Linsenrings 11 ist in sechs radiale Sektoren unterteilt, von denen fünf als planebene Flächen ausgebildet sind und der sechste Sektor ein Prisma 130 zur Realisierung der Nebelscheinwerferfunktion mit dem funktionalen Strahlenbündel Sf trägt. Die parallelen Strahlenbündel Sp können durch Drehung des Scheinwerfers 1 mehr oder weniger zur Fahrbahn hin geneigt werden, um wahlweise Abblendlicht oder Fernlicht herzustellen. 12 shows a headlight 1 for a vehicle with a spherical housing 16 that in a calf camp 115 is mounted pivotably with an arbitrarily adjustable angle φ. The concave mirror 100 lies as a mirror layer on the surface of revolution 113 of the lens ring 11 and is in the spherical housing 16 of the headlight 1 embedded. Each of the six in the foci F1-F6 of the lens ring 11 arranged light-emitting diodes 12 is a plane facet 110 assigned to the of the light-emitting diodes 12 emitted divergent beam Sd and refracted to a focus Z of the concave mirror 100 centered beams Sz are united to at the concave mirror 100 to be reflected as a parallel beam Sp. The six plane facets 110 of the lens ring 11 are in a facet layer parallel to the optical axis O of the collimator 10 arranged and form together with the housing 16 a cavity into which the cooling channel fourteen protrudes. The radiation-side collar 13 of the hexagonal lens ring 11 is divided into six radial sectors, five of which are formed as flat surfaces and the sixth sector is a prism 130 to realize the fog lamp function with the functional beam Sf carries. The parallel beams Sp can be rotated by turning the headlight 1 more or less inclined to the roadway to produce either low or high beam.

13 zeigt den Scheinwerfer 1 nach 12 in einem Horizontalschnitt durch den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100. Sechs Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F6 des Linsenrings 11 angeordnet. Ein mittlerer Strahl Sm des von einer Leuchtdiode 12 emittierten divergenten Strahlenbündels Sd durchquert die planebene Facette 110 in ihrem optischen Mittelpunkt M ohne dabei gebrochen zu werden. Alle anderen, von einer Leuchtdiode 12 in einem Lichtkegel 120 mit einem Öffnungswinkel δ emittierten divergenten Strahlenbündel Sd werden an den planebenen Facetten 110 jeweils mit einem Einfallswinkel α und einem Ausfallswinkel β zu einem auf den Brennpunkt Z des Kollimators 10 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt und von dem Hohlspiegel 100, wie in 12 gezeigt, als paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert. Das Prisma 130 in einem der sechs Sektoren des Linsenrings 11 dient, wie in 12 gezeigt, der horizontalen Aufweitung des Sichtfelds des Scheinwerfers 1 als Nebelleuchte. 13 shows the headlight 1 to 12 in a horizontal section through the focal point Z of the concave mirror 100 , Six LEDs 12 are in the foci F1-F6 of the lens ring 11 arranged. A middle beam Sm of a light emitting diode 12 emitted divergent beam Sd traverses the plane facet 110 in its optical center M without being broken thereby. All others, from a light-emitting diode 12 in a cone of light 120 Divergent beams Sd emitted with an opening angle δ become on the plane-parallel facets 110 each with an angle of incidence α and an angle of reflection β to one on the focal point Z of the collimator 10 centered bundle of rays Sz and united by the concave mirror 100 , as in 12 shown reflected as a parallel beam Sp. The prism 130 in one of the six sectors of the lens ring 11 serves as in 12 shown, the horizontal expansion of the field of view of the headlamp 1 as a fog lamp.

14 zeigt einen Scheinwerfer 1, dessen Scheinwerfergehäuse 16 von einem Ring 15 in Form eines Ringtorus gebildet wird, der einen Hohlraum 150 umschließt. Insgesamt 16 auf einem Platinenring P zusammengefasste Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F16 der planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 angeordnet. Der Kollimator 10 liegt als Hohlspiegel 100 auf der äußeren Rotationsfläche 113 des Linsenrings 11. Die jeweils in Lichtkegeln 120 emittierten divergenten Strahlenbündel Sd der Leuchtdioden 12 werden an dem Linsenring 11 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Kollimators 10 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt. Der abstrahlungsseitige Kragen 13 des Linsenrings 11 ist als planebene Fläche ausgebildet, sodass die parallelen Strahlenbündel Sp das Scheinwerferglas 160 ohne Richtungsänderung durchqueren. fourteen shows a headlight 1 , whose headlight housing 16 from a ring 15 in the form of a ring torus, which forms a cavity 150 encloses. All in all 16 on a board ring P combined light-emitting diodes 12 are at the foci F1-F16 of the plane facets 110 of the lens ring 11 arranged. The collimator 10 lies as a concave mirror 100 on the outer surface of revolution 113 of the lens ring 11 , Each in light cones 120 emitted divergent beam Sd of the light-emitting diodes 12 be on the lens ring 11 broken and focused on the focal point Z of the collimator 10 centered bundle of rays Sz united. The radiation-side collar 13 of the lens ring 11 is formed as a flat surface, so that the parallel beams Sp the headlight glass 160 traverse without changing direction.

15 zeigt den in 14 beschriebenen Scheinwerfer 1 in einer Schnittperspektive. Das als Ring 15 ausgebildete Scheinwerfergehäuse 16 hat die Form eines Ringtorus. Durch die Kollimation aller Lichtstrahlen zu einem parallelen Strahlenbündel Sp eignet sich dieser Scheinwerfer für unterschiedlichste Aufgaben und kann sowohl als batteriebetriebener, netzunabhängiger Scheinwerfer als auch mit Netzanschluss ausgebildet werden. Der Ring 15 kann in unterschiedlichsten Größen aus einem elastischen Material hergestellt werden und z. B. über einen Flaschenhals oder über eine Luft- oder Wasserleitung gestülpt werden. 15 shows the in fourteen described headlights 1 in a cutaway perspective. That as a ring 15 trained headlamp housing 16 has the shape of a ring torus. By the collimation of all light rays to a parallel beam Sp, this headlamp is suitable for a wide variety of tasks and can be designed both as a battery-powered, mains-independent headlamp and with mains connection. The ring 15 can be made in a variety of sizes from an elastic material and z. B. be slipped over a bottleneck or an air or water pipe.

16 zeigt einen Scheinwerfer 1 als Taschenlampe. In den Kühlkanal 14 ist ein abstrahlungsseitig angebrachter Betätigungsknopf integriert, mit dem vier konzentrisch zu dem nicht näher bezeichneten Brennpunkt des Kollimators 10 angeordnete Leuchtdioden 12 an- und ausgeschaltet werden. Der Linsenring 11 hat vier planebene Facetten 110 und eine transparente Kugelschicht 114 als äußere Oberfläche. Die von den Leuchtdioden 12 emittierten, divergenten Strahlenbündel Sd werden an den planebenen Facetten 110 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt, das an dem Hohlspiegel 100 reflektiert und in einem parallelen Strahlenbündel Sp abgestrahlt wird. Im Griff der Taschenlampe befindet sich ein Batteriefach. 16 shows a headlight 1 as a flashlight. In the cooling channel fourteen a radiator side mounted actuator button is integrated with the four concentric with the unspecified focus of the collimator 10 arranged light-emitting diodes 12 be switched on and off. The lens ring 11 has four plane facets 110 and a transparent ball layer 114 as outer surface. The of the light-emitting diodes 12 emitted, divergent beam Sd be on the plane facets 110 broken and one at the focus of the concave mirror 100 centered beam Sz united at the concave mirror 100 reflected and emitted in a parallel beam Sp. In the handle of the flashlight is a battery compartment.

17 zeigt den vorderen Abschnitt eines Akkuschraubers. Konzentrisch zu der Aufnahmevorrichtung für das jeweilige Werkzeug ist ein Scheinwerfer 1 in das Gehäuse des Akkuschraubers integriert, der ein paralleles Strahlenbündel Sp auf den einzudrehenden Schraubenkopf wirft. Das parallele Strahlenbündel Sp wird von einem Kollimator 10 reflektiert, der als Hohlspiegel 100 unmittelbar auf der äußeren Rotationsfläche 113 eines Linsenrings 11 angeordnet ist. In den Brennpunkten F1–F6 der sechs planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 sind sechs Leuchtdioden 12 angeordnet, die jeweils ein divergentes Strahlenbündel Sd abstrahlen, das an den planebenen Facetten 110 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 ausgerichteten zentrierten Strahlenbündel Sz transformiert wird, sodass der Hohlspiegel 100 ein paralleles Strahlenbündel Sp reflektiert. Die Leuchtdioden 12 sind auf einem Platinenring P zusammengefasst, der den Kühlkanal 14 umgibt und die Welle 140 des Akkuschraubers aufnimmt. Der umgelenkte Strahlengang des Scheinwerfers 1 mit den Strahlenbündeln Sd, Sz, Sp entspricht dem in den 12 und 13 ausführlich beschriebenen Beispiel. 17 shows the front section of a cordless screwdriver. Concentric with the receiving device for the respective tool is a headlight 1 integrated into the housing of the cordless screwdriver, which throws a parallel beam Sp on the einzudrehenden screw head. The parallel beam Sp is from a collimator 10 reflected, as a concave mirror 100 directly on the outer surface of revolution 113 a lens ring 11 is arranged. In the foci F1-F6 of the six plane facets 110 of the lens ring 11 are six light emitting diodes 12 arranged, each emitting a divergent beam Sd, which at the plane-faceted facets 110 broken and at one to the focal point Z of the concave mirror 100 aligned centered beam Sz is transformed so that the concave mirror 100 reflected a parallel beam Sp. The light-emitting diodes 12 are summarized on a board ring P, which is the cooling channel fourteen surrounds and the shaft 140 of the cordless screwdriver. The deflected beam path of the headlamp 1 with the beams Sd, Sz, Sp corresponds to the in the 12 and 13 described in detail.

18 zeigt einen Scheinwerfer 1, der in einen Duschkopf integriert ist und in seinem Aufbau dem in 6 beschriebenen Beispiel entspricht. Der Kühlkanal 14 versorgt als Wasserleitung 142 die nicht näher bezeichneten Wasserdüsen des Duschkopfs, während das Gehäuse 16 auf seiner Innenseite als Hohlspiegel 100 mit einem Brennpunkt Z ausgebildet ist. Konzentrisch um den Brennpunkt Z ist der Linsenring 11 angeordnet und weist auf seiner den Leuchtdioden 12 zugewandten Innenseite 16 planebene Facetten 110 auf. Die Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F16 des Linsenrings 11 angeordnet. Der umgelenkte Strahlengang mit den Strahlenbündeln Sd, Sz, Sp entspricht dem in 6 beschriebenen Beispiel. Mit einem schematisch dargestellten Betätigungsknopf am Scheitelpunkt des Duschkopfs werden die Leuchtdioden 12 ein- und ausgeschaltet. Der Kollimator 10 in Form des Hohlspiegels 100 reflektiert ein paralleles Strahlenbündel Sp parallel zu den Wasserstrahlen des Duschkopfs. Die Leuchtdioden 12 können Licht in unterschiedlichen Farben emittieren. 18 shows a headlight 1 integrated into a shower head and in its construction the in 6 corresponds to the example described. The cooling channel fourteen supplied as a water pipe 142 the unspecified water nozzles of the shower head, while the housing 16 on its inside as a concave mirror 100 is formed with a focal point Z. Concentric about the focal point Z is the lens ring 11 arranged and has on its the light-emitting diodes 12 facing inside 16 plane facets 110 on. The light-emitting diodes 12 are in the foci F1-F16 of the lens ring 11 arranged. The deflected beam path with the beams Sd, Sz, Sp corresponds to the in 6 example described. With a schematically illustrated operating button at the apex of the shower head, the light emitting diodes 12 switched on and off. The collimator 10 in the form of the concave mirror 100 reflects a parallel beam Sp parallel to the water jets of the shower head. The light-emitting diodes 12 can emit light in different colors.

19 zeigt die Integration eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 in ein Schreibgerät. Der Kühlkanal 14 nimmt die Mine 141 z. B. eines Kugelschreibers auf. Vier Leuchtdioden 12 sind in den Brennpunkten F1–F4 der vier planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 angeordnet, sodass die divergenten Strahlenbündel Sd an den Facetten 110 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt werden. Der Hohlspiegel 100 liegt unmittelbar auf der Rotationsfläche 113 des Linsenrings 11 und lenkt das parallele Strahlenbündel Sp in einen Konus 132, der als Lichtleiter L den Kragen 13 des Linsenrings 11 bildet. Nach mehrfacher Totalreflektion an den Wandungen des Konus 132 wird ein funktionales Strahlenbündel Sf aus dem Konus 132 ausgekoppelt und beleuchtet einen begrenztes Feld konzentrisch zur Mine 141 des Schreibgeräts. Der Linsenring 11 und der Konus 132 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel die Spitze eines Kugelschreibers und werden in einem Stück als transparentes Spritzgussteil hergestellt. 19 shows the integration of a headlight according to the invention 1 in a writing instrument. The cooling channel fourteen take the mine 141 z. B. a pen on. Four LEDs 12 are in the foci F1-F4 of the four plane facets 110 of the lens ring 11 arranged so that the divergent beams Sd on the facets 110 broken and one at the focus of the concave mirror 100 centered beams Sz are united. The concave mirror 100 lies directly on the surface of revolution 113 of the lens ring 11 and directs the parallel beam Sp into a cone 132 , as the light guide L the collar 13 of the lens ring 11 forms. After multiple total reflection on the walls of the cone 132 becomes a functional beam Sf from the cone 132 decoupled and illuminates a limited field concentric to the mine 141 of the writing instrument. The lens ring 11 and the cone 132 form in this embodiment the tip of a ballpoint pen and are made in one piece as a transparent injection-molded part.

20 zeigt den Meridianschnitt durch den vorderen Teil eines Kameraobjektivs 152 mit einem Scheinwerfer 1, der als Ring 15 ausgebildet ist und einen von dem Kameraobjektiv 152 eingenommenen Hohlraum 150 umschließt. Insgesamt 24 Leuchtdioden 12 emittieren divergente Strahlenbündel Sd in Lichtkegeln 120 auf 24 planebene Facetten 110 des Linsenrings 11. An den planebenen Facetten 110 werden die divergenten Strahlenbündel Sd gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Kollimators 10 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt. Der Kollimators 10 bildet als Hohlspiegel 100 die äußere Rotationsfläche 113 des Linsenrings 11 und reflektiert ein paralleles Strahlenbündel Sp. Der Kragen 13 des Linsenrings 11 weist Linse 131 auf, die als Zerstreuungslinse das parallele Strahlenbündel Sp zu einem funktionalen Strahlenbündel Sf aufweitet, um das von der Kamera mit einem Weitwinkelobjektiv erfasste Motiv auszuleuchten. 20 shows the meridian section through the front part of a camera lens 152 with a headlight 1 that as a ring 15 is formed and one of the camera lens 152 occupied cavity 150 encloses. A total of 24 LEDs 12 emit divergent beams Sd in cones of light 120 on 24 plane facets 110 of the lens ring 11 , At the flat facets 110 the divergent beams Sd are refracted and focused on the focal point Z of the collimator 10 centered bundle of rays Sz united. The collimator 10 forms as a concave mirror 100 the outer surface of revolution 113 of the lens ring 11 and reflects a parallel beam Sp. The collar 13 of the lens ring 11 has lens 131 which, as a diverging lens, expands the parallel beam Sp into a functional beam Sf in order to illuminate the subject detected by the wide-angle lens camera.

21 zeigt das Kameraobjektiv nach 20 in einem Horizontalschnitt durch den Brennpunkt Z des Kollimators 10. In den 24 Brennpunkten F1–F24 der 24 planebenen Facetten 110 des Linsenrings 11 liegen 24, auf einem Platinenring P angeordnete Leuchtdioden 12, die jeweils ein divergentes Strahlenbündel Sd emittieren, das an den planebenen Facetten 110 gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt werden. Die Reflektion des zentrierten Strahlenbündels Sz an dem als Hohlspiegel 100 ausgebildeten Kollimator 10 geht aus 20 hervor. 21 shows the camera lens 20 in a horizontal section through the focal point Z of the collimator 10 , In the 24 focal points F1-F24 of the 24 plane facets 110 of the lens ring 11 are 24, arranged on a board ring P LEDs 12 , each emit a divergent beam Sd, which at the planar facets 110 broken and at one to the focal point Z of the concave mirror 100 centered beams Sz are united. The reflection of the centered beam Sz at the as a concave mirror 100 trained collimator 10 comes from 20 out.

22 zeigt eine Armbanduhr mit einem integrierten Scheinwerfer 1, bei dem zwölf Leuchtdioden 12 in einem Ring 15 angeordnet sind, der einen Innenraum 150 umschließt, in dem das nicht näher dargestellte Uhrwerk sitzt. Das Uhrglas ist als Scheinwerferglas 160 Teil des Gehäuses 16 für den Scheinwerfer 1 und die Uhr 151. Der Linsenring 11 weist 12 planebene Facetten 110 auf, an denen die von den Leuchtdioden 12 emittierten divergenten Strahlenbündel Sd gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt Z des Hohlspiegels 100 zentrierten Strahlenbündel Sz vereinigt werden. An dem von dem Hohlspiegel 100 auf der Rotationsfläche 113 gebildeten Kollimator 10 wird das zentrierte Strahlenbündel Sz zu einem parallelen Strahlenbündel Sp ausgerichtet und senkrecht zu dem Uhrglas abgestrahlt. Durch Betätigung eines Druckknopfs an dem Gehäuse 16 können alle zwölf Leuchtdioden 12 eingeschaltet werden, sodass die Armbanduhr in der Art einer Taschenlampe einen weitreichenden Lichtstrahl abstrahlen kann. In einer weiteren Schaltung ist vorgesehen, dass zu jeder vollen Stunde eine der zwölf Leuchtdioden 12 aufleuchtet und die Uhrzeit mit einem Lichtstrahl signalisiert. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des Scheinwerfers 1 betreffen z. B. eine Richtungsanzeige mit Kompassfunktion. Die Batterien für den Scheinwerfer 1 können in das Uhrenarmband integriert werden. Bezugszeichenübersicht Scheinwerfer 1 Optische Achse O Kollimator 10 Paralleles Strahlenbündel Sp Hohlspiegel 100 Brennpunkt Z Fresnellinse 101 Linsenring 11 Zentriertes Strahlenbündel Sz Planebene Facette 110 Brennpunkte F1–Fn Konvexe Facette 111 Stufenfacette 112 Rotationsfläche 113 Längsmittelachse x Transparente Kugelschicht 114 Kalottenlager 115 Anstellwinkel φ Leuchtdiode 12 Divergentes Strahlenbündel Sd Versetzte Leuchtdiode 12 Versatz V Lichtkegel 120 Öffnungswinkel δ Kragen 13 Funktionales Strahlenbündel Sf Prisma 130 Linse 131 Konus 132 Kühlkanal 14 Platinenring P Welle 140 Optischer Mittelpunkt M Mine 141 Mittlerer Strahl Sm Wasserleitung 142 Lichtleiter L Ring 15 Einfallswinkel α Hohlraum 150 Ausfallswinkel β Uhr 151 Neigungswinkel λ Kameraobjektiv 152 Anode (+) Gehäuse 16 Kathode (–) Scheinwerferglas 160 Wischer W 22 shows a wristwatch with an integrated headlight 1 , in which twelve light-emitting diodes 12 in a ring 15 are arranged, the one interior 150 encloses, in which the clockwork, not shown sits. The watch glass is as a headlight glass 160 Part of the housing 16 for the headlight 1 and the clock 151 , The lens ring 11 has 12 plane facets 110 on, at which the of the light-emitting diodes 12 emitted divergent beam Sd and refracted to a focus Z of the concave mirror 100 centered beams Sz are united. At the of the concave mirror 100 on the rotation surface 113 formed collimator 10 the centered beam Sz is aligned to a parallel beam Sp and radiated perpendicular to the watch glass. By pressing a push button on the housing 16 can all twelve light emitting diodes 12 be turned on, so that the wristwatch in the manner of a flashlight can radiate a far-reaching light beam. In a further circuit, it is provided that every hour on the hour one of the twelve light-emitting diodes 12 lights up and signals the time with a light beam. Further design options of the headlamp 1 concern z. B. a direction indicator with compass function. The batteries for the headlight 1 can be integrated into the watch strap. Reference numeral Overview headlights 1 Optical axis O collimator 10 Parallel beam sp concave mirror 100 focus Z Fresnel lens 101 lens ring 11 Centered beam sz Plane plane facet 110 foci F1-Fn Convex facet 111 Stufenfacette 112 surface of revolution 113 Longitudinal central axis x Transparent sphere layer 114 Spherical Bearings 115 angle of attack φ led 12 Divergent beam sd Offset LED 12 offset V light cone 120 opening angle δ collar 13 Functional beam sf prism 130 lens 131 cone 132 cooling channel fourteen platinum ring P wave 140 Optical center M mine 141 Middle ray sm water pipe 142 optical fiber L ring 15 angle of incidence α cavity 150 angle of reflection β Clock 151 tilt angle λ camera lens 152 anode (+) casing 16 cathode (-) headlight glass 160 wiper W

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013013411 A1 [0005] DE 102013013411 A1 [0005]
  • DE 102007008403 A1 [0006] DE 102007008403 A1 [0006]
  • DE 19860461 A1 [0007] DE 19860461 A1 [0007]
  • DE 102009021353 A1 [0008] DE 102009021353 A1 [0008]
  • DE 602004007318 T2 [0009] DE 602004007318 T2 [0009]
  • US 2008/0316760 A1 [0010] US 2008/0316760 A1 [0010]
  • DE 602005000798 T2 [0011] DE 602005000798 T2 [0011]
  • DE 2006046438 B4 [0012] DE 2006046438 B4 [0012]

Claims (10)

Scheinwerfer (1), der in einem mindestens zweifach umgelenkten, von den Strahlenbündeln (Sd, Sz, Sp) gebildeten Strahlengang ein zu seiner optischen Achse (O) paralleles Strahlenbündel (Sp) oder ein an die jeweilige Funktion des Scheinwerfers (1) angepasstes Strahlenbündel (Sf) abstrahlt, welcher Scheinwerfer (1) aus einem Kollimator (10) mit einem Brennpunkt (Z), aus einem Linsenring (11), aus einer Mehrzahl jeweils mit einem vorgegebenen radialen Abstand zu dem Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) angeordneter Leuchtdioden (12) als Lichtquellen und aus einem Gehäuse (16) aufgebaut ist, und welcher Linsenring (11) konzentrisch zu dem Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) angeordnet ist und auf seiner dem Brennpunkt (Z) zugewandten, polygonalen Innenseite eine Mehrzahl von Facetten (110112), denen jeweils Brennpunkte (F1–Fn) zugeordnet sind, aufweist, während seine dem Kollimator (10) zugewandte Außenseite von einer zweiachsig gekrümmten Rotationsfläche (113) gebildet wird und die Innenseite und die Außenseite des Linsenrings (11) jeweils durch einen Kragen (13) untereinander verbunden sind, und welche Leuchtdioden (12) in den Brennpunkten (F1–Fn) des Linsenrings (11) angeordnet sind und jeweils ein divergentes Strahlenbündel (Sd) mit einem Öffnungswinkel (δ) quer zu der optischen Achse (O) des Scheinwerfers (1) auf eine Facette (110112) des Linsenrings (11) emittieren, wobei die divergenten Strahlenbündel (Sd) an den Facetten (110112) des Linsenrings (11) mit einem Einfallswinkel (α) und einem Ausfallswinkel (β) gebrochen und zu einem auf den Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) zentrierten Strahlenbündel (Sz) vereinigt werden.Headlights ( 1 ), which in a beam path which is deflected at least twice, formed by the radiation beams (Sd, Sz, Sp), has a beam (Sp) parallel to its optical axis (O) or a respective function of the headlight ( 1 ) adapted beam (Sf) emits which headlight ( 1 ) from a collimator ( 10 ) with a focal point (Z), a lens ring ( 11 ), of a plurality each with a predetermined radial distance to the focal point (Z) of the collimator ( 10 ) arranged light emitting diodes ( 12 ) as light sources and from a housing ( 16 ), and which lens ring ( 11 ) concentric with the focal point (Z) of the collimator ( 10 ) and on its focal point (Z) facing, polygonal inside a plurality of facets ( 110 - 112 ), each having foci (F1-Fn) associated therewith, while its the collimator ( 10 ) facing outside of a biaxially curved surface of revolution ( 113 ) and the inside and the outside of the lens ring ( 11 ) each by a collar ( 13 ) are interconnected, and which light emitting diodes ( 12 ) in the foci (F1-Fn) of the lens ring ( 11 ) are arranged and in each case a divergent beam (Sd) with an opening angle (δ) transverse to the optical axis (O) of the headlamp ( 1 ) on a facet ( 110 - 112 ) of the lens ring ( 11 ), wherein the divergent radiation beams (Sd) on the facets ( 110 - 112 ) of the lens ring ( 11 ) with an angle of incidence (α) and an angle of reflection (β) and at a focus (Z) of the collimator ( 10 ) centered bundle of rays (Sz). Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Kollimator (10) von einem Hohlspiegel (100) oder von einer Fresnellinse (101) gebildet wird, wobei der Hohlspiegel (100) entweder radial von dem Linsenring (11) beabstandet ist und die Rotationsfläche (113) als transparente Kugelschicht (114) ausgebildet ist, oder der Hohlspiegel (100) unmittelbar auf der Rotationsfläche (113) liegt, wobei die Rotationsfläche (113) eine Kegelschnittkurve aufweist und als Paraboloid oder Ellipsoid oder Hyperboloid oder mit einer sphärischen oder einer aus den genannten Rotationsflächen (113) zusammengesetzten Form ausgebildet ist.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the collimator ( 10 ) of a concave mirror ( 100 ) or from a Fresnel lens ( 101 ) is formed, wherein the concave mirror ( 100 ) either radially from the lens ring ( 11 ) and the surface of revolution ( 113 ) as a transparent spherical layer ( 114 ) is formed, or the concave mirror ( 100 ) directly on the surface of revolution ( 113 ), wherein the surface of revolution ( 113 ) has a conic curve and as a paraboloid or ellipsoid or hyperboloid or with a spherical or one of said surfaces of revolution ( 113 ) is formed composite form. Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem eine Facette (110112) des Linsenrings (11) entweder als planebene Facette (110) oder als konvexe Facette (111) oder als Stufenfacette (112) oder als Freiformfacette ausgebildet ist und die Facetten (110112) in mindestens einer Ringanordnung parallel oder mit einem Neigunswinkel (λ) zu der optischen Achse (O) angeordnet sind.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein a facet ( 110 - 112 ) of the lens ring ( 11 ) either as a planar facet ( 110 ) or as a convex facet ( 111 ) or as a stepped facet ( 112 ) or is designed as a freeform facet and the facets ( 110 - 112 ) are arranged in at least one ring arrangement parallel or with a tilt angle (λ) to the optical axis (O). Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Linsenring (11) und die Leuchtdioden (12) eine in sich unverdrehbare Einheit bilden, die in einem konzentrisch zu dem Brennpunkt (Z) des Kollimators (10) angeordneten Kalottenlager (115) innerhalb eines definierten Schwenkbereichs mit einem Anstellwinkel (φ) rotierbar gelagert ist.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the lens ring ( 11 ) and the light-emitting diodes ( 12 ) form a non-rotatable unit in a concentric with the focal point (Z) of the collimator ( 10 ) arranged spherical bearings ( 115 ) is rotatably mounted within a defined pivoting range with an angle of attack (φ). Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem das Gehäuse (16) einen konzentrisch und koaxial zur optischen Achse (O) des Kollimators (10) angeordneten, durchströmbaren Kühlkanal (14) aufweist, der Elektroleitungen zur Stromversorgung und Schaltung der Leuchtdioden (12) mit Anode (+) und Kathode (–) aufnimmt und zusätzlich entweder eine Welle (140) für ein elektrisch oder mit Druckluft angetriebenes Werkzeug oder eine Welle (140) für einen Wischer (W) zur Reinigung des Scheinwerferglases (160) oder eine Mine (141) für ein Schreibgerät oder eine Wasserleitung (142) z. B. für einen Duschkopf oder eine Luftleitung z. B. für einen Staubsauger aufnimmt.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the housing ( 16 ) a concentric and coaxial with the optical axis (O) of the collimator ( 10 ) arranged, flow-through cooling channel ( fourteen ), the electric lines for power supply and switching of the light emitting diodes ( 12 ) with anode (+) and cathode (-) receives and in addition either a wave ( 140 ) for an electric or compressed air driven tool or a shaft ( 140 ) for a wiper (W) for cleaning the headlight glass ( 160 ) or a mine ( 141 ) for a writing instrument or a water pipe ( 142 ) z. B. for a shower head or an air line z. B. for a vacuum cleaner. Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem ein Kragen (13) in eine der Anzahl der Facetten (110112) entsprechende Mehrzahl von radialen Sektoren untergliedert ist, wobei mindestens ein Sektor ein optisches Element zur Erzeugung eines funktionalen Strahlenbündels (Sf) aufweist und das optische Element entweder von einem lichtbrechenden oder totalreflektierenden Prisma (130) oder von einer konvexen oder konkaven Linse (131) oder von einem alle Sektoren umfassenden, lichtleitenden Konus (132) gebildet wird.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein a collar ( 13 ) into one of the number of facets ( 110 - 112 ) is subdivided by a plurality of radial sectors, wherein at least one sector has an optical element for generating a functional beam (Sf) and the optical element either from a refractive or totally reflecting prism ( 130 ) or by a convex or concave lens ( 131 ) or of a sector-comprising, light-guiding cone ( 132 ) is formed. Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Linsenring (11) als Lichtleiter (L) ausgebildet ist, wobei die beiden Kragen (13) des Linsenrings (11) jeweils Prismen (130) aufweisen und ein Teil des von einer Leuchtdiode (12) in einem Lichtkegel (120) emittierten Strahlenbündels (Sd) über totalreflektierende Prismen (130) an einem Kragen (13) eingekoppelt, an der Innenseite der transparenten Kugelschicht (114) totalreflektiert und an dem anderen Kragen (13) des Linsenrings (11) über lichtbrechende Prismen (130) als funktionales Strahlenbündel (Sf) ausgekoppelt wird.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the lens ring ( 11 ) is formed as a light guide (L), wherein the two collars ( 13 ) of the lens ring ( 11 ) each prisms ( 130 ) and a part of a light emitting diode ( 12 ) in a light cone ( 120 ) emitted beam (Sd) via totally reflecting prisms ( 130 ) on a collar ( 13 ), at the inside of the transparent spherical layer ( 114 ) and on the other collar ( 13 ) of the lens ring ( 11 ) via refractive prisms ( 130 ) is decoupled as a functional beam (Sf). Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem neben den Leuchtdioden (12) versetzte Leuchtdioden (12) vorgesehen sind, die mit einem Versatz (V) zu den Brennpunkten (F1–Fn) angeordnet sind, sodass bei einem Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug ein funktionales Strahlenbündel (Sf) z. B. als Abblendlicht, als Fernlicht, als Blinklicht oder als Nebelleuchte erzeugt wird.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein in addition to the light-emitting diodes ( 12 ) offset LEDs ( 12 ) are provided, which are arranged with an offset (V) to the focal points (F1-Fn), so that at a Headlights ( 1 ) For a vehicle a functional beam (Sf) z. B. as low beam, high beam, flashing or fog light is generated. Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Kragen (13) des Linsenrings (11) einen Konus (132) mit zulaufenden Wandungen aufweist und das parallele Strahlenbündel (Sp) in den Konus (132) eingekoppelt, an den Wandungen des Konus (132) mehrfach totalreflektiert und in einem spitzen Winkel zur optischen Achse (O) als funktionales Strahlenbündel (Sf) ausgekoppelt wird, wobei der Konus (132) als Lichtleiter (L) z. B. für ein Schreibgerät mit Mine (141) oder für den Bohrer eines Zahnarztes ausgebildet ist.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the collar ( 13 ) of the lens ring ( 11 ) a cone ( 132 ) with tapered walls and the parallel beam (Sp) in the cone ( 132 ) coupled to the walls of the cone ( 132 ) is repeatedly totally reflected and coupled out at an acute angle to the optical axis (O) as a functional beam (Sf), wherein the cone ( 132 ) as a light guide (L) z. B. for a writing instrument with mine ( 141 ) or is designed for the drill of a dentist. Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Scheinwerfer (1) einen Ring (15) aufweist, der einen Hohlraum (150) umschließt, der z. B. ein Uhrwerk oder ein Mobiltelefon oder ein Kameraobjektiv (152) aufnimmt, wobei im Falle einer Uhr (151) und/oder eines Mobiltelefons zwölf Leuchtdioden (12) zu jeder vollen Stunde ein- und ausgeschaltet werden und die Leuchtdioden (12) eingeschaltet werden, um ein weitreichendes paralleles Strahlenbündel (Sp) auszusenden und wobei im Falle eines Kameraobjektivs (152) ein funktionales Strahlenbündel (Sf) die Beleuchtung eines Ziels ermöglicht.Headlights ( 1 ) according to claim 1, wherein the headlight ( 1 ) a ring ( 15 ) having a cavity ( 150 ) encloses the z. B. a clockwork or a mobile phone or a camera lens ( 152 ), whereby in the case of a clock ( 151 ) and / or a mobile phone twelve light-emitting diodes ( 12 ) are switched on and off at every full hour and the light-emitting diodes ( 12 ) are switched on to emit a far-reaching parallel beam (Sp) and in the case of a camera lens ( 152 ) a functional beam (Sf) enables the illumination of a target.
DE102015006258.1A 2015-05-15 2015-05-15 HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION Active DE102015006258B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015006258.1A DE102015006258B4 (en) 2015-05-15 2015-05-15 HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015006258.1A DE102015006258B4 (en) 2015-05-15 2015-05-15 HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015006258A1 true DE102015006258A1 (en) 2016-11-17
DE102015006258B4 DE102015006258B4 (en) 2017-01-26

Family

ID=57208737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015006258.1A Active DE102015006258B4 (en) 2015-05-15 2015-05-15 HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015006258B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3534062A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-04 PSA Automobiles SA Lighting device for a vehicle comprising a mask with ribs for limiting light rays output between light guides
DE102018206709A1 (en) * 2018-05-02 2019-11-07 Osram Gmbh LIGHTING SYSTEM AND HEADLIGHTS
IT201900014298A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-07 Iguzzini Illuminazione OPTICAL UNIT FOR ILLUMINATION FIXTURE WITH IMPROVED EMISSION AND LIGHTING FIXTURE HOSTING THIS OPTICAL UNIT

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422134A (en) * 1981-06-22 1983-12-20 Metropolitan Furniture Corp. Luminaire with improved illumination of a visual task field
DE19860461A1 (en) 1998-12-28 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Headlamp system for vehicle for producing light beams with different characteristics has headlamp unit(s) that can produce at least e.g. dipped and main beams
DE602005000798T2 (en) 2004-06-24 2008-01-10 Valeo Vision Lighting unit for motor vehicle headlights and Scheinwefer with such a unit
DE602004007318T2 (en) 2003-04-08 2008-03-06 Valeo Vision Automotive headlamp with means for horizontal expansion of the light beam
DE102007008403A1 (en) 2007-02-21 2008-08-28 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Light module for producing e.g. night vision function, has assigned light sources formed as single-chip LEDs, where assigned individual light distributions produce light distribution of defined lighting function or portion of function
DE202008007490U1 (en) * 2007-09-28 2008-10-09 Gingko Lighting Co., Ltd., Linkou lighting device
US20080316760A1 (en) 2004-09-20 2008-12-25 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Led Collimator Element with an Asymmetrical Collimator
DE102009021353A1 (en) 2009-05-14 2009-12-24 Daimler Ag Headlight for use as front lighting for motorbike, has rotary paraboloid shape reflector composed of multiple reflector elements, and light sources arranged centered in reflector and arranged on separate cooing surfaces
DE102006046438B4 (en) 2006-09-25 2014-05-08 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Automotive headlamp with optimized light distribution
DE102013013411A1 (en) 2013-08-08 2015-02-12 Friedrich Grimm LUMINOUS DIODE AND LIGHT DIODE LAYOUT FOR A HEADLIGHT
DE102013220876A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Trilux Medical Gmbh & Co. Kg LED surgical light

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422134A (en) * 1981-06-22 1983-12-20 Metropolitan Furniture Corp. Luminaire with improved illumination of a visual task field
DE19860461A1 (en) 1998-12-28 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Headlamp system for vehicle for producing light beams with different characteristics has headlamp unit(s) that can produce at least e.g. dipped and main beams
DE602004007318T2 (en) 2003-04-08 2008-03-06 Valeo Vision Automotive headlamp with means for horizontal expansion of the light beam
DE602005000798T2 (en) 2004-06-24 2008-01-10 Valeo Vision Lighting unit for motor vehicle headlights and Scheinwefer with such a unit
US20080316760A1 (en) 2004-09-20 2008-12-25 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Led Collimator Element with an Asymmetrical Collimator
DE102006046438B4 (en) 2006-09-25 2014-05-08 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Automotive headlamp with optimized light distribution
DE102007008403A1 (en) 2007-02-21 2008-08-28 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Light module for producing e.g. night vision function, has assigned light sources formed as single-chip LEDs, where assigned individual light distributions produce light distribution of defined lighting function or portion of function
DE202008007490U1 (en) * 2007-09-28 2008-10-09 Gingko Lighting Co., Ltd., Linkou lighting device
DE102009021353A1 (en) 2009-05-14 2009-12-24 Daimler Ag Headlight for use as front lighting for motorbike, has rotary paraboloid shape reflector composed of multiple reflector elements, and light sources arranged centered in reflector and arranged on separate cooing surfaces
DE102013013411A1 (en) 2013-08-08 2015-02-12 Friedrich Grimm LUMINOUS DIODE AND LIGHT DIODE LAYOUT FOR A HEADLIGHT
DE102013220876A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Trilux Medical Gmbh & Co. Kg LED surgical light

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3534062A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-04 PSA Automobiles SA Lighting device for a vehicle comprising a mask with ribs for limiting light rays output between light guides
FR3078559A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-06 Psa Automobiles Sa VEHICLE LIGHTING DEVICE WITH PHOTON EXIT LIMITATION RIBS MASK OF LIGHT GUIDES.
DE102018206709A1 (en) * 2018-05-02 2019-11-07 Osram Gmbh LIGHTING SYSTEM AND HEADLIGHTS
IT201900014298A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-07 Iguzzini Illuminazione OPTICAL UNIT FOR ILLUMINATION FIXTURE WITH IMPROVED EMISSION AND LIGHTING FIXTURE HOSTING THIS OPTICAL UNIT
EP3772608A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-10 Iguzzini Illuminazione S.p.A. Optical group for lighting apparatus and lighting apparatus comprising said optical group

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015006258B4 (en) 2017-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7261449B2 (en) Lighting module giving a light beam with cut-off line for a motor vehicle headlight, and a headlight comprising such a module
DE102006044019B4 (en) reflector spotlight
US2551954A (en) Lighting device having a lens which gives a long and relatively narrow area of illumination
EP1818600B1 (en) Dipped headlight with hot spot generation
EP1875123B1 (en) Motor-vehicle headlamp
DE102004020708B4 (en) Projector optics group for formation and projection of a directional characteristic with high gradient for vehicles
DE202009011500U1 (en) Optical system for an LED light
EP1422467A2 (en) Mobile lamp
DE102011052351A1 (en) Light module
EP1818599A2 (en) Dipped headlight which creates a strongly contrasted cut-off
US8096690B2 (en) Light module for signaling
DE102015006258B4 (en) HEADLIGHTS WITH A REVERSED RADIATION
EP2490052B1 (en) Illumination device of a motor vehicle
US20050146875A1 (en) Side-emitting led marine signaling device
DE202013012202U1 (en) Optical element with a TIR surface section for improved spatial light distribution
WO2001013034A1 (en) Mobile lamp
DE112014003799B4 (en) Dual beam headlights
DE102011051541A1 (en) Illumination device for in e.g. rear region, of motor car, has wall section closed with respect to side turned away to illuminant side and coaxial to axis in circumference direction, where axis extends to optical axis of light source unit
EP2264362A1 (en) LED headlamp and illumination system with such a headlamp
EP2113712A1 (en) Light signal
DE102013220218A1 (en) Lamp with TIR reflector
CN113357609B (en) Zoom lighting device
DE102018118554A1 (en) Optical system for a motor vehicle for lighting in conditions of reduced visibility, in particular in conditions such as fog, heavy rainfall or snowfall
DE10328576A1 (en) Mobile light, e.g. torch, has switching device with which LED element(s) of one light arrangement can be switched on and off separately from that or those of the other light arrangement
US1433292A (en) Light concentrator and projector

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R084 Declaration of willingness to licence
R020 Patent grant now final