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WO2009080137A1 - Lighting apparatus on a vehicle - Google Patents

Lighting apparatus on a vehicle Download PDF

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WO2009080137A1
WO2009080137A1 PCT/EP2008/008616 EP2008008616W WO2009080137A1 WO 2009080137 A1 WO2009080137 A1 WO 2009080137A1 EP 2008008616 W EP2008008616 W EP 2008008616W WO 2009080137 A1 WO2009080137 A1 WO 2009080137A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
emitting diode
lighting device
diode array
reflector elements
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/008616
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Griesinger
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of WO2009080137A1 publication Critical patent/WO2009080137A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
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    • F21S41/32—Optical layout thereof
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    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y—INDEXING 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
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting device, in particular a headlight of a vehicle, comprising a light emitting diode array with a predetermined number of light emitting diodes as light sources, wherein the
  • Lighting device has a plurality of reflector elements and a subordinate thereto, loisndelndes optical element.
  • DE 103 14 524 A1 describes a headlight with a plurality of headlight elements, each of which comprises a semiconductor chip emitting electromagnetic radiation in the form of light-emitting diodes as light sources.
  • the light-emitting diodes are combined into subregions and independently switched on and off.
  • each light-emitting diode is assigned a light-reflecting primary optics element in the form of an optical concentrator.
  • the optical concentrator has a light or beam input and a light or beam output and reduces divergence of a light incident through the beam input.
  • the concentrator is followed by a further optical element for focusing the light in the form of an optical lens, in particular a condenser lens.
  • the invention has for its object to provide a lighting device, in particular a headlight for a vehicle, which is simple and inexpensive.
  • the invention relates to a lighting device of a vehicle, comprising a light-emitting diode array having a predetermined number of light-emitting diodes as light sources, wherein the lighting device comprises a plurality of reflector elements and a downstream, lichtbündelndes optical element.
  • the light-emitting diode array In order to achieve an improved illumination of an area in a traffic space lying ahead in particular by a higher luminance at the light exit, the light-emitting diode array according to the invention at least two reflector elements are assigned, which are arranged such that they limit the radiation field of the light emitting diode array at least partially.
  • the reflective optical elements or reflector elements are preferably arranged such that the light emitted by the light-emitting diode array, in particular by the light-emitting diodes, is efficiently simply or multiply reflected, whereby the light distribution and light density at the light output is improved.
  • the reflection of the radiated light creates a virtual mirror image of the light-emitting diode field, which by means of the light-bundling optical element, which is arranged downstream of the reflector elements, can also be imaged, so that a better light distribution and higher luminance is achieved.
  • the light emitted by the light-emitting diode field and thus by its light-emitting diodes is optimally utilized by means of the reflector elements arranged according to the invention. Based on the assignment of the reflector elements to an entire light-emitting diode array, a cost-effective design is realized. In addition, a total weight of the lighting device is advantageously reduced.
  • At least one of the reflector elements above and at least the other reflective optical element are preferably arranged below the light-emitting diode array or both laterally of the light-emitting diode array.
  • the reflector elements are preferably arranged obliquely, viewed in the emission direction, such that the opening cross-section of the illumination device delimited by the two reflector elements increases in the emission direction.
  • the oblique arrangement of the output-side radiation cross section in the emission direction is increased.
  • the reflector elements are arranged, for example obliquely upwards and obliquely downwards, so that they enclose the opening angle and allow a desired, in particular conical emission characteristic.
  • the reflector elements can be arranged laterally directed obliquely outwards.
  • the reflector elements are designed as flat plates, in particular mirror plates.
  • the reflector elements can also have any other desired shape, For example, have a curved, cylindrical or hemispherical surface.
  • the reflector elements are arranged with a predeterminable inclination angle of 5 ° to 25 ° to the plane of the emission direction.
  • the inclination angle is about 15 °.
  • the reflector elements and the light-emitting diode array are arranged largely free of each other. Also, in particular between the light-emitting diode array and the adjacent reflector elements or between the reflector elements and the downstream optical element, a gap may be provided, which is provided for example with a solid or viscous material to avoid light losses.
  • At least one of the reflector elements is designed as a metal mirror or vapor-deposited mirror element.
  • both reflector elements are particularly preferably designed as metal mirrors and / or vapor-coated mirror elements.
  • all LEDs of the light-emitting diode array of the lighting device according to the invention form a structural unit and are arranged on a common carrier.
  • the carrier can be, for example, a plastic board or another suitable carrier unit, on which the light-emitting diodes are arranged as semiconductor components and in particular electrically interconnected, such that the carrier and the light-emitting diodes form a semiconductor arrangement.
  • the reflector elements can also be arranged on the carrier, in particular be attached so that no gap between the reflector element and LED array is given.
  • light-emitting diodes of different colors may be arranged on the carrier.
  • the LED array is designed as a so-called Lambertian radiator.
  • the light-emitting diodes of the light-emitting diode field to be reflected have neither a housing nor a lens.
  • a density of the light emitted by the light-emitting diode field is constant in all directions.
  • an optical element (referred to below as an optical element) is provided which, in particular, is arranged downstream of the reflector elements and thus at the light exit
  • the optical element is preferably designed as an optical lens.
  • the optical lens is designed, for example, as a plano-convex lens.
  • the light-emitting diode array of the lighting device according to the invention can advantageously be subdivided into a plurality of field regions, in each of which several light-emitting diodes are arranged in rows and / or columns.
  • the light emitted by the light-emitting diode field can have a desired emission characteristic.
  • the field region may be arranged or controlled in such a way that one in particular asymmetrical dipped beam or High beam representing radiation characteristic is set.
  • all light-emitting diodes of one or more field regions can be switched on or off or dimmed synchronously or asynchronously. Also, individual LEDs can be switched on or off or dimmed.
  • At least one field region of the light-emitting diode array can be controlled such that its emission characteristic follows a function of a steering position and, for example, a driving speed of a direction of travel of the vehicle.
  • Such, acting as Lambertian surface radiator lighting device is particularly suitable as a headlight for a vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an inventive, suitable as a headlamp lighting device of a vehicle with a limited by reflector elements and an optical element LED field,
  • FIG. 3 schematically shows a perspective view of the lighting device according to the invention according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 shows schematically a generated light distribution of the illumination device according to the invention
  • 5 schematically shows a further perspective view of the lighting device according to the invention with a modified arrangement and modified shape of the light-bundling optical element
  • FIG. 6 shows schematically a generated light distribution of the illumination device according to the invention according to FIG. 5.
  • the illumination device 1 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a light-emitting diode array 6.
  • a light-emitting diode array 6 For an application of the illumination device 1 as a headlight for a vehicle, two reflector elements 4.1 and 4.2 are assigned to the light-emitting diode array 6 and an optical element 4.3 is arranged downstream of the two reflector elements 4.1 and 4.2 on the light output side.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 are arranged on the light-emitting diode array 6 such that they limit its radiation field in the radiation direction R at least in regions between the light output 2 of the light-emitting diode array 6 and the light input 11 of the optical element 4.3.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 are preferably arranged gap-free on the light-emitting diode array 2, so that the light output 2 of the light-emitting diode array 6 forms the light input 3 of the reflector elements 4.1, 4.2.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 are arranged on the light-emitting diode array 6 such that the light emitted by the light emitting diode array 6 is reflected once or several times in the radiation direction R.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 for example, as mirror elements, in particular metal mirror or vapor-deposited mirror elements or in any other suitable manner.
  • a light emitting diode array 6 and the radiation field facing surface Ai and A 2 of the reflector elements 4.1 and 4.2 is coated with a light emitted from the light emitting diode array 6 light material, such as aluminum.
  • the reflector elements 4.1, 4.2 can be designed on one side, in the direction of the radiation field as a metal mirror or as a vapor-coated mirror element.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 can be embodied differently reflecting, for example with corresponding surface structures.
  • the reflector elements 4.1, 4.2 are preferably formed as a flat plates.
  • the reflector elements 4.1, 4.2 may also have another suitable shape or dimensions, this being or being determined in particular by the application or by the shape and size of the light-emitting diode array 6.
  • the light output 2 of the light-emitting diode array 6 connects directly to the light input 3 of the reflector elements 4.1 and 4.2.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 for example, the light-emitting diode array 6 are arranged above and below limiting. Also, the reflector elements 4.1 and 4.2 may alternatively be arranged laterally or further reflector elements, not shown, may be additionally arranged laterally.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2 obliquely, in particular obliquely outwards, for example, up and down with an opening angle ⁇ arranged to each other, so that in the emission direction R of the light emitting diode array, a distance a between the reflector elements 4.1 and 4.2 and thus an opening cross-section, in particular Radiation cross section increases.
  • the reflector elements 4.1, 4.2 are arranged, for example, with an inclination angle ⁇ of 5 ° to 25 °, preferably 15 ° to the plane of the emission direction R.
  • a desired emission characteristic is set with a light output side desired emission cross section, which corresponds for example approximately to the dimensions of a headlight.
  • the LED array 6 is mounted on a carrier 7, z. B. a plastic board, in particular a printed circuit board arranged.
  • the carrier 7 can be provided on the light-emitting diode side with a particular the light of the LED array 6 reflective layer.
  • the support 7 may advantageously be provided with a heat dissipating layer for heat dissipation of the heat generated by the LEDs 10 during operation.
  • the reflector elements 4.1 and 4.2, the light-bundling optical element 4.3 is arranged downstream.
  • the light-bundling optical element 4.3 is designed as an optical lens, in particular as a plano-convex lens.
  • the light-bundling optical element 4.3 is arranged, for example, in such a way that it adjoins the reflector elements 4.1 and 4.2 largely without a gap. Through this Arrangement, the generated and reflected radiation is efficiently detected and bundled.
  • the light-emitting diode array 6 radiates visible light in the form of electromagnetic radiation constantly in the emission direction R.
  • the radiation is reflected at the above and below the light-emitting diode array 6 arranged reflector elements 4.1 and 4.2 such that the divergence of the light is significantly reduced.
  • the reflection produces at least one virtual mirror image 5 of the light-emitting diode array 6, which can be imaged on the light output side by means of the reflector elements 4.1 and 4.2, so that the dimensions of the emission cross section obtained on the light output side are increased.
  • the virtual mirror image 5 can correspond, for example, in its extension of the double emission area B of the light-generating light-emitting diode array 6, this being significantly determined by a corresponding arrangement of the reflector elements 4.1 and 4.2.
  • the virtual mirror image 5 is formed respectively above and below the light-emitting diode array 6.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a light-emitting diode array 6 with a predetermined number of light-emitting diodes 10, which are arranged on the carrier 7 in rows and / or columns.
  • the light-emitting diode array 6 comprises, for example, a two-line arrangement of 16 light-emitting diodes 10 each, which are arranged as a structural unit on the carrier 7 shown in FIG.
  • the LED array 6 is as a Lambertian radiator executed.
  • the light-emitting diodes 10 have no housing and no lens. By such a configuration, the light density of the light emitted from the respective light emitting diode 10 is constant in all directions.
  • the light-emitting diode array 6 can be divided into a plurality of field areas 6.1 to 6.n, in each of which a predeterminable number of light-emitting diodes 10, that is to say only one light-emitting diode, is arranged.
  • the respective field areas 6.1 to 6.n as well as the light-emitting diodes 10 arranged in them can be switched on and / or off independently or as a function of each other.
  • a fading of vertical light regions can take place. This is achieved by the implementation of a vertical light / dark boundary by appropriate control of the LED array 6.
  • the light emitting diode fields 6.2. switched off or very dimmed back so that no light is emitted from this area.
  • the emission characteristic has a luminous field 6.2. corresponding non-illuminated area, which is limited by vertical light-dark boundaries, ie transition from 6.1 to 6.2 and transition from 6.2 to 6.3.
  • Lighting device also to hide areas from the Intelabstrahl plausible insects use.
  • a field region 6.1 to 6.n, for example, a lower field region 6.4 by appropriate control of the LEDs 10 have a radiation characteristic of a particular asymmetric low beam. Furthermore, by controlling this field area 6.4 and a Hinzuscrien another field area 6.3 a radiation characteristic of a high beam can be adjusted.
  • At least one vertical field region 6.3 or 6.1 of the LED field 6 can be switched on or off so that a generated headlight cone, i. the output-side light distribution 9, a steering position and a driving speed follows and a so-called cornering light is adjustable.
  • the control of the field areas 6.1 to 6.n and their light-emitting diodes 10 in dependence on, for example, the detected steering wheel angle.
  • the field areas 6.1 to 6.n can be arranged or divided differently.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the lighting device 1 according to the invention according to FIG. 1.
  • the light-emitting diodes 10 are combined in a predetermined number, for example in a row, to form a light-emitting diode array 6.
  • the light emitting diodes 10 form a structural unit and are arranged on the support 7.
  • the reflective optical elements 4.1 and 4.2 are arranged obliquely with increasing distance a from one another above and below the light-emitting diode array 6.
  • the light-bundling optical element 4.3 is arranged at the light output 8 of the reflector elements 4.1, 4.2, d. H. in a range of a maximum distance a between them.
  • the light-bundling optical element 4.3 is designed, for example, as a plano-convex lens and has a shape corresponding to a headlight model and, on the light output side of the lighting device 1, generates a light distribution 9, as shown in more detail in FIG.
  • the light emitted by the light-emitting diode array 6 at the light output 2 and the light reflected from the reflector elements 4.1 and 4.2 are detected and focused by the light-bundling optical element 4.3 in such a way that the largest possible area with a sufficiently good light density and light distribution 9 is given so that the illumination device 1 is used as a light source, in particular headlights.
  • Reflector elements 4.1, 4.2 of reflective light are generated.
  • FIG. 5 shows a further possible embodiment of a lighting device 1 according to the invention.
  • the light-emitting diode field 6 comprises, for example, a two-line arrangement of light-emitting diodes 10.
  • the light-bundling optical element 4.3 has a different lens shape.
  • FIG. 6 shows the light distribution 9 which can be set on the light output side when the light-emitting diode field 6 of the illumination device 1 shown in FIG. 5 is completely illuminated.
  • the lighting device 1 according to FIG. 5 by means of the lighting device 1 according to FIG. 5, three middle luminous fields L 1 to L 3 and two outer narrow luminous fields L 4 and L 5 are generated.

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Abstract

The invention relates to a lighting apparatus (1), particularly a headlamp on a vehicle, comprising a light-emitting diode array (6) composed of a prescribed number of light-emitting diodes (10) as light sources, wherein the lighting apparatus (1) has at least one reflector element (4.1, 4.2) and a light-concentrating optical element (4.3) arranged downstream thereof. In this case, the light-emitting diode array (6) has at least two associated reflector elements (4.1, 4.2) which delimit at least regions of the radiation field of the light-emitting diode array (6).

Description

Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeuges Lighting device of a vehicle

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einen Scheinwerfer eines Fahrzeuges, umfassend ein Leuchtdiodenfeld mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen, wobei dieThe invention relates to a lighting device, in particular a headlight of a vehicle, comprising a light emitting diode array with a predetermined number of light emitting diodes as light sources, wherein the

Beleuchtungsvorrichtung mehrere Reflektorelemente sowie ein diesen nachgeordnetes, lichtbündelndes Optikelement aufweist.Lighting device has a plurality of reflector elements and a subordinate thereto, lichtbündelndes optical element.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Beleuchtungsvorrichtungen, wie Scheinwerfer für ein Fahrzeug bekannt .Various lighting devices, such as headlamps for a vehicle are known from the prior art.

So beschreibt zum Beispiel die DE 103 14 524 Al einen Scheinwerfer mit einer Vielzahl von Scheinwerferelementen, die jeweils einen elektromagnetische Strahlung emittierenden Halbleiterchip in Form von Leuchtdioden als Lichtquellen umfasst. Die Leuchtdioden sind zu Teilbereichen zusammengefasst und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar. Dabei ist jeder Leuchtdiode ein Licht reflektierendes Primäroptikelement in Form eines optischen Konzentrators zugeordnet. Der optische Konzentrator weist einen Licht- oder Strahleneingang sowie einen Licht- oder Strahlenausgang auf und verringert eine Divergenz eines durch den Strahleneingang einfallenden Lichtes. Darüber hinaus ist dem Konzentrator ein weiteres optisches Element zur Bündelung des Lichts in Form einer optischen Linse, insbesondere eine Kondensorlinse nachgeordnet. Durch ein einer jeden Leuchtdiode zugeordnetes Primäroptikelement ist der Scheinwerfer besonders aufwändig und kostenintensiv.For example, DE 103 14 524 A1 describes a headlight with a plurality of headlight elements, each of which comprises a semiconductor chip emitting electromagnetic radiation in the form of light-emitting diodes as light sources. The light-emitting diodes are combined into subregions and independently switched on and off. In this case, each light-emitting diode is assigned a light-reflecting primary optics element in the form of an optical concentrator. The optical concentrator has a light or beam input and a light or beam output and reduces divergence of a light incident through the beam input. In addition, the concentrator is followed by a further optical element for focusing the light in the form of an optical lens, in particular a condenser lens. By a primary optics element associated with each light-emitting diode, the headlight is particularly complex and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug anzugeben, welche einfach und kostengünstig aufgebaut ist.The invention has for its object to provide a lighting device, in particular a headlight for a vehicle, which is simple and inexpensive.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Des Weiteren wird die Aufgabe hinsichtlich des Scheinwerfers durch die im Anspruch 17 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims. Furthermore, the object is achieved with respect to the headlamp by the features specified in claim 17.

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, umfassend ein Leuchtdiodenfeld mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen, wobei die Beleuchtungsvorrichtung mehrere Reflektorelemente sowie ein nachgeordnetes, lichtbündelndes Optikelement aufweist.The invention relates to a lighting device of a vehicle, comprising a light-emitting diode array having a predetermined number of light-emitting diodes as light sources, wherein the lighting device comprises a plurality of reflector elements and a downstream, lichtbündelndes optical element.

Um eine verbesserte Ausleuchtung eines Bereiches in einem insbesondere vorausliegenden Verkehrsraum durch eine höhere Leuchtdichte am Lichtausgang zu erreichen, sind erfindungsgemäß dem Leuchtdiodenfeld mindestens zwei Reflektorelemente zugeordnet, die derart angeordnet sind, dass sie das Strahlungsfeld des Leuchtdiodenfelds zumindest bereichsweise begrenzen.In order to achieve an improved illumination of an area in a traffic space lying ahead in particular by a higher luminance at the light exit, the light-emitting diode array according to the invention at least two reflector elements are assigned, which are arranged such that they limit the radiation field of the light emitting diode array at least partially.

Bevorzugt sind die reflektierenden Optikelemente oder Reflektorelemente (im Weiteren Reflektorelemente genannt) derart angeordnet, dass das vom Leuchtdiodenfeld, insbesondere von den Leuchtdioden abgestrahlte Licht effizient einfach oder mehrfach reflektiert wird, wodurch die Lichtverteilung und Lichtdichte am Lichtausgang verbessert wird. Durch die Reflexion des abgestrahlten Lichts entsteht ein virtuelles Spiegelbild des Leuchtdiodenfeldes, welches mittels des lichtbündelnden Optikelements, welches den Reflektorelementen nachgeordnet ist, ebenfalls abbildbar ist, so dass eine bessere Lichtverteilung und höhere Leuchtdichte erzielt ist.The reflective optical elements or reflector elements (referred to below as reflector elements) are preferably arranged such that the light emitted by the light-emitting diode array, in particular by the light-emitting diodes, is efficiently simply or multiply reflected, whereby the light distribution and light density at the light output is improved. The reflection of the radiated light creates a virtual mirror image of the light-emitting diode field, which by means of the light-bundling optical element, which is arranged downstream of the reflector elements, can also be imaged, so that a better light distribution and higher luminance is achieved.

Das vom Leuchtdiodenfeld und somit von deren Leuchtdioden abgestrahlte Licht ist mittels der erfindungsgemäß angeordneten Reflektorelemente optimal genutzt. Anhand der Zuordnung der Reflektorelemente zu einem gesamten Leuchtdiodenfeld ist eine kostengünstige Bauweise realisiert. Zudem ist ein Gesamtgewicht der Beleuchtungsvorrichtung vorteilhaft verringert.The light emitted by the light-emitting diode field and thus by its light-emitting diodes is optimally utilized by means of the reflector elements arranged according to the invention. Based on the assignment of the reflector elements to an entire light-emitting diode array, a cost-effective design is realized. In addition, a total weight of the lighting device is advantageously reduced.

Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind bevorzugt zumindest eines der Reflektorelemente oberhalb und zumindest das andere reflektierende Optikelement unterhalb des Leuchtdiodenfeldes oder beide seitlich des Leuchtdiodenfeldes angeordnet.In the case of the illumination device according to the invention, at least one of the reflector elements above and at least the other reflective optical element are preferably arranged below the light-emitting diode array or both laterally of the light-emitting diode array.

Dabei sind die Reflektorelemente bevorzugt derart in Abstrahlrichtung gesehen schräg angeordnet, dass der von den beiden Reflektorelementen begrenzte Öffnungsquerschnitt der Beleuchtungsvorrichtung in Abstrahlrichtung zunimmt. Somit wird durch die schräge Anordnung der ausgangsseitige Strahlungsquerschnitt in Abstrahlrichtung vergrößert.In this case, the reflector elements are preferably arranged obliquely, viewed in the emission direction, such that the opening cross-section of the illumination device delimited by the two reflector elements increases in the emission direction. Thus, the oblique arrangement of the output-side radiation cross section in the emission direction is increased.

Hierzu sind die Reflektorelemente beispielsweise schräg nach oben sowie schräg nach unten angeordnet, so dass sie den Öffnungswinkel einschließen und eine gewünschte, insbesondere kegelförmige Abstrahlcharakteristik ermöglichen. Auch können die Reflektorelemente seitlich schräg nach außen gerichtet angeordnet sein. Insbesondere sind die Reflektorelemente als ebene Platten, insbesondere Spiegelplatten ausgeführt.For this purpose, the reflector elements are arranged, for example obliquely upwards and obliquely downwards, so that they enclose the opening angle and allow a desired, in particular conical emission characteristic. Also, the reflector elements can be arranged laterally directed obliquely outwards. In particular, the reflector elements are designed as flat plates, in particular mirror plates.

Je nach Form und Aufbau des Leuchtdiodenfelds können die Reflektorelemente auch eine andere beliebige Form, beispielsweise eine gewölbte, zylindrische oder halbkugelförmige Oberfläche aufweisen.Depending on the shape and construction of the light-emitting diode array, the reflector elements can also have any other desired shape, For example, have a curved, cylindrical or hemispherical surface.

Je nach gewünschter Abstrahlcharakteristik sind die Reflektorelemente mit einem vorgebbaren Neigungswinkel von 5° bis 25° zur Ebene der Abstrahlrichtung angeordnet. Bevorzugt beträgt der Neigungswinkel etwa 15°.Depending on the desired radiation characteristic, the reflector elements are arranged with a predeterminable inclination angle of 5 ° to 25 ° to the plane of the emission direction. Preferably, the inclination angle is about 15 °.

In einer möglichen Ausführungsform sind die Reflektorelemente und das Leuchtdiodenfeld weitgehend spaltfrei zueinander angeordnet. Auch kann insbesondere zwischen dem Leuchtdiodenfeld und den angrenzenden Reflektorelementen bzw. zwischen den Reflektorelementen und dem nachgeordneten Optikelement ein Spalt vorgesehen sein, welcher beispielsweise mit einem festen oder viskosen Material versehen ist, um Lichtverluste zu vermeiden.In one possible embodiment, the reflector elements and the light-emitting diode array are arranged largely free of each other. Also, in particular between the light-emitting diode array and the adjacent reflector elements or between the reflector elements and the downstream optical element, a gap may be provided, which is provided for example with a solid or viscous material to avoid light losses.

In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eines der Reflektorelemente als Metallspiegel oder bedampftes Spiegelelement ausgeführt. Besonders bevorzugt sind jedoch beide Reflektorelemente als Metallspiegel und/oder bedampfte Spiegelelemente ausgeführt. Durch eine derartig gute, weitgehend total reflektierende Reflexionsoberfläche der Reflektorelemente sind Lichtverluste weitgehend vermieden.In a further embodiment, at least one of the reflector elements is designed as a metal mirror or vapor-deposited mirror element. However, both reflector elements are particularly preferably designed as metal mirrors and / or vapor-coated mirror elements. By such a good, largely totally reflective reflection surface of the reflector elements light losses are largely avoided.

Vorzugsweise bilden alle Leuchtdioden des Leuchtdiodenfeldes der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung eine Baueinheit und sind auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Der Träger kann beispielsweise eine Kunststoffplatine oder eine andere geeignete Trägereinheit sein, auf der die Leuchtdioden als Halbleiterbauelemente und insbesondere miteinander elektrisch verschaltet angeordnet sind, so dass der Träger und die Leuchtdioden einen Halbleiteranordnung bilden.Preferably, all LEDs of the light-emitting diode array of the lighting device according to the invention form a structural unit and are arranged on a common carrier. The carrier can be, for example, a plastic board or another suitable carrier unit, on which the light-emitting diodes are arranged as semiconductor components and in particular electrically interconnected, such that the carrier and the light-emitting diodes form a semiconductor arrangement.

Dabei können die Reflektorelemente in einer vorteilhaften Ausgestaltung ebenfalls am Träger angeordnet, insbesondere befestigt sein, so dass kein Spalt zwischen Reflektorelement und Leuchtdiodenfeld gegeben ist.In an advantageous embodiment, the reflector elements can also be arranged on the carrier, in particular be attached so that no gap between the reflector element and LED array is given.

In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung können Leuchtdioden unterschiedlicher Farbgebung, beispielsweise zur Signaldarstellung und/oder zu Designzwecken auf dem Träger angeordnet sein.In one possible embodiment of the invention, light-emitting diodes of different colors, for example for signal presentation and / or for design purposes, may be arranged on the carrier.

Besonders bevorzugt ist das Leuchtdiodenfeld als ein so genannter Lambertscher Strahler ausgeführt. Hierbei weisen die Leuchtdioden des zu reflektierenden Leuchtdiodenfeldes weder ein Gehäuse noch eine Linse auf. Dadurch ist eine Dichte des durch das Leuchtdiodenfeldes abgestrahlten Lichts in alle Richtungen konstant.Particularly preferably, the LED array is designed as a so-called Lambertian radiator. In this case, the light-emitting diodes of the light-emitting diode field to be reflected have neither a housing nor a lens. As a result, a density of the light emitted by the light-emitting diode field is constant in all directions.

Für eine Bündelung des durch die Leuchtdioden abgestrahlten Lichts sowie des mittels der Reflektorelemente reflektierten Lichts ist ein optisches Element (im Weiteren Optikelement genannt) vorgesehen, das insbesondere den Reflektorelementen nachgeordnet und somit am Lichtausgang derFor bundling the light emitted by the light-emitting diodes and the light reflected by the reflector elements, an optical element (referred to below as an optical element) is provided which, in particular, is arranged downstream of the reflector elements and thus at the light exit

Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Bevorzugt ist hierbei das Optikelement als optische Linse ausgeführt. Dabei ist die optische Linse beispielsweise als eine Plankonvexlinse ausgeführt .Lighting device is arranged. In this case, the optical element is preferably designed as an optical lens. In this case, the optical lens is designed, for example, as a plano-convex lens.

Das Leuchtdiodenfeld der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann vorteilhaft in mehrere Feldbereiche unterteilt sein, in welche jeweils mehrere Leuchtdioden zeilen- und/oder spaltenförmig angeordnet sind.The light-emitting diode array of the lighting device according to the invention can advantageously be subdivided into a plurality of field regions, in each of which several light-emitting diodes are arranged in rows and / or columns.

Durch eine entsprechende Anordnung bzw. Ansteuerung der Leuchtdioden eines oder mehrerer Feldbereiche kann das vom Leuchtdiodenfeld abgestrahlte Licht eine gewünschte Abstrahlcharakteristik aufweisen. Beispielsweise können die Feldbereich derart angeordnet oder gesteuert sein, dass eine ein insbesondere asymmetrisches Abblendlicht oder ein Fernlicht repräsentierende Abstrahlcharakteristik eingestellt ist.By a corresponding arrangement or control of the light-emitting diodes of one or more field regions, the light emitted by the light-emitting diode field can have a desired emission characteristic. For example, the field region may be arranged or controlled in such a way that one in particular asymmetrical dipped beam or High beam representing radiation characteristic is set.

Dabei können alle Leuchtdioden eines oder mehrerer Feldbereiche synchron oder asynchron ein- oder ausgeschaltet oder gedimmt werden. Auch können einzelne Leuchtdioden ein- oder ausgeschaltet oder gedimmt werden.In this case, all light-emitting diodes of one or more field regions can be switched on or off or dimmed synchronously or asynchronously. Also, individual LEDs can be switched on or off or dimmed.

Auch kann wenigstens ein Feldbereich des Leuchtdiodenfeldes derart steuerbar sein, dass dessen Abstrahlcharakteristik in Abhängigkeit einer Lenkstellung und beispielsweise einer Fahrgeschwindigkeit einer Fahrtrichtung des Fahrzeuges folgt.Also, at least one field region of the light-emitting diode array can be controlled such that its emission characteristic follows a function of a steering position and, for example, a driving speed of a direction of travel of the vehicle.

Eine derartige, als Lambertscher Oberflächenstrahler wirkende Beleuchtungsvorrichtung eignet sich insbesondere als Scheinwerfer für ein Fahrzeug.Such, acting as Lambertian surface radiator lighting device is particularly suitable as a headlight for a vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

Fig. 1 schematisch in Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße, als Scheinwerfer geeignete Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeuges mit einem durch Reflektorelemente und ein Optikelement begrenztes Leuchtdiodenfeld,1 is a schematic sectional view of an inventive, suitable as a headlamp lighting device of a vehicle with a limited by reflector elements and an optical element LED field,

Fig. 2 schematisch ein Leuchtdiodenfeld im Detail in Draufsicht,2 shows schematically a light-emitting diode field in detail in plan view,

Fig. 3 schematisch eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß Figur 1,FIG. 3 schematically shows a perspective view of the lighting device according to the invention according to FIG. 1, FIG.

Fig. 4 schematisch eine erzeugte Lichtverteilung der erfindungsgemäßen BeleuchtungsVorrichtung, Fig. 5 schematisch eine weitere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit veränderter Anordnung und veränderter Form des lichtbündelnden Optikelements, und4 shows schematically a generated light distribution of the illumination device according to the invention, 5 schematically shows a further perspective view of the lighting device according to the invention with a modified arrangement and modified shape of the light-bundling optical element, and

Fig. 6 schematisch eine erzeugte Lichtverteilung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß Figur 5.6 shows schematically a generated light distribution of the illumination device according to the invention according to FIG. 5.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst ein Leuchtdiodenfeld 6. Für eine Anwendung der Beleuchtungsvorrichtung 1 als Scheinwerfer für ein Fahrzeug sind dem Leuchtdiodenfeld 6 zwei Reflektorelemente 4.1 und 4.2 zugeordnet und lichtausgangsseitig den beiden Reflektorelementen 4.1 und 4.2 ein Optikelement 4.3 nachgeordnet.The illumination device 1 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a light-emitting diode array 6. For an application of the illumination device 1 as a headlight for a vehicle, two reflector elements 4.1 and 4.2 are assigned to the light-emitting diode array 6 and an optical element 4.3 is arranged downstream of the two reflector elements 4.1 and 4.2 on the light output side.

Dabei sind die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 derart am Leuchtdiodenfeld 6 angeordnet, dass sie dessen Strahlungsfeld in Strahlungsrichtung R zumindest bereichsweise zwischen Lichtausgang 2 des Leuchtdiodenfelds 6 und Lichteingang 11 des Optikelements 4.3 begrenzen.In this case, the reflector elements 4.1 and 4.2 are arranged on the light-emitting diode array 6 such that they limit its radiation field in the radiation direction R at least in regions between the light output 2 of the light-emitting diode array 6 and the light input 11 of the optical element 4.3.

Bevorzugt sind die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 spaltfrei am Leuchtdiodenfeld 2 angeordnet, so dass der Lichtausgang 2 des Leuchtdiodenfelds 6 den Lichteingang 3 der Reflektorelemente 4.1, 4.2 bildet.The reflector elements 4.1 and 4.2 are preferably arranged gap-free on the light-emitting diode array 2, so that the light output 2 of the light-emitting diode array 6 forms the light input 3 of the reflector elements 4.1, 4.2.

Für eine möglichst gute lichtausgangsseitige Lichtverteilung 9 sind die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 derart am Leuchtdiodenfeld 6 angeordnet, dass das vom Leuchtdiodenfeld 6 abgestrahlte Licht einfach oder mehrfach in Strahlungsrichtung R reflektiert wird. Für eine möglichst gute Reflektion kann bzw. können der oder die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 beispielsweise als Spiegelelemente, insbesondere Metallspiegel oder bedampfte Spiegelelemente oder in einer anderen geeigneten Art ausgeführt sein.For the best possible light output-side light distribution 9, the reflector elements 4.1 and 4.2 are arranged on the light-emitting diode array 6 such that the light emitted by the light emitting diode array 6 is reflected once or several times in the radiation direction R. For as possible good reflection can or can be carried out or the reflector elements 4.1 and 4.2, for example, as mirror elements, in particular metal mirror or vapor-deposited mirror elements or in any other suitable manner.

Dabei ist es ausreichend, wenn insbesondere eine dem Leuchtdiodenfeld 6 und dem Strahlungsfeld zugewandte Fläche Ai und A2 der Reflektorelemente 4.1 und 4.2 mit einem für ein von dem Leuchtdiodenfeld 6 ausgesandtes Licht reflektierenden Material, beispielsweise Aluminium beschichtet ist.It is sufficient if in particular a light emitting diode array 6 and the radiation field facing surface Ai and A 2 of the reflector elements 4.1 and 4.2 is coated with a light emitted from the light emitting diode array 6 light material, such as aluminum.

Auch können die Reflektorelemente 4.1, 4.2 einseitig, in Richtung des Strahlungsfeldes als Metallspiegel oder als bedampftes Spiegelelement ausgeführt sein.The reflector elements 4.1, 4.2 can be designed on one side, in the direction of the radiation field as a metal mirror or as a vapor-coated mirror element.

Ferner können für verschiedene Abstrahlcharakteristiken die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 unterschiedlich reflektierend beispielsweise mit entsprechenden Oberflächenstrukturen ausgeführt sein.Furthermore, for different emission characteristics, the reflector elements 4.1 and 4.2 can be embodied differently reflecting, for example with corresponding surface structures.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind die Reflektorelemente 4.1, 4.2 bevorzugt als ebene Platten ausgebildet. Auch können die Reflektorelemente 4.1, 4.2 eine andere geeignete Form oder Abmessungen aufweisen, wobei diese insbesondere durch die Anwendung bzw. durch die Form und Größe des Leuchtdiodenfelds 6 bestimmt wird bzw. werden.In the embodiment of Figure 1, the reflector elements 4.1, 4.2 are preferably formed as a flat plates. The reflector elements 4.1, 4.2 may also have another suitable shape or dimensions, this being or being determined in particular by the application or by the shape and size of the light-emitting diode array 6.

Der Lichtausgang 2 des Leuchtdiodenfelds 6 schließt direkt an den Lichteingang 3 der Reflektorelemente 4.1 und 4.2 an. Dabei sind die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 beispielsweise das Leuchtdiodenfeld 6 ober- und unterhalb begrenzend angeordnet. Auch können die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 alternativ seitlich angeordnet sein oder weitere, nicht näher dargestellte Reflektorelemente zusätzlich seitlich angeordnet sein . Darüber hinaus sind die Reflektorelemente 4.1 und 4.2 schräg, insbesondere schräg nach außen, beispielsweise nach oben und unten mit einem Öffnungswinkels α zueinander angeordnet, so dass in Abstrahlrichtung R des Leuchtdiodenfeldes ein Abstand a zwischen den Reflektorelementen 4.1 und 4.2 und somit ein Öffnungsquerschnitt, insbesondere der Strahlungsquerschnitt zunimmt. Die Reflektorelemente 4.1, 4.2 sind beispielsweise mit einem Neigungswinkel ß von 5° bis 25°, bevorzugt 15° zur Ebene der Abstrahlrichtung R angeordnet .The light output 2 of the light-emitting diode array 6 connects directly to the light input 3 of the reflector elements 4.1 and 4.2. The reflector elements 4.1 and 4.2, for example, the light-emitting diode array 6 are arranged above and below limiting. Also, the reflector elements 4.1 and 4.2 may alternatively be arranged laterally or further reflector elements, not shown, may be additionally arranged laterally. In addition, the reflector elements 4.1 and 4.2 obliquely, in particular obliquely outwards, for example, up and down with an opening angle α arranged to each other, so that in the emission direction R of the light emitting diode array, a distance a between the reflector elements 4.1 and 4.2 and thus an opening cross-section, in particular Radiation cross section increases. The reflector elements 4.1, 4.2 are arranged, for example, with an inclination angle β of 5 ° to 25 °, preferably 15 ° to the plane of the emission direction R.

Bevorzugt wird anhand des Abstandes a sowie anhand des Öffnungswinkels α, der insbesondere kleiner 90°, vorzugsweise 35° bis 45° ist, eine gewünschte Abstrahlcharakteristik mit einem lichtausgangsseitig gewünschten Abstrahlquerschnitt eingestellt, der beispielsweise in etwa den Abmessungen eines Scheinwerfers entspricht.On the basis of the distance a and on the basis of the opening angle α, which is in particular less than 90 °, preferably 35 ° to 45 °, a desired emission characteristic is set with a light output side desired emission cross section, which corresponds for example approximately to the dimensions of a headlight.

Das Leuchtdiodenfeld 6 ist auf einem Träger 7, z. B. eine Kunststoffplatine, insbesondere einer Leiterplatine angeordnet. Der Träger 7 kann dabei auf der Leuchtdiodenseite mit einer insbesondere das Licht des Leuchtdiodenfelds 6 reflektierenden Schicht versehen sein. Zusätzlich kann der Träger 7 vorteilhaft mit einer wärmeableitenden Schicht zur Wärmeableitung der von den Leuchtdioden 10 im Betrieb erzeugten Wärme versehen sein.The LED array 6 is mounted on a carrier 7, z. B. a plastic board, in particular a printed circuit board arranged. The carrier 7 can be provided on the light-emitting diode side with a particular the light of the LED array 6 reflective layer. In addition, the support 7 may advantageously be provided with a heat dissipating layer for heat dissipation of the heat generated by the LEDs 10 during operation.

Den Reflektorelementen 4.1 und 4.2 ist das lichtbündelnde Optikelement 4.3 nachgeordnet. Das lichtbündelnde Optikelement 4.3 ist als eine optische Linse, insbesondere als eine Plankonvexlinse ausgeführt.The reflector elements 4.1 and 4.2, the light-bundling optical element 4.3 is arranged downstream. The light-bundling optical element 4.3 is designed as an optical lens, in particular as a plano-convex lens.

Das lichtbündelnde Optikelement 4.3 ist beispielsweise derart angeordnet, dass sich dieses weitgehend spaltfrei an den Reflektorelementen 4.1 und 4.2 anschließt. Durch diese Anordnung wird die erzeugte sowie reflektierte Strahlung effizient erfasst und gebündelt.The light-bundling optical element 4.3 is arranged, for example, in such a way that it adjoins the reflector elements 4.1 and 4.2 largely without a gap. Through this Arrangement, the generated and reflected radiation is efficiently detected and bundled.

Im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 strahlt das Leuchtdiodenfeld 6 sichtbares Licht in Form elektromagnetischer Strahlung konstant in Abstrahlrichtung R aus. Die Strahlung wird an den ober- und unterhalb des Leuchtdiodenfeldes 6 angeordneten Reflektorelementen 4.1 und 4.2 derart reflektiert, dass die Divergenz des Lichts deutlich reduziert ist.During operation of the lighting device 1, the light-emitting diode array 6 radiates visible light in the form of electromagnetic radiation constantly in the emission direction R. The radiation is reflected at the above and below the light-emitting diode array 6 arranged reflector elements 4.1 and 4.2 such that the divergence of the light is significantly reduced.

Ferner entsteht durch die Reflexion mindestens ein virtuelles Spiegelbild 5 des Leuchtdiodenfelds 6, das mittels der Reflektorelemente 4.1 und 4.2 lichtausgangsseitig abbildbar ist, so dass die Abmessungen des lichtausgangsseitig erzielten Abstrahlquerschnitts vergrößert sind.Furthermore, the reflection produces at least one virtual mirror image 5 of the light-emitting diode array 6, which can be imaged on the light output side by means of the reflector elements 4.1 and 4.2, so that the dimensions of the emission cross section obtained on the light output side are increased.

Bei einer Anordnung der Reflektorelemente 4.1 und 4.2 ober- bzw. unterhalb des Leuchtdiodenfelds 6 wird somit die Höhe des Abstrahlquerschnitts und des Ausleuchtbereiches entsprechend vergrößert. Das virtuelle Spiegelbild 5 kann dabei beispielsweise in seiner Ausdehnung der zweifachen Abstrahlfläche B des Licht erzeugenden Leuchtdiodenfelds 6 entsprechen, wobei dies maßgeblich durch eine entsprechende Anordnung der Reflektorelemente 4.1 und 4.2 bestimmt ist. In dem Ausführungsbeispiel entsteht das virtuelle Spiegelbild 5 jeweils ober- und unterhalb des Leuchtdiodenfelds 6.With an arrangement of the reflector elements 4.1 and 4.2 above or below the light emitting diode array 6, the height of the emission cross section and the illumination area is thus correspondingly increased. The virtual mirror image 5 can correspond, for example, in its extension of the double emission area B of the light-generating light-emitting diode array 6, this being significantly determined by a corresponding arrangement of the reflector elements 4.1 and 4.2. In the exemplary embodiment, the virtual mirror image 5 is formed respectively above and below the light-emitting diode array 6.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Leuchtdiodenfeld 6 mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden 10, die zeilen- und/oder spaltenförmig auf dem Träger 7 angeordnet sind, dargestellt.FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a light-emitting diode array 6 with a predetermined number of light-emitting diodes 10, which are arranged on the carrier 7 in rows and / or columns.

Das Leuchtdiodenfeld 6 umfasst beispielsweise eine zweizeilige Anordnung von jeweils 16 Leuchtdioden 10, die als eine Baueinheit auf dem in Figur 1 dargestellten Träger 7 angeordnet sind. Das Leuchtdiodenfeld 6 ist als ein Lambertscher Strahler ausgeführt. Hierbei weisen die Leuchtdioden 10 kein Gehäuse und keine Linse auf. Durch eine derartige Ausbildung ist die Lichtdichte des von der jeweiligen Leuchtdiode 10 abgestrahlten Lichts in alle Richtungen konstant.The light-emitting diode array 6 comprises, for example, a two-line arrangement of 16 light-emitting diodes 10 each, which are arranged as a structural unit on the carrier 7 shown in FIG. The LED array 6 is as a Lambertian radiator executed. In this case, the light-emitting diodes 10 have no housing and no lens. By such a configuration, the light density of the light emitted from the respective light emitting diode 10 is constant in all directions.

Das Leuchtdiodenfeld 6 kann in mehrere Feldbereiche 6.1 bis 6.n unterteilt sein, in denen jeweils eine vorgebbare Anzahl von Leuchtdioden 10, also auch nur eine Leuchtdiode, angeordnet ist. Die jeweiligen Feldbereichen 6.1 bis 6.n sowie die in diesen angeordneten Leuchtdioden 10 können unabhängig oder abhängig voneinander ein- und/oder ausgeschaltet werden.The light-emitting diode array 6 can be divided into a plurality of field areas 6.1 to 6.n, in each of which a predeterminable number of light-emitting diodes 10, that is to say only one light-emitting diode, is arranged. The respective field areas 6.1 to 6.n as well as the light-emitting diodes 10 arranged in them can be switched on and / or off independently or as a function of each other.

Darüber hinaus kann anhand der Unterteilung des Leuchtdiodenfelds 6 ein Ausblenden von vertikalen Lichtbereichen erfolgen. Dies wird über die Umsetzung einer vertikalen Hell-/Dunkel-Grenze durch entsprechende Steuerung des Leuchtdiodenfeldes 6 erzielt. Dies ist beispielhaft aus der Figur 2 zu entnehmen. Hier sind die Leuchtdiodenfelder 6.2. abgeschaltet bzw. sehr stark zurückgedimmt , so dass aus diesem Bereich kein Licht ausgesandt wird. Die Abstrahlcharakteristik weist einen dem Leuchtfeld 6.2. korrespondierenden, nicht beleuchteten Bereich auf, welcher über vertikale Hell-Dunkel-Grenzen, also Übergang von 6.1 zu 6.2 und Übergang von 6.2 zu 6.3, begrenzt ist.In addition, on the basis of the subdivision of the light-emitting diode array 6, a fading of vertical light regions can take place. This is achieved by the implementation of a vertical light / dark boundary by appropriate control of the LED array 6. This can be seen by way of example from FIG. Here are the light emitting diode fields 6.2. switched off or very dimmed back so that no light is emitted from this area. The emission characteristic has a luminous field 6.2. corresponding non-illuminated area, which is limited by vertical light-dark boundaries, ie transition from 6.1 to 6.2 and transition from 6.2 to 6.3.

Hierdurch ist es möglich die erfindungsgemäßeThis makes it possible the invention

Beleuchtungsvorrichtung auch zum Ausblenden von Bereichen aus der Gesamtabstrahlcharakteristik einzusetzen.Lighting device also to hide areas from the Gesamtabstrahlcharakteristik use.

Zudem kann ein Feldbereich 6.1 bis 6.n, beispielsweise ein unterer Feldbereich 6.4, durch entsprechende Steuerung der Leuchtdioden 10 eine Abstrahlcharakteristik eines insbesondere asymmetrischen Abblendlichts aufweisen. Ferner kann durch Steuerung dieses Feldbereichs 6.4 und eine Hinzuschaltung eines weiteren Feldbereiches 6.3 eine Abstrahlcharakteristik eines Fernlichtes eingestellt werden.In addition, a field region 6.1 to 6.n, for example, a lower field region 6.4, by appropriate control of the LEDs 10 have a radiation characteristic of a particular asymmetric low beam. Furthermore, by controlling this field area 6.4 and a Hinzuschaltung another field area 6.3 a radiation characteristic of a high beam can be adjusted.

Bei eingeschaltetem Fernlicht oder Abblendlicht kann darüber hinaus beispielsweise wenigstens ein vertikaler Feldbereich 6.3 oder 6.1 des Leuchtdiodenfeldes 6 zugeschaltet oder abgeschaltet werden, so dass ein erzeugter Scheinwerferkegel, d.h. die ausgangsseitige Lichtverteilung 9, einer Lenkstellung und einer Fahrgeschwindigkeit folgt und ein so genanntes Kurvenlicht einstellbar ist. Dabei erfolgt die Steuerung der Feldbereiche 6.1 bis 6.n und deren Leuchtdioden 10 in Abhängigkeit beispielsweise vom erfassten Lenkradwinkel.In addition, when the high beam or dipped beam is switched on, for example, at least one vertical field region 6.3 or 6.1 of the LED field 6 can be switched on or off so that a generated headlight cone, i. the output-side light distribution 9, a steering position and a driving speed follows and a so-called cornering light is adjustable. In this case, the control of the field areas 6.1 to 6.n and their light-emitting diodes 10 in dependence on, for example, the detected steering wheel angle.

Auch können die Feldbereiche 6.1 bis 6.n verschiedenartig angeordnet oder aufgeteilt sein.Also, the field areas 6.1 to 6.n can be arranged or divided differently.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1. Die Leuchtdioden 10 sind in einer vorgegebenen Anzahl, beispielsweise in einer Zeile zu einem Leuchtdiodenfeld 6 zusammengefasst . Die Leuchtdioden 10 bilden eine Baueinheit und sind auf dem Träger 7 angeordnet.3 shows a perspective view of the lighting device 1 according to the invention according to FIG. 1. The light-emitting diodes 10 are combined in a predetermined number, for example in a row, to form a light-emitting diode array 6. The light emitting diodes 10 form a structural unit and are arranged on the support 7.

Die reflektierenden Optikelemente 4.1 und 4.2 sind, wie in Figur 1 beschrieben, schräg verlaufend mit zunehmenden Abstand a zueinander ober- und unterhalb des Leuchtdiodenfelds 6 angeordnet. Am Lichtausgang 8 der Reflektorelemente 4.1, 4.2, d. h. in einem Bereich eines maximalen Abstandes a zwischen diesen, ist das lichtbündelnde Optikelement 4.3 angeordnet.As is described in FIG. 1, the reflective optical elements 4.1 and 4.2 are arranged obliquely with increasing distance a from one another above and below the light-emitting diode array 6. At the light output 8 of the reflector elements 4.1, 4.2, d. H. in a range of a maximum distance a between them, the light-bundling optical element 4.3 is arranged.

Das lichtbündelnde Optikelement 4.3 ist beispielsweise als eine Plankonvexlinse ausgeführt und weist eine zu einem Scheinwerfermodell korrespondierende Form auf und erzeugt lichtausgangsseitig der Beleuchtungsvorrichtung 1 eine Lichtverteilung 9, wie sie in Figur 4 näher dargestellt ist. Das von dem Leuchtdiodenfeld 6 am Lichtausgang 2 abgestrahlte Licht sowie das von den Reflektorelementen 4.1 und 4.2 reflektierte Licht werden von dem lichtbündelnden Optikelement 4.3 derart erfasst und gebündelt, dass ein größtmöglicher Bereich mit einer hinreichend guten Lichtdichte und Lichtverteilung 9 gegeben ist, so dass die Beleuchtungsvorrichtung 1 als Leuchtmittel, insbesondere Scheinwerfer einsetzbar ist. Dabei ist bei einem einzeiligen Leuchtdiodenfeld 6 eine Lichtverteilung 9 mit einem mittigen großen Leuchtfeld Ll des Leuchtdiodenfelds 6 und oberhalb und unterhalb von diesem jeweils mit einem weiteren Leuchtfeld L2 bzw. L3 gegeben, welche anhand des von denThe light-bundling optical element 4.3 is designed, for example, as a plano-convex lens and has a shape corresponding to a headlight model and, on the light output side of the lighting device 1, generates a light distribution 9, as shown in more detail in FIG. The light emitted by the light-emitting diode array 6 at the light output 2 and the light reflected from the reflector elements 4.1 and 4.2 are detected and focused by the light-bundling optical element 4.3 in such a way that the largest possible area with a sufficiently good light density and light distribution 9 is given so that the illumination device 1 is used as a light source, in particular headlights. In this case, given a single-row light-emitting diode array 6, a light distribution 9 with a central large light field Ll of the light-emitting diode array 6 and above and below it is given in each case with a further light field L2 or L3, which is based on the

Reflektorelementen 4.1, 4.2 reflektierenden Lichts erzeugt werden.Reflector elements 4.1, 4.2 of reflective light are generated.

Figur 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1. Das Leuchtdiodenfeld 6 umfasst beispielsweise eine zweizeilige Anordnung von Leuchtdioden 10. Das lichtbündelnde Optikelement 4.3 weist eine andere Linsenform auf.FIG. 5 shows a further possible embodiment of a lighting device 1 according to the invention. The light-emitting diode field 6 comprises, for example, a two-line arrangement of light-emitting diodes 10. The light-bundling optical element 4.3 has a different lens shape.

In Figur 6 ist die lichtausgangsseitig einstellbare Lichtverteilung 9 bei vollständig leuchtenden Leuchtdiodenfeld 6 der in Figur 5 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung 1 gezeigt. Dabei werden mittels der Beleuchtungsvorrichtung 1 nach Figur 5 drei mittlere Leuchtfelder Ll bis L3 und zwei äußere schmale Leuchtfelder L4 und L5 erzeugt. FIG. 6 shows the light distribution 9 which can be set on the light output side when the light-emitting diode field 6 of the illumination device 1 shown in FIG. 5 is completely illuminated. In this case, by means of the lighting device 1 according to FIG. 5, three middle luminous fields L 1 to L 3 and two outer narrow luminous fields L 4 and L 5 are generated.

Claims

Patentansprüche claims 1. Beleuchtungsvorrichtung (1), insbesondere Scheinwerfer eines Fahrzeuges, umfassend ein Leuchtdiodenfeld (6) mit einer vorgegebenen Anzahl von Leuchtdioden als Lichtquellen, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) mehrere Licht Reflektorelemente (4.1, 4.2) sowie ein diesen nachgeordnetes und lichtbündelndes Optikelement (4.3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Reflektorelemente (4.1, 4.2) dem Leuchtdiodenfeld (6) zugeordnet sind und derart angeordnet sind, dass sie dessen Strahlungsfeld zumindest bereichsweise begrenzen.1. lighting device (1), in particular headlights of a vehicle, comprising a light-emitting diode array (6) with a predetermined number of light-emitting diodes as light sources, the lighting device (1) a plurality of light reflector elements (4.1, 4.2) and a subordinate thereto and lichtbündelndes optical element (4.3 ), characterized in that the at least two reflector elements (4.1, 4.2) are associated with the light emitting diode array (6) and are arranged such that they limit the radiation field at least in regions. 2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Reflektorelemente (4.1, 4.2) derart angeordnet sind, dass das von dem Leuchtdiodenfeld (6) abgestrahlte Licht einfach oder mehrfach reflektiert wird.2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the at least two reflector elements (4.1, 4.2) are arranged such that the light emitted from the light emitting diode array (6) light is simply or multiply reflected. 3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Reflektorelemente (4.1) oberhalb und zumindest das andere Reflektorelement (4.2) unterhalb des Leuchtdiodenfeldes (6) und/oder beide seitlich des Leuchtdiodenfeldes (6) angeordnet sind. 3. Lighting device according to claim 2, characterized in that at least one of the reflector elements (4.1) above and at least the other reflector element (4.2) below the light emitting diode array (6) and / or both side of the light emitting diode array (6) are arranged. 4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorelemente (4.1, 4.2) in Abstrahlrichtung (R) gesehen derart schräg angeordnet sind, dass der von den beiden Reflektorelementen (4.1, 4.2) begrenzte Öffnungsquerschnitt in Abstrahlrichtung (R) zunimmt.4. Lighting device according to claim 2 or 3, characterized in that the reflector elements (4.1, 4.2) seen in the emission direction (R) are arranged obliquely, that of the two reflector elements (4.1, 4.2) limited opening cross section in the emission direction (R) increases , 5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorelemente (4.1, 4.2) mit einem Neigungswinkel (ß) von 5° bis 25° zur Ebene der Abstrahlrichtung (R) angeordnet sind.5. Lighting device according to claim 4, characterized in that the reflector elements (4.1, 4.2) with an inclination angle (ß) of 5 ° to 25 ° to the plane of the emission direction (R) are arranged. 6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorelemente (4.1 bis 4.3) und das Leuchtdiodenfeld (6) zueinander weitgehend spaltfrei angeordnet sind.6. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector elements (4.1 to 4.3) and the light-emitting diode array (6) are arranged substantially free of each other gap. 7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der reflektierenden Reflektorelemente (4.1, 4.2) als Metallspiegel oder bedampftes Spiegelelement ausgeführt ist.7. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the reflective reflector elements (4.1, 4.2) is designed as a metal mirror or vaporized mirror element. 8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtdiodenfeld (6) mit allen Leuchtdioden (10) eine Baueinheit bildet, wobei die Leuchtdioden (10) auf einem gemeinsamen Träger (7) angeordnet sind.8. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the light-emitting diode array (6) with all light-emitting diodes (10) forms a structural unit, wherein the light-emitting diodes (10) on a common carrier (7) are arranged. 9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtdiodenfeld (6) als ein Lambertscher Strahler ausgebildet ist.9. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitting diode array (6) is designed as a Lambertian radiator. 10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtbündelnde Optikelement (4.3) am Lichtausgang (8) der Reflektorelemente (4.1, 4.2) angeordnet ist.10. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the light-bundling optical element (4.3) at the light output (8) of the reflector elements (4.1, 4.2) is arranged. 11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtbündelnde Optikelement (4.3) als eine optische11. Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the light-bundling optical element (4.3) as an optical Linse ausgeführt ist.Lens is executed. 12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtdiodenfeld (6) in mehrere Feldbereiche (6.1 bis β.n) unterteilt ist, in welche jeweils mehrere Leuchtdioden (10) zeilen- und/oder spaltenförmig angeordnet sind.12. Lighting device according to one of the claims, characterized in that the light-emitting diode array (6) is subdivided into a plurality of field regions (6.1 to β.n), in each of which several light-emitting diodes (10) are arranged in rows and / or columns. 13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Feldbereiche (6.1 bis 6.n) des Leuchtdiodenfeldes (6), insbesondere die betreffenden Leuchtdioden (10) derart angeordnet und/oder derart steuerbar ist bzw. sind, dass das vom Leuchtdiodenfeld (6) ausgestrahlte Licht eine Abstrahlcharakteristik eines asymmetrischen Abblendlichtes aufweist.13. Lighting device according to claim 12, characterized in that at least one of the field regions (6.1 to 6.n) of the light-emitting diode array (6), in particular the respective light-emitting diodes (10) arranged and / or controllable such or are that of the Light emitting diode array (6) emitted light has a radiation characteristic of an asymmetric low beam. 14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Feldbereiche (6.1 bis β.n) des Leuchtdiodenfeldes (6), insbesondere die betreffenden Leuchtdioden (10) derart angeordnet und/oder derart steuerbar ist bzw. sind, dass das ausgestrahlte Licht eine Abstrahlcharakteristik eines Fernlichtes aufweist.14. Lighting device according to claim 12 or 13, characterized in that at least one of the field regions (6.1 to β.n) of the light-emitting diode array (6), in particular the respective light emitting diodes (10) arranged and / or such is controllable or are that the emitted light has a radiation characteristic of a high beam. 15. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Feldbereiche (6.1 bis 6.n) des Leuchtdiodenfeldes (6), insbesondere die betreffenden Leuchtdioden (10) derart steuerbar ist bzw. sind, dass das ausgestrahlte Licht einer Lenkstellung und somit einer Fahrrichtung des Fahrzeuges folgt.15. Lighting device according to one of claims 12 to 14, characterized in that at least one of the field regions (6.1 to 6.n) of the light-emitting diode array (6), in particular the respective light-emitting diodes (10) is controllable or are such that the emitted light a steering position and thus a direction of travel of the vehicle follows. 16. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Feldbereiche (6.1 bis 6.n) des Leuchtdiodenfeldes (6), insbesondere die betreffenden Leuchtdioden (10) derart steuerbar ist bzw. sind, dass das ausgestrahlte Licht eine einer Hell-Dunkel-Grenze entsprechende Ausleuchtcharakteristik aufweist.16. Lighting device according to one of claims 12 to 15, characterized in that at least one of the field regions (6.1 to 6.n) of the light-emitting diode array (6), in particular the respective light emitting diodes (10) is controllable or are such that the emitted light having a light-dark boundary corresponding Ausleuchtcharakteristik. 17. Scheinwerfer für ein Fahrzeug mit einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16. 17. Headlight for a vehicle with a lighting device (1) according to one of claims 1 to 16.
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