EP1903275A1 - Leuchteinheit mit Leuchtdiode, Lichtleitkörper und Sekundärlinse - Google Patents

Leuchteinheit mit Leuchtdiode, Lichtleitkörper und Sekundärlinse Download PDF

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EP1903275A1
EP1903275A1 EP07017814A EP07017814A EP1903275A1 EP 1903275 A1 EP1903275 A1 EP 1903275A1 EP 07017814 A EP07017814 A EP 07017814A EP 07017814 A EP07017814 A EP 07017814A EP 1903275 A1 EP1903275 A1 EP 1903275A1
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EP
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light
lighting unit
light guide
curved
guide body
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Stephanie Specht
Emil Dr. Stefanov
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Odelo GmbH
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
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    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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 unit having at least one light emitting diode, which comprises at least one light emitting chip as a light source, with at least one of the light emitting diode optically downstream, in the Lichtausbreitungsraum expanding light guide and a light guide body optically downstream secondary lens, wherein two oppositely arranged, the light guide delimiting surfaces which form a bottom surface and a top surface in a longitudinal section intersecting these surfaces, have oppositely curved curve sections adjoining the light entry surface of the light guide body, the bottom surface having a positive curved curve section with respect to the light propagation direction and the cover surface being negative with respect to the light propagation direction curved curved portion and such a light guide.
  • the present invention is therefore based on the problem to develop a lighting unit with a high light output, which takes up a small space.
  • At least one of the curves delimiting the light guide body has a point of inflection.
  • Figures 1 and 2 show a lighting unit (10), e.g. a light module (10) of a motor vehicle headlight, in a dimetric view and in a view from below.
  • the light module (10) comprises e.g. a light-emitting diode (20), a primary optic (30) and a secondary optic (90).
  • the light propagation direction (15) is oriented by the light-emitting diode (20) in the direction of the secondary optics (90).
  • the optical axis (11) of the light module (10) here intersects the geometric center of the light-emitting diode (20) and penetrates the primary (30) and the secondary optics (90).
  • the light-emitting diode (20 for example a light-emitting diode (20), is seated, for example, in a base (26) and in this exemplary embodiment comprises a group (21) of four light-emitting chips (22-25) which are arranged in a square, cf. 3. Each of the light sources (22-25) thus has two directly adjacent light-emitting chips (23, 24, 22, 25, 22, 25, 23, 24).
  • the light-emitting chips (22-25) of the group (21) can also be arranged in a rectangle, in a triangle, in a hexagon, in a circle with or without a central light source, etc.
  • the individual light-emitting chip (22-25) is square in this embodiment and has, for example, an edge length of one millimeter.
  • the distance between the light-emitting chips (22-25) to each other for example, a tenth of a millimeter.
  • An embodiment with a single light-emitting chip (22, 23, 24, 25) is also conceivable.
  • the light-emitting diode (20) here has a transparent body, which in the light propagation direction (15) from the base (26) has a length of, for example, 1.6 millimeters.
  • the primary optics (30) comprises in the embodiment shown in Figures 1 and 2, a light guide body (31) and the light guide body (31) in the light propagation direction (15) downstream optical lens (81).
  • the distance of the light guide body (31) to the light emitting diode (20) is for example a few tenths of a millimeter, e.g. between 0.2 millimeters and 0.5 millimeters.
  • the space (16) between the light guide body (31) and the light emitting diode (20) can be e.g. be filled with a silicone-like, transparent material.
  • the light guide body (31) is a plastic body made of a highly transparent thermoplastic material, e.g. Polymethacrylic acid methyl ester (PMMA) or polycarbonate (PC). This material of the light guide body (31) formed, for example, as a solid body has e.g. a refractive index of 1.49.
  • the length of the light guide body (31) is 13.5 millimeters in this embodiment.
  • the light guide body (31) of the light unit (10) described here may be e.g. also have a length between 15 and 16 millimeters.
  • FIG. 4 shows a view of the light guide body 31 from the light entry side 32.
  • FIGS. 5 and 6 show dimetric views of the optical waveguide (31) and
  • FIG. 7 shows the light exit surface (34).
  • the light entry surface (32) facing the light sources (22-25) and the light exit surface (34) facing away from the light sources (22-25) are arranged parallel to one another and normal to the optical axis (11) in this exemplary embodiment.
  • the light entry surface (32) is here a trapezoidal, flat surface.
  • the short baseline for example, has a length of 2.4 millimeters, is located below.
  • the overhead long baseline is for example 3.02 millimeters long.
  • the surface area of the light entry surface (32) in this embodiment is 5.5 square millimeters.
  • the light entry surface (32) can also be square, rectangular, etc.
  • the light exit surface (34), for example, has an area of 44 square millimeters. Its height is 5.8 millimeters, its maximum width is 9 millimeters.
  • the light exit surface (34) has in the embodiment at least approximately the shape of a portion of an oval.
  • the imaginary center line of the light exit surface (34) is, for example, offset downwards by 7% of the height of the light exit surface (34) with respect to the optical axis (11).
  • the lower edge (35) of the light exit surface (34) has two mutually offset in height portions (36, 37) which are interconnected by means of a connecting portion (38).
  • the side surfaces (41, 43) of the light guide body (31) are arranged in mirror image to each other. They each comprise a flat surface section (42, 44). These surface portions (42, 44) lie in planes which are e.g. together include an angle of 13 degrees oriented in the direction of the light guide body (31). The imaginary line of intersection of the planes lies below the light guide body (31).
  • the surface portions (42, 44) referred to herein as flat surface portions (42, 44) may also be e.g. be twisted in the longitudinal direction.
  • the top surface (51) of the light guide body (31) lying overhead in FIGS. 4 and 5 in this exemplary embodiment comprises a cylindrically mounted parabolic surface section (52), a uniaxially curved surface section (53) and a planar surface section (54). These surface sections (52-54) are arranged one behind the other in the light propagation direction (15), the parabolic surface section (52) being in contact with the light entry surface (32) adjacent and the planar surface portion (54) adjacent to the light exit surface (34).
  • the imaginary axes of curvature of the surface sections (52, 53) lie, for example, parallel to the upper edge (33) of the light entry surface (32).
  • the length of the parabolic surface portion (52) is e.g. 30% of the length of the top surface (51).
  • the focal line (55) of the associated parabolic surface in this embodiment is e.g. in the middle in the light entry surface (32). It is, for example, oriented parallel to the upper edge (33) of the light entry surface (32) and cuts e.g. the optical axis (11).
  • the parabolic surface portion (52) is thus mathematically negative with respect to the light propagation direction (15), i. clockwise, curved.
  • the cover surface (51) is shown in longitudinal section as a curve (61) and the parabolic surface section (52) as a parabolic section (62).
  • the parabolic section (62) is part of a second order curve. For example, it is rotated clockwise by 118 degrees with respect to a parabola that is symmetrical to the upward-oriented ordinate of a Cartesian coordinate system lying in the plane of the drawing.
  • the imaginary pivot point of the parabola - and of the parabola-related coordinate system - is the focal point (65) as the point of the focal line (55).
  • the abscissa of the parabolic coordinate system is the guideline of the parabola, the ordinate intersects the focal line (55).
  • the distance of the focal point from the origin of the parabolic coordinate system in this embodiment is 1.49 millimeters.
  • y the ordinate value
  • x the abscissa value of the parabola-related coordinate system
  • the length of the curved surface portion (53) is for example 45% of the length of the light guide body (31).
  • the bending radius corresponds e.g. the two and a half times the length of the light guide (31).
  • the bending line lies outside the light guide body (31) on the side of the cover surface (51).
  • the surface portion (53) is thus mathematically positive, counterclockwise, curved.
  • the transition between the parabolic surface portion (52) and the curved surface portion (53) is tangential.
  • the top surface (51) has a turning line (56) in this transition. In longitudinal section, cf. Figures 8 and 11, the curve (61) has a turning point (66).
  • the curved surface portion (53) merges into the flat surface portion (54).
  • the latter for example, encloses an angle of 12 degrees with a plane normal to the light entry surface (32) in which the upper edge (33) lies.
  • the curve (61) here has a straight section (64).
  • the upper longitudinal edges of the light guide body (31) shown in Figures 4 and 5 are rounded.
  • the radius of curvature increases in the light propagation direction (15) e.g. linear from zero mm to four mm.
  • the rounding (57) can also be formed continuously in regions. They pass tangentially into the adjacent surfaces (41, 51, 43, 51). In Figures 5 and 6, these transitions are shown for clarity as solid lines. A version without rounding (57) is conceivable.
  • the bottom surface (71) of the light guide body (31) in this embodiment comprises two staggered parabolic surface sections (72, 73) which are cylindrically mounted.
  • the two parabolic surface portions (72, 73) are, for example, a common Axis, for example, the upper edge (33) of the light entry surface (32), rotated against each other.
  • the twist angle in this embodiment is 2 degrees, for example, in the light propagation direction (15) left parabola surface portion (73) further protrudes from the light guide body (31) than the right parabolic surface portion (72).
  • the two parabolic surface sections (72, 73) have, for example, a common focal line (74) which, for example, coincides with the upper edge (33) of the light entry surface (32).
  • the parabolic surface portion (72) is a parabola portion (76).
  • the associated parabola for example, is rotated clockwise by 71.5 degrees with respect to a parabola that is symmetrical to the upward-oriented ordinate of a Cartesian coordinate system lying in the plane of the drawing.
  • the imaginary pivot point of the parabola - and of the parabola-related coordinate system - is the focal point (78) as the point of the focal line (74).
  • the abscissa of the parabolic coordinate system is the guideline of the parabola, the ordinate intersects the focal point (78).
  • the distance of the focal point (78) from the origin of the parabolic coordinate system in this embodiment is 2.59 millimeters.
  • y the ordinate value
  • x the abscissa value of the parabola-related coordinate system
  • a transition region (75) is arranged at least approximately centrally along the bottom surface (71). It closes with the adjacent parabola sections (72, 73) e.g. an angle of 135 degrees.
  • the height of the transition region (75) thus increases in the light propagation direction (15).
  • the height of the transition region (75) at the transition region (38) of the light exit surface (34) is 0.5 millimeters.
  • the optical lens (81) of the primary optic (30) is e.g. a plano-convex aspherical condenser lens (81), for example a condenser lens.
  • the plan side (82) of the lens (81) is in the representation of Figures 1 and 2 at the light exit surface (34) of the light guide body (31).
  • the optical lens (81) may also be integrated in the light guide body (31).
  • the maximum diameter of the optical lens (81) is, for example, 30% greater than the length of the optical waveguide (31).
  • the longitudinal section of the optical lens (81) is e.g. a segment of an ellipse whose major axis is two and a half times and whose minor axis is 160% of the length of the optical waveguide (31).
  • the thickness of the optical lens (81) is here 50% of the length of the light guide body (31).
  • the light module (10) may be designed without the optical lens (81), cf. FIGS. 8 and 10.
  • the secondary optics (90) in this embodiment comprises a secondary lens (91).
  • This is, for example, an aspheric plano-convex lens.
  • the envelope of this lens is eg a sphere section.
  • the center (95) of the secondary lens (91) and the lower edge (35) of the light exit surface (34) of the light guide body (31) have, for example, at least approximately the same distance from the optical axis (11) of the light module (10).
  • the radius of the ball section is in the illustration of Figures 1 and 2, 240% and the height 110% of the length of the light guide body (31).
  • the maximum distance of the plane surface (92) from the light exit surface (93), the thickness of the secondary lens (91) corresponds for example to the length of the light guide body (31).
  • the distance of the secondary lens (91) from the light exit surface (34) is for example 260% of the length of the light guide body (31).
  • each light-emitting chip (22-25) acts as a Lambertian emitter, which emits light (100) in the half-space.
  • FIG. 10 shows by way of example a beam path of a light module (10) in a longitudinal section of the light module (10).
  • the light module (10) shown here corresponds to the light module (10) shown in FIG.
  • the beam path inside the optical waveguide (31) is shown enlarged in FIG. 11.
  • FIGS. 10 and 11 show by way of example light beams (101-109) which are emitted by two light-emitting chips (23, 25) arranged one above the other.
  • the light-emitting chips (23, 25) are shown here as punctiform light sources.
  • the light beams (101 - 105) are shown, which are emitted offset by 15 degrees to each other.
  • the light beam (101) is emitted upward by 45 degrees
  • the light beam (105) is emitted downward by 45 degrees with respect to the optical axis (11).
  • the respective light beams of the lower light-emitting chip (25) are the light beams (106-109).
  • This upper interface (151) is formed by the top surface (51) and has a maximum size.
  • the respective impact point lies here in the area of the parabolic surface (52).
  • the incident light beams (102) include with the normal at the point of impact an angle which is greater than the critical angle of total reflection for the transition of the material of the light guide body (31) with air.
  • the upper interface (151) thus forms a total reflection surface (151) for the incident light (102).
  • the reflected light beams (102) pass through the light exit surface (34), being refracted away from the solder in the passage point.
  • the light beams (102) lying approximately parallel here are refracted in the direction of the solder in the respective passage point and are broken away from the solder when they exit into the environment (1).
  • the illustrated light beams (102) occur here in the lower segment of the secondary lens (91) in the environment (1).
  • the light (101) emitted from the upper light-emitting chip (23) at an upward angle of 45 degrees is first detected at the upper total reflection surface (151). reflected.
  • the reflected light (101) strikes the lower boundary surface (161).
  • the angle of incidence of the light (101) and the normal at the point of impact include an angle greater than the critical angle of total reflection.
  • the lower boundary surface (161) thus acts for the incident light (101) as the lower total reflection surface (161).
  • the light (101) reflected by this total reflection surface (161) penetrates the light exit surface (34) and the secondary lens (91), being refracted as it passes through the respective body boundary surfaces (34, 92, 93). This light (101) enters the environment (1) in the upper segment of the secondary lens (91).
  • the light (105) emitted in the above-mentioned FIGS. 10 and 11 at a downward angle of 30 degrees and 45 degrees to the optical axis (11) is totally reflected at the lower boundary surface (161) and passes under refraction through the light exit surface (34 ) and the secondary lens (91) into the environment (1).
  • This light (105) lies in the upper segment of the secondary lens (91).
  • the light (108) emitted by the lower light-emitting chip (25) parallel to the optical axis (11) is at least approximately parallel to the light (103) of the upper light-emitting chip (23).
  • Light (107) emitted at an upward angle of 15 degrees strikes the upper boundary surface (151) in the region of the inflection line (56). Here it is completely reflected and passes under refraction through the light exit surface (34) and the lower segment of the secondary lens (91) through into the environment (1).
  • the light beams 106 shown upwardly at 30 degrees and 45 degrees from the optical axis 11 in FIGS. 10 and 11 and emitted from the lower light emitting chip 25 are formed at the upper (151) and lower (161 ) reflected.
  • the light rays (109) of the lower light-emitting chip (25) including a downward angle of 15, 30 and 45 degrees with the optical axis (11) are reflected at the lower boundary surface (161). Under refraction they penetrate the light exit surface (34) and the secondary lens (91). For example, the light beams (109) emerging into the environment (1) are approximately symmetrical with respect to the optical axis (11).
  • the light beam (100) is widened, for example, to an angle of 17 degrees.
  • the midline (95) of the secondary lens (91) penetrates the measuring wall, for example, at the intersection (171) of two reference grid lines (172, 173).
  • the horizontal grid lines (172) have a distance of two meters to each other on the measuring wall.
  • the distances of the vertical grid lines (173) to each other here is for example five meters.
  • the individual isolines (174) are lines of equal illuminance. Illuminance, measured in lux or lumens per square meter, increases from outside to inside in this diagram.
  • An inner isoline (174) has, for example, 1.8 times the illuminance of a further outlying isoline.
  • the secondary lens (91) forms the light exit surface (34) or (83) of the primary optics (30).
  • This light exit surface (34, 83) may be the light exit surface (34) of the light guide body (31) or the convex surface (83) of the condenser lens (81).
  • the area (175) of the highest illuminance, the so-called hot spot (175), lies here on the right below the point of intersection (171). At the top, the illuminance decreases rapidly at the cut-off (176).
  • the light-dark boundary (176) is here z-shaped. It has a higher section (177) on the right and a lower section (178) on the left.
  • Both sections (177, 178) are interconnected by means of a connecting section (179) which, with the two other sections (177, 178), each have an angle of e.g. Includes 135 degrees.
  • this light-dark boundary (176) the lower edge (35) of the light exit surface (34) of the primary optics (30) is imaged.
  • the illuminance distribution shown in FIG. 12 shows a wide illuminated area (181) whose illuminance is in width with the distance from the intersection (171) decreases.
  • the illuminated area (181) Towards the bottom, the illuminated area (181) has a height of, for example, four to six meters.
  • the light module (10) shown in the embodiments has a high light output due to its geometric design and requires only a small space.
  • the relative coupling-out efficiency achievable with such a light module (10) without additional antireflection coatings is 97% of the maximum possible coupling-out efficiency. This corresponds to an absolute value of 80% to 82%.
  • the lower parabolic surface portions (72, 73) can be rotated about the focal line (74).
  • a rotation of the parabolic surfaces (72, 73) in the clockwise direction causes an increase in the light distribution.
  • the optical axis (11) is not adjusted - the light-dark boundary (176) can be moved upwards.
  • the intensity of the hot spot (175) is retained.
  • the hotspot (175) is generated by superimposing light components which are delimited by the upper light-emitting chip (23) in a segment between, for example, 0 degrees and, for example, 15 degrees downwards and upwards with light components coming from the lower light-emitting chip (25) is limited between, for example, 0 degrees and, for example, 15 degrees upwards and between, for example, 30 degrees and, for example, 45 downwards.
  • the intensity of the hot spot (175) e.g. the overhead parabolic surface portion (52) are changed.
  • a rotation of the parabolic surface section 52 in a clockwise direction can mean a weakening of the intensity.
  • a change of the outlet (54) of the top surface (51) alters the gradient of the light intensity distribution.
  • the condenser lens (81) By means of the condenser lens (81), the light (100) emerging from the light exit surface (34) can additionally be bundled.
  • a secondary lens (91) of small diameter can be used.
  • the convex surface (83) of the condenser lens (81) is, for example, an aspherical surface.
  • the distance of the secondary (90) from the primary optics (30) also influences the illumination intensity distribution.
  • a larger secondary lens (91) is required than at a small distance.
  • the larger secondary lens (91) allows - with identical light guide body (31) - the formation of the hot spot (175), while forming a basic light distribution, a small distance between primary (30) and secondary optics (90) and a small secondary lens (91) is required.
  • the light distribution on the sides of the illuminated region (181) can be influenced.
  • a rotation of the side surfaces (41, 43) - with the lower edge (35) fixed to one another - reduces the width of the light distribution diagram (171), cf. Figure 12.
  • a reduction in the radii of the fillets (57) causes a sharper transition from the illuminated to the non-illuminated area in the corners.
  • FIG. 13 shows a light exit surface (34) of a light guide body (31).
  • the main dimensions of this light exit surface (34) correspond to the main dimensions of the light exit surface (34) shown in FIG.
  • the transition region (75) between the parabolic surfaces (72, 73) is shifted to the left in comparison to FIG.
  • the connecting portions (179) coincide.
  • two asymmetrically split lighting profiles overlap only partially.
  • In the middle in the area of the desired hotspot (175) and on the z-shaped light-dark border (176), a region of high illuminance is achieved in comparison with the lateral areas.
  • the two parabolic surfaces (72, 73) can, as shown in Figure 14, be inclined to each other. This can be used, for example, to compensate for distorted images in the target plane.
  • the parabolic surfaces (72, 73) may also be curved in the transverse direction. Optionally, they may e.g. be additionally modified in the third of the light guide body (31) adjacent to the light exit surface (34).
  • the connecting section (75) can be curved along the light distribution body (31), cf. Figure 15.
  • the sharpness of the cut-off (176) is not affected. Indeed this can be used to influence the light concentration near the hot spot (175).
  • an arrangement of the optical waveguide (31) which is tilted laterally causes a shift of the center of gravity of the illuminance distribution (181) on the wall.
  • the light entrance (32) and the light exit surface (34) are not parallel to each other.
  • the connecting section (75) can have transition radii (77) in the transition to the parabolic surfaces (72, 73), cf. FIG. 6.
  • the light guiding body (31) may also comprise two underlying parabolic surfaces (72, 73) immediately adjacent to each other, e.g. inclined by 15 degrees to each other.
  • an illumination can be generated with a 15 degree rise.
  • the bottom surface (71) with only one continuous parabolic surface (72, 73), cf. FIG. 9.
  • a light module (10) for example, a horizontal light-dark boundary (176) is generated.
  • the corresponding light module (10) can in this case be designed so that a hot spot (175) is generated.
  • the top surface (51) has a parabolic surface portion (52), a curved surface portion (53) and a flat surface portion (54). Between the parabolic surface portion (52) and the curved surface portion (54) is a turning line (56).
  • the bottom surface (71) can be described at least in regions by a family of adjacent parabolas oriented in the light propagation direction (15). These parabolas can have different parameters.
  • the bottom surface (71) and the top surface (51) of the light guide body (31) can also be reversed, so that the area designated here as the bottom surface (71) is at the top.
  • the illumination intensity distribution is then designed such that the light-dark boundary (176) lies below.
  • the surfaces described here may be enveloping surfaces.
  • the individual surface sections may be e.g. Be free-form surfaces whose envelope surface, e.g. Are parabolic surface.
  • the focal lines (55, 74) may be e.g. be shifted in the light propagation direction (15).
  • the parabolic surface section (52) of the cover surface (51) with individual steps. From each two adjacent interface portions of the light guide (31) then comprises a boundary surface portion, for example, a parabolic surface-like total reflection surface (151) for the light emitted from the upper light-emitting chip (23) light (101 - 105), while the other interface portion a total reflection surface for that of the lower light-emitting Chip (25) emitted light (106 - 109) comprises.
  • the bottom surface (71) can be made stepped.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit (10) mit mindestens einer Leuchtdiode (20), die mindestens einen lichtemittierenden Chip (22,23,24,25) als Lichtquelle umfasst, mit mindestens einem der Leuchtdiode optisch nachgeschalteten, sich in der Lichtausbreitungsrichtung aufweitenden Lichtleitkörper (31) und mit einer dem Lichtleitkörper optisch nachgeschalteten Sekundärlinse (91), wobei zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete, den Lichtleitkörper (31) begrenzende Flächen (51,71), die in einem diese Flächen schneidenden Längsschnitt eine Bodenfläche (71) und eine Deckfläche (51) bilden, an die Lichteintrittsfläche angrenzende, gegensinnig gekrümmte Kurvenabschnitte aufweisen sowie einen derartigen Lichtleitkörper (31). Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteinheit mit einer hohen Lichtleistung entwickelt, die einen geringen Bauraum beansprucht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit mit mindestens einer Leuchtdiode, die mindestens einen lichtemittierenden Chip als Lichtquelle umfasst, mit mindestens einem der Leuchtdiode optisch nachgeschalteten, sich in der Lichtausbreitungsrichtung aufweitenden Lichtleitkörper und mit einer dem Lichtleitkörper optisch nachgeschalteten Sekundärlinse, wobei zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete, den Lichtleitkörper begrenzende Flächen, die in einem diese Flächen schneidenden Längsschnitt eine Bodenfläche und eine Deckfläche bilden, an die Lichteintrittsfläche des Lichtleitkörpers angrenzende gegensinnig gekrümmte Kurvenabschnitte aufweisen, wobei die Bodenfläche einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung positiv gekrümmten Kurvenabschnitt und die Deckfläche einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung negativ gekrümmten Kurvenabschnitt umfasst sowie einen derartigen Lichtleitkörper.
  • Aus der DE 10 2005 017 528 A1 ist eine derartige Leuchteinheit bekannt. Diese Leuchteinheit erfordert eine große Sekundärlinse, um das aus dem Lichtleitkörper stark divergent austretende Licht aufzufangen. Die Leuchteinheit erfordert somit einen großen Bauraum.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Leuchteinheit mit einer hohen Lichtleistung zu entwickeln, die einen geringen Bauraum beansprucht.
  • Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. In dem genannten Längsschnitt weist mindestens eine der den Lichtleitkörper begrenzenden Kurven einen Wendepunkt auf.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
    • Figur 1:
    Dimetrische Ansicht einer Leuchteinheit;
    Figur 2:
    Ansicht von unten auf Figur 1;
    Figur 3:
    Anordnung der Lichtquellen;
    Figur 4:
    Ansicht des Lichtleitkörpers von der Lichteintrittsseite;
    Figur 5:
    Dimetrische Ansicht des Lichtleitkörpers;
    Figur 6:
    Dimetrische Ansicht des Lichtleitkörpers von unten;
    Figur 7:
    Lichtaustrittsfläche;
    Figur 8:
    Längsschnitt einer Leuchteinheit;
    Figur 9:
    Ansicht eines Lichtleitkörpers schräg von oben;
    Figur 10:
    Strahlengang der Leuchteinheit;
    Figur 11:
    Strahlengang im Lichtleitkörper;
    Figur 12:
    Lichtverteilungsdiagramm;
    Figur 13:
    Lichtaustrittsfläche mit versetztem Übergangsbereich;
    Figur 14:
    Lichtaustrittsfläche mit gekrümmten Unterkanten;
    Figur 15:
    Lichtverteilkörper mit gewölbten Übergangsbereich von unten.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Leuchteinheit (10), z.B. ein Lichtmodul (10) eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, in einer dimetrischen Ansicht und in einer Ansicht von unten. Das Lichtmodul (10) umfasst z.B. eine Lumineszenzdiode (20), eine Primäroptik (30) und eine Sekundäroptik (90). Die Lichtausbreitungsrichtung (15) ist von der Lumineszenzdiode (20) in Richtung der Sekundäroptik (90) orientiert. Die optische Achse (11) des Lichtmoduls (10) schneidet hier die geometrische Mitte der Lumineszenzdiode (20) und durchdringt die Primär- (30) und die Sekundäroptik (90).
  • Die Lumineszenzdiode (20), z.B. eine Leuchtdiode (20), sitzt beispielsweise in einem Sockel (26) und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Gruppe (21) von vier lichtemittierende Chips (22 - 25), die in einem Quadrat angeordnet sind, vgl. Figur 3. Jede der Lichtquellen (22 - 25) hat somit zwei unmittelbar benachbarte lichtemittierende Chips (23, 24; 22, 25; 22, 25; 23, 24). Die lichtemittierenden Chips (22 - 25) der Gruppe (21) können auch im Rechteck, im Dreieck, im Sechseck, in einem Kreis mit oder ohne mittige Lichtquelle, etc. angeordnet sein. Der einzelne lichtemittierende Chip (22 - 25) ist in diesem Ausführungsbeispiel quadratisch und hat z.B. eine Kantenlänge von einem Millimeter. Der Abstand der lichtemittierenden Chips (22 - 25) zueinander beträgt beispielsweise ein Zehntel Millimeter. Auch eine Ausführung mit einem einzelnen lichtemittierenden Chip (22; 23; 24; 25) ist denkbar. Die Leuchtdiode (20) hat hier einen transparenten Körper, der in der Lichtausbreitungsrichtung (15) vom Sockel (26) aus eine Länge von z.B. 1,6 Millimetern hat.
  • Die Primäroptik (30) umfasst in dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Lichtleitkörper (31) und eine dem Lichtleitkörper (31) in der Lichtausbreitungsrichtung (15) nachgeschaltete optische Linse (81). Der Abstand des Lichtleitkörpers (31) zur Leuchtdiode (20) beträgt beispielsweise einige Zehntel Millimeter, z.B. zwischen 0,2 Millimeter und 0,5 Millimeter. Der Zwischenraum (16) zwischen dem Lichtleitkörper (31) und der Leuchtdiode (20) kann z.B. mit einem silikonartigen, transparenten Werkstoff gefüllt sein.
  • Der Lichtleitkörper (31) ist ein Kunststoffkörper aus einem hochtransparenten, thermoplastischen Werkstoff, z.B. Polymethacrylsäuremethylester (PMMA) oder Polycarbonat (PC). Dieser Werkstoff des beispielsweise als Vollkörper ausgebildeten Lichtleitkörpers (31) hat z.B. eine Brechzahl von 1,49. Die Länge des Lichtleitkörpers (31) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 13,5 Millimeter. Der Lichtleitkörper (31) der hier beschriebenen Leuchteinheit (10) kann z.B. auch eine Länge zwischen 15 und 16 Millimetern aufweisen.
  • In den Figuren 4 - 7 ist der Lichtleitkörper (31) im Detail dargestellt. Hierbei zeigt die Figur 4 eine Ansicht des Lichtleitkörpers (31) von der Lichteintrittsseite (32) aus. In den Figuren 5 und 6 sind dimetrische Ansichten des Lichtleitkörpers (31) dargestellt und die Figur 7 zeigt die Lichtaustrittsfläche (34). Die den Lichtquellen (22 - 25) zugewandte Lichteintrittsfläche (32) und die den Lichtquellen (22 - 25) abgewandte Lichtaustrittsfläche (34) sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander und normal zur optischen Achse (11) angeordnet. Die Lichteintrittsfläche (32) ist hier eine trapezförmige, ebene Fläche. Die kurze Grundlinie, sie hat z.B. eine Länge von 2,4 Millimetern, ist unten angeordnet. Die obenliegende lange Grundlinie ist beispielsweise 3,02 Millimeter lang. Der Flächeninhalt der Lichteintrittsfläche (32) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 5,5 Quadratmillimeter. Die Lichteintrittsfläche (32) kann auch quadratisch, rechteckig, etc. sein.
  • Die Lichtaustrittsfläche (34) hat beispielsweise einen Flächeninhalt von 44 Quadratmillimetern. Ihre Höhe beträgt hier 5,8 Millimeter, ihre maximale Breite 9 Millimeter. Die Lichtaustrittsfläche (34) hat im Ausführungsbeispiel zumindest annähernd die Gestalt eines Abschnitts eines Ovals. Die gedachte Mittellinie der Lichtaustrittsfläche (34) ist beispielsweise um 7% der Höhe der Lichtaustrittsfläche (34) in bezug auf die optische Achse (11) nach unten versetzt. Die Unterkante (35) der Lichtaustrittsfläche (34) hat zwei in der Höhe zueinander versetzte Abschnitte (36, 37), die mittels eines Verbindungsabschnitts (38) miteinander verbunden sind.
  • Die Seitenflächen (41, 43) des Lichtleitkörpers (31) sind spiegelbildlich zueinander angeordnet. Sie umfassen jeweils einen ebenen Flächenabschnitt (42, 44). Diese Flächenabschnitte (42, 44) liegen in Ebenen, die z.B. miteinander einen in Richtung des Lichtleitkörpers (31) orientierten Winkel von 13 Grad einschließen. Die gedachte Schnittlinie der Ebenen liegt unterhalb des Lichtleitkörpers (31). Die hier als ebene Flächenabschnitte (42, 44) bezeichneten Flächenabschnitte (42, 44) können auch z.B. in Längsrichtung tordiert sein.
  • Die in den Figuren 4 und 5 obenliegende Deckfläche (51) des Lichtleitkörpers (31) umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen zylindrisch aufgezogenen Parabelflächenabschnitt (52), einen einachsig gebogenen Flächenabschnitt (53) und einen ebenen Flächenabschnitt (54). Diese Flächenabschnitte (52 - 54) sind in der Lichtausbreitungsrichtung (15) hintereinander angeordnet, wobei der Parabelflächenabschnitt (52) an die Lichteintrittsfläche (32) angrenzt und der ebene Flächenabschnitt (54) an die Lichtaustrittsfläche (34) angrenzt. Die gedachten Krümmungsachsen der Flächenabschnitte (52, 53) liegen beispielsweise parallel zur Oberkante (33) der Lichteintrittsfläche (32).
  • Die Länge des Parabelflächenabschnitts (52) beträgt z.B. 30 % der Länge der Deckfläche (51). Die Brennlinie (55) der zugehörigen Parabelfläche liegt in diesem Ausführungsbeispiel z.B. mittig in der Lichteintrittsfläche (32). Sie ist beispielsweise parallel zur oberen Kante (33) der Lichteintrittsfläche (32) orientiert und schneidet z.B. die optische Achse (11). Der Parabelflächenabschnitt (52) ist somit in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung (15) mathematisch negativ, d.h. im Uhrzeigersinn, gekrümmt.
  • In den Figuren 8 und 11 ist die Deckfläche (51) im Längsschnitt als Kurve (61) und der Parabelflächenabschnitt (52) als Parabelabschnitt (62) dargestellt. Der Parabelabschnitt (62) ist Teil einer Kurve z.B. zweiter Ordnung. Er ist beispielsweise um 118 Grad im Uhrzeigersinn gegenüber einer Parabel gedreht, die symmetrisch zur nach oben orientierten Ordinate eines in der Zeichnungsebene liegenden kartesischen Koordinatensystems liegt. Der gedachte Drehpunkt der Parabel - und des auf die Parabel bezogene Koordinatensystems - ist der Brennpunkt (65) als Punkt der Brennlinie (55). Die Abszisse des parabelbezogenen Koordinatensystems ist die Leitlinie der Parabel, die Ordinate schneidet die Brennlinie (55). Der Abstand des Brennpunktes vom Ursprung des parabelbezogenen Koordinatensystems beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 1,49 Millimeter. Mit y als Ordinatenwert und x als Abszissenwert des parabelbezogenen Koordinatensystems hat die hier dargestellte Parabel zumindest annähernd die Gleichung: y = 0,15 * x2 + x
  • Die Länge des gebogenen Flächenabschnitts (53) beträgt beispielsweise 45 % der Länge des Lichtleitkörpers (31). Der Biegeradius entspricht z.B. der zweieinhalbfachen Länge des Lichtleitkörpers (31). Die Biegelinie liegt außerhalb des Lichtleitkörpers (31) auf der Seite der Deckfläche (51). Der Flächenabschnitt (53) ist somit mathematisch positiv, entgegen des Uhrzeigersinns, gekrümmt. Der Übergang zwischen dem Parabelflächenabschnitt (52) und dem gebogenen Flächenabschnitt (53) ist tangential. Die Deckfläche (51) hat in diesem Übergang eine Wendelinie (56). Im Längsschnitt, vgl. die Figuren 8 und 11, hat die Kurve (61) einen Wendepunkt (66).
  • Der gebogene Flächenabschnitt (53) geht in den ebenen Flächenabschnitt (54) über. Letzterer schließt beispielsweise mit einer Ebene normal zur Lichteintrittsfläche (32), in der die obere Kante (33) liegt, einen Winkel von 12 Grad ein. Im Längsschnitt hat die Kurve (61) hier einen geraden Abschnitt (64).
  • Die oberen Längskanten des in den Figuren 4 und 5 dargestellten Lichtleitkörpers (31) sind abgerundet. Der Rundungsradius steigt in der Lichtausbreitungsrichtung (15) z.B. linear von Null Millimeter auf vier Millimeter an. Die Abrundungen (57) können auch bereichsweise stetig ausgebildet sein. Sie gehen tangential in die angrenzenden Flächen (41, 51; 43, 51) über. In den Figuren 5 und 6 sind diese Übergänge zur Verdeutlichung als Volllinien dargestellt. Auch eine Ausführung ohne Abrundungen (57) ist denkbar.
  • Die Bodenfläche (71) des Lichtleitkörpers (31) umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei zueinander versetzte Parabelflächenabschnitte (72, 73), die zylindrisch aufgezogen sind. Die beiden Parabelflächenabschnitte (72, 73) sind z.B. um eine gemeinsame Achse, beispielsweise die obere Kante (33) der Lichteintrittsfläche (32), gegeneinander verdreht. Der Verdrehungswinkel beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 2 Grad, wobei beispielsweise der in der Lichtausbreitungsrichtung (15) links gelegene Parabelflächenabschnitt (73) weiter aus dem Lichtleitkörper (31) herausragt als der rechts gelegene Parabelflächenabschnitt (72). Die beiden Parabelflächenabschnitte (72, 73) haben z.B. eine gemeinsame Brennlinie (74), die beispielsweise mit der oberen Kante (33) der Lichteintrittsfläche (32) zusammenfällt. Der Auslauf beider Parabelflächenabschnitte (72, 73) an der Lichtaustrittsfläche (34) liegt parallel zur optischen Achse (11). Hierbei stößt der Parabelflächenabschnitt (72) an den Unterkantenabschnitt (36) und der Parabelflächenabschnitt (73) an den Unterkantenabschnitt (37).
  • In dem in den Figuren 8 und 11 dargestellten Längsschnitt ist z.B. der Parabelflächenabschnitt (72) ein Parabelabschnitt (76). Die zugehörige Parabel ist beispielsweise um 71,5 Grad im Uhrzeigersinn gegenüber einer Parabel gedreht, die symmetrisch zur nach oben orientierten Ordinate eines in der Zeichnungsebene liegenden kartesischen Koordinatensystems liegt. Der gedachte Drehpunkt der Parabel - und des auf die Parabel bezogene Koordinatensystems - ist der Brennpunkt (78) als Punkt der Brennlinie (74). Die Abszisse des parabelbezogenen Koordinatensystems ist die Leitlinie der Parabel, die Ordinate schneidet den Brennpunkt (78). Der Abstand des Brennpunktes (78) vom Ursprung des parabelbezogenen Koordinatensystems beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 2,59 Millimeter. Mit y als Ordinatenwert und x als Abszissenwert des parabelbezogenen Koordinatensystems hat die hier dargestellte Parabel zumindest annähernd die Gleichung: y = 0,17 * x2 + 0,15 * x + 1,05.
  • Zwischen den beiden Parabelflächenabschnitten (72, 73) liegt in diesem Ausführungsbeispiel ein Übergangsbereich (75). Dieser ist zumindest annähernd mittig entlang der Bodenfläche (71) angeordnet. Er schließt mit den angrenzenden Parabelabschnittsflächen (72, 73) z.B. einen Winkel von 135 Grad ein. Die Höhe des Übergangsbereichs (75) nimmt damit in der Lichtausbreitungsrichtung (15) zu. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe des Übergangsbereichs (75) am Übergangsbereich (38) der Lichtaustrittsfläche (34) 0,5 Millimeter.
  • Die optische Linse (81) der Primäroptik (30) ist z.B. eine plankonvexe asphärische Sammellinse (81), beispielsweise eine Kondensorlinse. Die Planseite (82) der Linse (81) liegt in der Darstellung der Figuren 1 und 2 an der Lichtaustrittsfläche (34) des Lichtleitkörpers (31) an. Die optische Linse (81) kann auch in den Lichtleitkörper (31) integriert sein. Der maximale Durchmesser der optischen Linse (81) ist beispielsweise 30 % größer als die Länge des Lichtleitkörpers (31). Der Längsschnitt der optischen Linse (81) ist z.B. ein Segment einer Ellipse, deren große Achse das Zweieinhalbfache und deren kleine Achse 160% der Länge des Lichtleitkörpers (31) beträgt. Die Dicke der optischen Linse (81) beträgt hier 50 % der Länge des Lichtleitkörpers (31). Gegebenenfalls kann das Lichtmodul (10) ohne die optische Linse (81) ausgeführt sein, vgl. die Figuren 8 und 10.
  • Die Sekundäroptik (90) umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Sekundärlinse (91). Diese ist beispielsweise eine asphärische plankonvexe Linse. Die Hüllgestalt dieser Linse ist z.B. ein Kugelabschnitt. Das Zentrum (95) der Sekundärlinse (91) und die Unterkante (35) der Lichtaustrittsfläche (34) des Lichtleitkörpers (31) haben beispielsweise zumindest annähernd den gleichen Abstand zur optischen Achse (11) des Lichtmoduls (10). Der Radius des Kugelabschnitts beträgt in der Darstellung der Figuren 1 und 2 240 % und die Höhe 110 % der Länge des Lichtleitkörpers (31). Der maximale Abstand der Planfläche (92) von der Lichtaustrittsfläche (93), die Dicke der Sekundärlinse (91) entspricht z.B. der Länge des Lichtleitkörpers (31). Der Abstand der Sekundärlinse (91) von der Lichtaustrittsfläche (34) beträgt z.B. 260 % der Länge des Lichtleitkörpers (31).
  • Beim Betrieb des Lichtmoduls (10) wird Licht (100) z.B. von allen Lichtquellen (22 - 25) emittiert und tritt durch die Lichteintrittsfläche (32) hindurch in den Lichtleitkörper (31). Jeder lichtemittierende Chip (22 - 25) wirkt als Lambert'scher Strahler, der Licht (100) im Halbraum emittiert.
  • In der Figur 10 ist exemplarisch ein Strahlengang eines Lichtmoduls (10) in einem Längsschnitt des Lichtmoduls (10) dargestellt. Das hier gezeigte Lichtmodul (10) entspricht dem in der Figur 8 dargestellten Lichtmodul (10). Den Strahlengang innerhalb des Lichtleitkörpers (31) zeigt vergrößert die Figur 11.
  • In den Figuren 10 und 11 sind exemplarisch Lichtstrahlen (101 - 109) dargestellt, die von zwei übereinander angeordneten lichtemittierenden Chips (23, 25) emittiert werden. Die lichtemittierenden Chips (23, 25) sind hier als punktförmige Lichtquellen dargestellt. Vom oberen lichtemittierenden Chip (23) sind beispielsweise die Lichtstrahlen (101 - 105) gezeigt, die um 15 Grad versetzt zueinander emittiert werden. Hierbei wird beispielsweise der Lichtstrahl (101) um 45 Grad nach oben emittiert, während der Lichtstrahl (105) um 45 Grad nach unten in bezug auf die optische Achse (11) emittiert wird. Die entsprechenden Lichtstrahlen des unteren lichtemittierenden Chips (25) sind die Lichtstrahlen (106 - 109).
  • Licht (103), das vom oberen lichtemittierenden Chip (23) parallel zur optischen Achse (11) emittiert wird, durchdringt die Lichtaustrittsfläche (34) des Lichtleitkörpers (31) in normaler Richtung. Es trifft auf die Planfläche (92) der Sekundärlinse (91) ebenfalls in normaler Richtung auf, durchdringt die Sekundärlinse (91) und wird beim Austritt aus der Sekundärlinse (91) beispielsweise vom Lot im Durchtrittspunkt weg gebrochen.
  • Die vom oberen lichtemittierenden Chip (23) emittierten Lichtstrahlen (102), die mit der optischen Achse (11) einen nach oben gerichteten Winkel von 15 Grad und von 30 Grad einschließen, treffen auf eine obere Grenzfläche (151) des Lichtleitkörpers (31). Diese obere Grenzfläche (151) wird durch die Deckfläche (51) gebildet und hat maximal deren Größe. Der jeweilige Auftreffpunkt liegt hier im Bereich der Parabelfläche (52). Die auftreffenden Lichtstrahlen (102) schließen mit der Normalen im Auftreffpunkt einen Winkel ein, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion für den Übergang des Werkstoffs des Lichtleitkörpers (31) mit Luft. Die obere Grenzfläche (151) bildet somit eine Totalreflexionsfläche (151) für das auftreffende Licht (102). Die reflektierten Lichtstrahlen (102) durchtreten die Lichtaustrittsfläche (34), wobei sie vom Lot im Durchtrittspunkt weg gebrochen werden. Beim Eintritt in die Sekundärlinse (91) werden die hier annähernd parallel liegenden Lichtstrahlen (102) in Richtung des Lots im jeweiligen Durchtrittpunkt gebrochen und beim Austritt in die Umgebung (1) vom Lot weg gebrochen. Die dargestellten Lichtstrahlen (102) treten hier im unteren Segment der Sekundärlinse (91) in die Umgebung (1).
  • Das Licht (101), das unter einem nach oben gerichteten Winkel von 45 Grad vom oberen lichtemittierenden Chip (23) emittiert wird, wird zunächst an der oberen Totalreflexionsfläche (151) reflektiert. Das reflektierte Licht (101) trifft auf die untere Grenzfläche (161). Der Auftreffwinkel des Lichts (101) und die Normale im Auftreffpunkt schließen einen Winkel ein, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Die untere Begrenzungsfläche (161) wirkt damit für das auftreffende Licht (101) als untere Totalreflexionsfläche (161). Das an dieser Totalreflexionsfläche (161) reflektierte Licht (101) durchdringt die Lichtaustrittsfläche (34) und die Sekundärlinse (91), wobei es beim Durchtritt durch die jeweiligen Körpergrenzflächen (34, 92, 93) gebrochen wird. Dieses Licht (101) tritt im oberen Segment der Sekundärlinse (91) in die Umgebung (1).
  • Der in den Figuren 10 und 11 gezeigte Lichtstrahl (104) des oberen lichtemittierenden Chips (23), der mit der optischen Achse (11) einen nach unten gerichteten Winkel von 15 Grad einschließt, wird im Lichtleitkörper (31) nicht reflektiert. Er wird beim Durchtritt durch die Lichtaustrittsfläche (34) und durch die Sekundärlinse (91) gebrochen. Dieser Lichtstrahl (104) liegt im unteren Segment der Sekundärlinse (91).
  • Das in den genannten Figuren 10 und 11 unter einem nach unten gerichteten Winkel von 30 Grad und von 45 Grad zur optischen Achse (11) emittierte Licht (105) wird an der unteren Grenzfläche (161) totalreflektiert und tritt unter Brechung durch die Lichtaustrittsfläche (34) und die Sekundärlinse (91) hindurch in die Umgebung (1). Dieses Licht (105) liegt im oberen Segment der Sekundärlinse (91).
  • Das vom unteren lichtemittierenden Chip (25) parallel zur optischen Achse (11) emittierte Licht (108) ist zumindest annähernd parallel zum Licht (103) des oberen lichtemittierenden Chips (23).
  • Licht (107), das unter einem nach oben gerichteten Winkel von 15 Grad emittiert wird, trifft im Bereich der Wendelinie (56) auf die obere Grenzfläche (151). Hier wird es vollständig reflektiert und tritt unter Brechung durch die Lichtaustrittsfläche (34) und das untere Segment der Sekundärlinse (91) hindurch in die Umgebung (1).
  • Die in den Figuren 10 und 11 unter 30 Grad und unter 45 Grad zur optischen Achse (11) nach oben dargestellten, vom unteren lichtemittierenden Chip (25) emittierten Lichtstrahlen (106) werden an der oberen (151) und an der unteren Grenzfläche (161) reflektiert.
  • Die Lichtstrahlen (109) des unteren lichtemittierenden Chips (25), die mit der optischen Achse (11) einen nach unten gerichteten Winkel von 15, 30 und 45 Grad einschließen, werden an der unteren Grenzfläche (161) reflektiert. Unter Brechung durchdringen sie die Lichtaustrittsfläche (34) und die Sekundärlinse (91). Beispielsweise liegen die in die Umgebung (1) austretenden Lichtstrahlen (109) annähernd symmetrisch zur optischen Achse (11).
  • Von dem gesamten von den Lichtquellen (22 - 25) emittierten Licht (100) wird in diesem Ausführungsbeispiel 48 % an der unteren Grenzfläche (161) reflektiert und 26 % des Lichts an der oberen Grenzfläche (151) reflektiert.
  • In der Ansicht von unten, vgl. Figur 2, wird das Lichtbündel (100) beispielsweise auf einen Winkel von 17 Grad aufgeweitet.
  • Die vom Lichtmodul (10) erzeugte Beleuchtungsstärkeverteilung (170), beispielsweise auf einer 25 Meter entfernten Wand, ist in der Figur 12 dargestellt. Die Mittellinie (95) der Sekundärlinse (91) durchdringt die Messwand z.B. im Schnittpunkt (171) zweier Bezugsgitternetzlinien (172, 173). In dieser Darstellung haben auf der Messwand die horizontalen Gitternetzlinien (172) zueinander einen Abstand von zwei Metern. Die Abstände der vertikalen Gitternetzlinien (173) zueinander beträgt hier z.B. fünf Meter. Die einzelnen Isolinien (174) sind Linien gleicher Beleuchtungsstärke. Die Beleuchtungsstärke, gemessen in Lux oder in Lumen pro Quadratmeter, steigt in diesem Diagramm von außen nach innen an. Eine innenliegende Isolinie (174) hat z.B. die 1,8-fache Beleuchtungsstärke einer weiter außen gelegenen Isolinie.
  • Auf der Messwand bildet die Sekundärlinse (91) die Lichtaustrittsfläche (34) oder (83) der Primäroptik (30) ab. Diese Lichtaustrittsfläche (34, 83) kann die Lichtaustrittsfläche (34) des Lichtleitkörpers (31) oder die konvexe Fläche (83) der Kondensorlinse (81) sein. Der Bereich (175) der höchsten Beleuchtungsstärke, der sogenannte Hot Spot (175), liegt hier rechts unterhalb des Schnittpunkts (171). Nach oben hin fällt die Beleuchtungsstärke an der Hell-Dunkel-Grenze (176) rapide ab. Die Hell-Dunkel-Grenze (176) ist hier z-förmig ausgebildet. Sie hat in dieser Darstellung rechts einen höherliegenden Abschnitt (177) und links einen tieferliegenden Abschnitt (178). Beide Abschnitte (177, 178) sind mittels eines Verbindungsabschnittes (179) miteinander verbunden, der mit den beiden anderen Abschnitten (177, 178) jeweils einen Winkel von z.B. 135 Grad einschließt. In dieser Hell-Dunkel-Grenze (176) wird die Unterkante (35) der Lichtaustrittsfläche (34) der Primäroptik (30) abgebildet.
  • Die in der Figur 12 dargestellte Beleuchtungsstärkeverteilung zeigt einen breiten ausgeleuchteten Bereich (181), dessen Beleuchtungsstärke in der Breite mit der Entfernung vom Schnittpunkt (171) abnimmt. Nach unten hin hat der ausgeleuchtete Bereich (181) eine Höhe von z.B. vier bis sechs Metern.
  • Beim Betrieb z.B. mehrerer Lichtmodule (10) ergibt sich so ein unscharf begrenzter, streifen- und fleckenfrei ausgeleuchteter Bereich (181) mit einer scharfen, z-förmigen Hell-Dunkel-Grenze (176).
  • Das in den Ausführungsbeispielen dargestellte Lichtmodul (10) hat aufgrund seiner geometrischen Gestaltung eine hohe Lichtleistung und erfordert nur einen geringen Bauraum. Die mit einem derartigen Lichtmodul (10) ohne zusätzliche Entspiegelungen erreichbare relative Auskoppeleffizienz liegt bei 97 % der maximal möglichen Auskoppeleffizienz. Dies entspricht einem Absolutwert von 80 % bis 82 %.
  • Um die Höhenlage der Lichtverteilung zu ändern, können die unteren Parabelflächenabschnitte (72, 73) um die Brennlinie (74) gedreht werden. So bewirkt in der Ansicht nach Figur 8 eine Verdrehung der Parabelflächen (72, 73) im Uhrzeigersinn eine Erhöhung der Lichtverteilung. Gleichzeitig kann - wenn die optische Achse (11) nicht verstellt wird - die Hell-Dunkel-Grenze (176) nach oben verlagert werden. Die Intensität des Hot-Spots (175) bleibt hierbei erhalten.
  • Die Lichtverteilung an der Messwand ergibt sich durch Überlagerung verschiedener Lichtanteile, vgl. Figur 10. Beispielsweise wird der Hot-Spot (175) durch Überlagerung von Lichtanteilen erzeugt, die vom oberen lichtemittierenden Chip (23) in einem Segment zwischen z.B. 0 Grad und z.B. 15 Grad nach unten und nach oben begrenzt wird mit Lichtanteilen, die vom unteren lichtemittierenden Chip (25) zwischen beispielsweise 0 Grad und z.B. 15 Grad nach oben sowie zwischen z.B. 30 Grad und z.B. 45 nach unten begrenzt wird.
  • Um die Intensität des Hot-Spots (175) zu verändern, kann z.B. der obenliegende Parabelflächenabschnitt (52) verändert werden. So kann beispielsweise - im Längsschnitt des Lichtleitkörpers (31) betrachtet - eine Verdrehung des Parabelflächenabschnitts (52) im Uhrzeigersinn eine Schwächung der Intensität bedeuten. Eine Veränderung des Auslaufs (54) der Deckfläche (51) verändert den Gradienten der Lichtstärkenverteilung.
  • Außerdem kann durch Versetzen des Anfangs des Verbindungsbereiches die Höhe der Beleuchtungsstärke im Hot Spot (175) und um den Hot Spot (175) gezielt kontrolliert werden. Eine ungünstige Wahl kann eine Abschwächung des Hot Spots (175) bewirken.
  • Mittels der Kondensorlinse (81) kann das aus der Lichtaustrittsfläche (34) austretende Licht (100) zusätzlich gebündelt werden. Somit kann eine Sekundärlinse (91) geringen Durchmessers eingesetzt werden. Die konvexe Fläche (83) der Kondensorlinse (81) ist beispielsweise eine asphärische Fläche.
  • Auch der Abstand der Sekundär- (90) von der Primäroptik (30) beeinflusst die Beleuchtungsstärkeverteilung. Um das bei einem großen Abstand das aus der Primäroptik (30) divergent austretende Licht (100) zu bündeln, ist eine größere Sekundärlinse (91) erforderlich als bei einem kleinen Abstand. Die größere Sekundärlinse (91) erlaubt - bei identischem Lichtleitkörper (31) - die Ausbildung des Hot Spots (175), während zur Ausbildung einer Grundlichtverteilung ein kleiner Abstand zwischen Primär- (30) und Sekundäroptik (90) und eine kleiner Sekundärlinse (91) erforderlich ist.
  • Mittels der seitlichen Flächen (41, 43) und der Abrundungen (57) kann die Lichtverteilung an den Seiten des ausgeleuchteten Bereichs (181) beeinflusst werden. Eine Verdrehung der Seitenflächen (41, 43) - bei festliegender Unterkante (35) - zueinander verringert die Breite des Lichtverteilungsdiagramms (171), vgl. Figur 12. Eine Verringerung der Radien der Abrundungen (57) bewirkt einen schärferen Übergang vom ausgeleuchteten zum nicht ausgeleuchteten Bereich in den Ecken.
  • In der Figur 13 ist eine Lichtaustrittsfläche (34) eines Lichtleitkörpers (31) dargestellt. Die Hauptabmessungen dieser Lichtaustrittsfläche (34) entsprechen den Hauptabmessungen der in der Figur 7 dargestellten Lichtaustrittsfläche (34). Der Übergangsbereich (75) zwischen den Parabelflächen (72, 73) ist im Vergleich zur Figur 7 nach links verschoben. Bei der Montage mehrerer Lichtmodule (10) werden diese so angeordnet, dass beim Betrieb die Verbindungsabschnitte (179) zusammenfallen. Somit überlappen sich zwei asymmetrisch aufgeteilte Beleuchtungsprofile nur teilweise. In der Mitte, im Bereich des gewünschten Hot-Spots (175) und an der z-förmigen Hell-Dunkel-Grenze (176), wird so ein Bereich hoher Beleuchtungsstärke im Vergleich zu den seitlichen Bereichen erreicht.
  • Die beiden Parabelflächen (72, 73) können, wie in der Figur 14 gezeigt, zueinander geneigt sein. Hiermit können beispielsweise verzerrte Abbildungen in der Zielebene kompensiert werden. Die Parabelflächen (72, 73) können auch in Querrichtung gewölbt sein. Gegebenenfalls können sie z.B. in dem an die Lichtaustrittsfläche (34) angrenzenden Drittel des Lichtleitkörpers (31) zusätzlich modifiziert sein.
  • Der Verbindungsabschnitt (75) kann entlang des Lichtverteilkörpers (31) gewölbt sein, vgl. Figur 15. Die Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze (176) wird hiermit nicht beeinflusst. Allerdings kann hiermit die Lichtkonzentration in der Nähe des Hot-Spots (175) beeinflusst'werden. Eine z.B. seitlich verkippte Anordnung des Lichtleitkörpers (31) bewirkt eine Verschiebung des Schwerpunkts der Beleuchtungsstärkeverteilung (181) an der Wand. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Lichteintritts- (32) und die Lichtaustrittsfläche (34) nicht parallel zueinander.
  • Der Verbindungsabschnitt (75) kann im Übergang zu den Parabelflächen (72, 73) Übergangsradien (77) aufweisen, vgl. Figur 6.
  • Der Lichtleitkörper (31) kann auch zwei untenliegende Parabelflächen (72, 73) umfassen, die unmittelbar einander angrenzen und z.B. um 15 Grad zueinander geneigt sind. Hiermit kann beispielsweise eine Ausleuchtung mit einem 15 Grad-Anstieg erzeugt werden.
  • Es ist auch denkbar, die Bodenfläche (71) mit nur einer durchgehenden Parabelfläche (72; 73) auszuführen, vgl. Figur 9. Mit einem derartigen Lichtmodul (10) wird beispielsweise eine waagerechte Hell-Dunkel-Grenze (176) erzeugt. Das entsprechende Lichtmodul (10) kann hierbei so ausgeführt sein, dass ein Hot-Spot (175) erzeugt wird. Auch in diesem Ausführungsbeispiel hat die Deckfläche (51) einen Parabelflächenabschnitt (52), einen gebogenen Flächenabschnitt (53) und einen ebenen Flächenabschnitt (54). Zwischen dem Parabelflächenabschnitt (52) und dem gebogenen Flächenabschnitt (54) liegt eine Wendelinie (56).
  • Die Bodenfläche (71) kann zumindest bereichsweise durch eine Schar nebeneinander liegender, in der Lichtausbreitungsrichtung (15) orientierter Parabeln beschrieben werden. Diese Parabeln können unterschiedliche Parameter aufweisen.
  • Die Bodenfläche (71) und die Deckfläche (51) des Lichtleitkörpers (31) können auch vertauscht sein, so dass die hier als Bodenfläche (71) bezeichnete Fläche oben liegt. Die Beleuchtungsstärkeverteilung ist dann so ausgebildet, dass die Hell-Dunkel-Grenze (176) unten liegt.
  • Die hier beschriebenen Flächen können Hüllflächen sein. So können die einzelnen Flächenabschnitte z.B. Freiformflächen sein, deren Hüllfläche z.B. Parabelfläche sind. Die Brennlinien (55, 74) können z.B. in der Lichtausbreitungsrichtung (15) verschoben sein.
  • Auch ist es denkbar, beispielsweise den Parabelflächenabschnitt (52) der Deckfläche (51) mit einzelnen Stufen auszuführen. Von jeweils zwei einander angrenzenden Grenzflächenabschnitten des Lichtleitkörpers (31) umfasst dann ein Begrenzungsflächenabschnitt eine z.B. parabelflächenartige Totalreflexionsfläche (151) für das vom oberen lichtemittierenden Chip (23) emittierte Licht (101 - 105), während der andere Grenzflächenabschnitt eine Totalreflexionsfläche für das vom unteren lichtemittierenden Chip (25) emittierte Licht (106 - 109) umfasst. Gegebenenfalls kann auch die Bodenfläche (71) gestuft ausgeführt sein.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Umgebung
    10
    Leuchteinheit, Lichtmodul
    11
    optische Achse
    15
    Lichtausbreitungsrichtung
    16
    Zwischenraum
    20
    Leuchtdiode, Lumineszenzdiode
    21
    Gruppe von Lichtquellen
    22 - 25
    Lichtquellen, lichtemittierende Chips
    26
    Sockel
    30
    Primäroptik
    31
    Lichtleitkörper
    32
    Lichteintrittsfläche
    33
    obere Kante von (32)
    34
    Lichtaustrittsfläche
    35
    Unterkante von (34)
    36, 37
    Abschnitte von (35)
    38
    Übergangsabschnitt von (35)
    41
    Seitenfläche
    42
    ebener Flächenabschnitt
    43
    Seitenfläche
    44
    ebener Flächenabschnitt
    51
    Deckfläche
    52
    Parabelflächenabschnitt
    53
    gebogener Flächenabschnitt
    54
    ebener Flächenabschnitt; Auslauf von (51)
    55
    Brennlinie
    56
    Wendelinie
    57
    Abrundungen
    61
    Kurve
    62
    Kurvenabschnitt, Parabelabschnitt
    64
    gerader Abschnitt
    65
    Brennpunkt von (62)
    66
    Wendepunkt
    71
    Bodenfläche
    72
    Parabelflächenabschnitt
    73
    Parabelflächenabschnitt
    74
    Brennlinie
    75
    Übergangsbereich
    76
    Kurvenabschnitt, Parabelabschnitt
    77
    Übergangsradius
    78
    Brennpunkt von (76)
    81
    optische Linse, Sammellinse, Kondensorlinse
    82
    Planseite
    83
    konvexe Fläche, Lichtaustrittsfläche von (81)
    90
    Sekundäroptik
    91
    Sekundärlinse
    92
    Planfläche
    93
    Lichtaustrittsfläche
    95
    Mittellinie von (91)
    100
    Licht, Lichtbündel
    101 - 105
    Lichtstrahlen von (23)
    106 - 109
    Lichtstrahlen von (25)
    151
    obere Grenzfläche, Totalreflexionsfläche
    161
    untere Grenzfläche, Totalreflexionsfläche
    170
    Beleuchtungsstärkeverteilung
    171
    Schnittpunkt
    172
    Bezugsgitternetzlinien, horizontal
    173
    Bezugsgitternetzlinien, vertikal
    174
    Isolinien
    175
    Bereich höchster Beleuchtungsstärke, Hot-spot
    176
    Hell-Dunkel-Grenze
    177
    Abschnitt von (176)
    178
    Abschnitt von (176)
    179
    Verbindungsabschnitt
    181
    ausgeleuchteter Bereich

Claims (17)

  1. Leuchteinheit (10) mit mindestens einer Leuchtdiode (20), die mindestens einen lichtemittierenden Chip (22; 23; 24; 25) als Lichtquelle umfasst, mit mindestens einem der Leuchtdiode (20) optisch nachgeschalteten, sich in der Lichtausbreitungsrichtung (15) aufweitenden Lichtleitkörper (31) und mit einer dem Lichtleitkörper (31) optisch nachgeschalteten Sekundärlinse (91), wobei zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete, den Lichtleitkörper (31) begrenzende Flächen (51, 71), die in einem diese Flächen (51, 71) schneidenden Längsschnitt eine Bodenfläche (71) und eine Deckfläche (51) bilden, an die Lichteintrittsfläche (32) des Lichtleitkörpers (31) angrenzende, gegensinnig gekrümmte Kurvenabschnitte (62, 76) aufweisen, wobei die Bodenfläche (71) einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung (15) positiv gekrümmten Kurvenabschnitt (76) und die Deckfläche (71) einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung (15) negativ gekrümmten Kurvenabschnitt (62) umfasst, dadurch gekennzeichnet,
    - dass in dem genannten Längsschnitt mindestens eine der den Lichtleitkörper (31) begrenzenden Kurven (61, 76) einen Wendepunkt (66) aufweist.
  2. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (20) eine Gruppe (21) von lichtemittierenden Chips (22 - 25) als Lichtquellen umfasst.
  3. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder lichtemittierende Chip (22 - 25) innerhalb der Gruppe (21) mindestens zwei unmittelbar benachbarte lichtemittierende Chips (23, 24; 22, 25; 22, 25; 23, 24) hat.
  4. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Abschnitte (62, 76) Parabelabschnitte sind.
  5. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abszissen der auf die Parabeln bezogenen Koordinatensysteme mit der optischen Achse (11) der Leuchteinheit (10) mindestens einen Winkel von 50 Grad einschließen.
  6. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (51, 71) in jedem Längsschnitt mindestens einen parabelförmig gekrümmten Abschnitt (62, 76) aufweisen.
  7. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dass die den Wendepunkt (66) umfassende Kurve (61) einen geraden Abschnitt (64) umfasst.
  8. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierenden Chips (22 - 25) im Quadrat angeordnet sind.
  9. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete, die Deckfläche (51) und die Bodenfläche (71) verbindende Flächen (41, 43) des Lichtleitkörpers (31) jeweils zumindest einen ebenen Flächenabschnitt (42, 44) umfassen, wobei die zugehörigen Ebenen einen außerhalb der Bodenfläche (71) liegenden, in Richtung des Lichtleitkörpers (31) orientierten spitzen Winkel einschließen.
  10. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (51) oder die Bodenfläche (71) mindestens zwei gekrümmte und versetzt zueinander angeordnete Flächenabschnitte (72, 73) aufweist, die gegeneinander um die Schnittgerade der Lichteintrittsfläche (32) mit der jeweils entgegengesetzt angeordneten Fläche (71; 51) verdreht sind.
  11. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächenabschnitte (72, 73) mittels eines Übergangsbereichs (75) verbunden sind.
  12. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (75) mit den beiden Flächenabschnitten (72, 73) jeweils einen Winkel von 135 Grad einschließt.
  13. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den Flächenabschnitten (72, 73) abgewandten Längskanten des Lichtleitkörpers (31) Abrundungen (57) aufweisen.
  14. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Abrundungen (57) in der Lichtausbreitungsrichtung (15) zunimmt.
  15. Leuchteinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtleitkörper (31) eine Sammellinse (81) optisch nachgeschaltet ist, die der Sekundärlinse (91) optisch vorgeschaltet ist.
  16. Lichtleitkörper (31) mit einer Lichteintrittsfläche (32) und mit einer Lichtaustrittsfläche (34), dessen Querschnitt sich in der Lichtausbreitungsrichtung (15) aufweitet, wobei zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete, den Lichtleitkörper (31) begrenzende Flächen (51, 71), die in einem diese Flächen (51, 71) schneidenden Längsschnitt eine Bodenfläche (71) und eine Deckfläche (51) bilden, an die Lichteintrittsfläche (32) angrenzende, gegensinnig gekrümmte Kurvenabschnitte (62, 76) aufweisen, wobei die Bodenfläche (71) einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung (15) positiv gekrümmten Kurvenabschnitt (76) und die Deckfläche (51) einen in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung (15) negativ gekrümmten Kurvenabschnitt (62) umfasst, dadurch gekennzeichnet,
    - dass im dem genannten Längsschnitt mindestens eine der den Lichtleitkörper (31) begrenzenden Kurven (61, 76) einen Wendepunkt (66) aufweist.
  17. Lichtleitkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (34) mindestens die siebenfache Größe der Lichteintrittsfläche (32) hat.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT510437B1 (de) * 2011-02-16 2012-04-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Led-lichtmodul und fahrzeugscheinwerfer
WO2013178311A1 (de) * 2012-05-26 2013-12-05 Docter Optics Se Fahrzeugscheinwerfer mit einer komplexen scheinwerferlinse
WO2014072003A1 (de) * 2012-11-08 2014-05-15 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen fahrzeugscheinwerfer
EP2818792A3 (de) * 2013-06-11 2015-11-18 Stanley Electric Co., Ltd. Fahrzeugbeleuchtungseinheit
EP3124854A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-01 Valeo Vision Beleuchtungssystem für kraftfahrzeugscheinwerfer
US9732924B2 (en) 2013-01-23 2017-08-15 Docter Optics Se Headlight lens for a vehicle headlight
ITUA20164515A1 (it) * 2016-06-20 2017-12-20 Automotive Lighting Italia Spa Dispositivo compatto di illuminazione per veicoli
CN108885350A (zh) * 2016-03-21 2018-11-23 亮锐控股有限公司 照明布置
EP3382263A4 (de) * 2016-09-30 2019-03-27 H.A. Automotive Systems, Inc. Kondensator für abblendlichtmodul eines fahrzeugs

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009130655A2 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Lamp assembly
DE102008027234B4 (de) * 2008-06-06 2014-05-28 Ifm Electronic Gmbh Beleuchtungseinheit und Optikelement
WO2012005686A1 (en) * 2010-07-05 2012-01-12 I3 Lab Pte Ltd An automotive led headlamp comprising a light tunnel device
JP5618721B2 (ja) * 2010-09-13 2014-11-05 株式会社小糸製作所 レンズの製造方法
AT510824B1 (de) * 2010-11-23 2016-05-15 Swarco Futurit Verkehrssignalsysteme Ges M B H Farbmischende sammeloptik
JP5589007B2 (ja) 2012-01-18 2014-09-10 シャープ株式会社 発光装置、照明装置および車両用前照灯
WO2013136709A1 (ja) * 2012-03-15 2013-09-19 株式会社小糸製作所 発光装置および車両用灯具
DE102012009596A1 (de) 2012-05-15 2013-11-21 Docter Optics Se Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse
JP6030864B2 (ja) * 2012-06-13 2016-11-24 株式会社小糸製作所 灯具ユニットおよび投影レンズ
DE102012211284A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtleitelement und Lichtleiter
DE102012213845B4 (de) 2012-08-03 2015-05-28 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtleitelement und Lichtmodul
JP5805327B2 (ja) * 2012-08-28 2015-11-04 三菱電機株式会社 前照灯用光源および前照灯
DE102012108175B4 (de) * 2012-09-04 2022-04-28 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
DE102012218684B9 (de) * 2012-10-12 2016-05-25 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul
WO2014114308A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-31 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen fahrzeugscheinwerfer
CN103267256A (zh) * 2013-03-25 2013-08-28 苏州奥浦迪克光电技术有限公司 Led汽车前大灯
JP6177596B2 (ja) 2013-06-18 2017-08-09 シャープ株式会社 発光装置
DE102013106620B4 (de) * 2013-06-25 2022-10-20 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
JP6222557B2 (ja) * 2013-10-17 2017-11-01 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
KR101592648B1 (ko) * 2013-12-23 2016-02-12 현대자동차주식회사 헤드램프 장치
KR20150116665A (ko) * 2014-04-08 2015-10-16 현대모비스 주식회사 프라이머리 옵틱 렌즈 및 이를 구비한 차량용 램프
TWI607181B (zh) * 2015-07-06 2017-12-01 隆達電子股份有限公司 導光柱與使用其的車用燈具
FR3039883B1 (fr) * 2015-08-06 2020-10-02 Valeo Vision Module lumineux en materiau transparent avec deux faces de reflexion
DE112016000778B4 (de) * 2015-10-07 2025-10-09 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
JP6746896B2 (ja) * 2015-11-10 2020-08-26 市光工業株式会社 車両用灯具
JP6305967B2 (ja) * 2015-11-11 2018-04-04 シャープ株式会社 発光装置、照明装置および車両用前照灯
DE102015225093A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Osram Gmbh Leuchtsystem und fahrzeugscheinwerfer
CN108343861B (zh) * 2017-01-24 2020-07-10 清华大学 自由曲面照明系统
KR101907372B1 (ko) * 2017-04-26 2018-10-12 현대모비스 주식회사 헤드램프 장치
US10851959B2 (en) * 2017-11-22 2020-12-01 Stanley Electric Co., Ltd. Vehicle headlight
US10288248B1 (en) * 2017-12-14 2019-05-14 Valeo North America, Inc. Device for automotive lighting
US11226078B2 (en) * 2018-04-23 2022-01-18 Stanley Electric Co., Ltd. Vehicular lamp fitting
JP7176810B2 (ja) * 2018-06-21 2022-11-22 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
WO2020069916A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-09 Lumileds Holding B.V. Optical element for lighting device
CN210197182U (zh) * 2019-05-17 2020-03-27 华域视觉科技(上海)有限公司 一种导光元件、车辆照明装置及汽车
WO2020233297A1 (zh) 2019-05-20 2020-11-26 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯光学元件组件、车辆照明模组、车灯及车辆
CN111964000A (zh) * 2019-05-20 2020-11-20 华域视觉科技(上海)有限公司 车辆照明模组、车灯及汽车
DE102020107075A1 (de) * 2020-03-15 2021-09-16 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
WO2022044078A1 (ja) * 2020-08-24 2022-03-03 三菱電機株式会社 前照灯モジュール及び前照灯装置
KR102489648B1 (ko) 2021-02-24 2023-01-18 현대모비스 주식회사 차량용 램프 및 그 램프를 포함하는 차량
US12344159B2 (en) 2022-03-23 2025-07-01 Docter Optics Se Vehicle headlight

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2365962A (en) * 2000-08-01 2002-02-27 Visteon Global Tech Inc Collimating lamp with light pipes
EP1630576A2 (de) * 2004-08-27 2006-03-01 Osram Opto Semiconductors GmbH Leuchtmittel mit vorgegebener Abstrahlcharakteristik und Primäroptikelement für ein Leuchtmittel
US20060087860A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle illumination lamp

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4170400A (en) * 1977-07-05 1979-10-09 Bert Bach Wide angle view optical system
US6152588A (en) * 1994-09-28 2000-11-28 Sdl, Inc. Addressable vehicular lighting system
DE10302969B4 (de) * 2003-01-25 2010-05-12 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE10319274A1 (de) * 2003-04-29 2004-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtquelle
DE10325330B4 (de) * 2003-06-04 2010-06-02 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
KR20070058380A (ko) * 2004-04-23 2007-06-08 라이트 프리스크립션즈 이노베이터즈, 엘엘씨 발광 다이오드를 위한 광학 매니폴드
US7777955B2 (en) * 2005-07-29 2010-08-17 Optical Research Associates Rippled mixers for uniformity and color mixing
US7832878B2 (en) * 2006-03-06 2010-11-16 Innovations In Optics, Inc. Light emitting diode projection system
DE102006044640A1 (de) * 2006-09-19 2008-03-27 Schefenacker Vision Systems Germany Gmbh Leuchteinheit zur Fern- und Abblendlichterzeugung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2365962A (en) * 2000-08-01 2002-02-27 Visteon Global Tech Inc Collimating lamp with light pipes
EP1630576A2 (de) * 2004-08-27 2006-03-01 Osram Opto Semiconductors GmbH Leuchtmittel mit vorgegebener Abstrahlcharakteristik und Primäroptikelement für ein Leuchtmittel
DE102005017528A1 (de) 2004-08-27 2006-03-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtmittel mit vorgegebener Abstrahlcharakteristik und Primäroptikelement für ein Leuchtmittel
US20060087860A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle illumination lamp

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT510437B1 (de) * 2011-02-16 2012-04-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Led-lichtmodul und fahrzeugscheinwerfer
WO2013178311A1 (de) * 2012-05-26 2013-12-05 Docter Optics Se Fahrzeugscheinwerfer mit einer komplexen scheinwerferlinse
US9719645B2 (en) 2012-05-26 2017-08-01 Docter Optics Se Motor vehicle headlight having a complex headlight lens
WO2014072003A1 (de) * 2012-11-08 2014-05-15 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen fahrzeugscheinwerfer
US10161588B2 (en) 2012-11-08 2018-12-25 Doctor Optics SE Headlight lens for a vehicle headlight
US9664352B2 (en) 2012-11-08 2017-05-30 Docter Optics Se Headlight lens for a vehicle headlight
US9732924B2 (en) 2013-01-23 2017-08-15 Docter Optics Se Headlight lens for a vehicle headlight
EP2818792A3 (de) * 2013-06-11 2015-11-18 Stanley Electric Co., Ltd. Fahrzeugbeleuchtungseinheit
EP3124854A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-01 Valeo Vision Beleuchtungssystem für kraftfahrzeugscheinwerfer
CN113883465B (zh) * 2015-07-28 2024-06-14 法雷奥照明公司 用于机动车辆前灯的照明系统
FR3039630A1 (fr) * 2015-07-28 2017-02-03 Valeo Vision Systeme d'eclairage pour projecteur de vehicule automobile
US10151437B2 (en) 2015-07-28 2018-12-11 Valeo Vision Lighting system for motor vehicle headlight
EP3415810A1 (de) * 2015-07-28 2018-12-19 Valeo Vision Beleuchtungssystem für kraftfahrzeugscheinwerfer
US11156333B2 (en) 2015-07-28 2021-10-26 Valeo Vision Lighting system for motor vehicle headlight
US11892133B2 (en) 2015-07-28 2024-02-06 Valeo Vision Lighting system for motor vehicle headlight
CN113883465A (zh) * 2015-07-28 2022-01-04 法雷奥照明公司 用于机动车辆前灯的照明系统
CN108885350A (zh) * 2016-03-21 2018-11-23 亮锐控股有限公司 照明布置
EP3260764A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-27 Automotive Lighting Italia S.p.A. Kompakte beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge
ITUA20164515A1 (it) * 2016-06-20 2017-12-20 Automotive Lighting Italia Spa Dispositivo compatto di illuminazione per veicoli
EP3667161A1 (de) * 2016-09-30 2020-06-17 H.A. Automotive Systems, Inc. Kondensator für abblendlichtmodul eines fahrzeugs
EP3663637A1 (de) * 2016-09-30 2020-06-10 H.A. Automotive Systems, Inc. Kondensator für abblendlichtmodul eines fahrzeugs
EP3382263A4 (de) * 2016-09-30 2019-03-27 H.A. Automotive Systems, Inc. Kondensator für abblendlichtmodul eines fahrzeugs

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