WO2020083668A1 - Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge - Google Patents

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WO2020083668A1
WO2020083668A1 PCT/EP2019/077611 EP2019077611W WO2020083668A1 WO 2020083668 A1 WO2020083668 A1 WO 2020083668A1 EP 2019077611 W EP2019077611 W EP 2019077611W WO 2020083668 A1 WO2020083668 A1 WO 2020083668A1
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light source
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divergence correction
lighting device
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Markus Giehl
Daniela Karthaus
Franziska Kley
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Hella GmbH and Co KGaA
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Hella GmbH and Co KGaA
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/60—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by optical aspects

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for vehicles for illuminating a roadway area in front of the vehicle with a housing which is closed by a transparent cover plate, in which a light source unit for generating a light beam and in which an optical unit for shaping the light beam corresponding to one outside the housing Generating predetermined light distribution are arranged, wherein the optical unit has a divergence correction means for the light beam.
  • the prob- lem is that the 's lambert because of their' look emission light in egg nem relatively large solid angle emit LED.
  • Primary optical elements are necessary in order to collect the light and to supply light-imaging elements, for example a lens device, in order to generate a predetermined light distribution.
  • a primary optic element which corrects the divergence as a divergence correction means or sets a precise divergence angle, a light guide is known from DE 103 19 274 A1, for example, on the light exit side of which the light beam is emitted at an opening angle of 9 °.
  • a Fresnel plate is provided as the divergence correction means, which is arranged at a distance from the light source unit.
  • lenses are provided as divergence correction means, which are arranged at a distance from the light sources.
  • a disadvantage of the known lighting devices is that the known measures for divergence correction are relatively space-consuming.
  • the invention in connection with the preamble of patent claim 1 is characterized in that the divergence correction means has a structural surface with a plurality of structural elements in the micro and / or nano and / or atomic length range on a side facing away from the light source, and that the structure surface means is arranged directly on or in the vicinity of a light-emitting surface of the light source.
  • the divergence correction means is designed as a divergence correction means which has a structure surface in a micro and / or nano and / or atomic length range.
  • the structural elements of the divergence correction means formed in this way are arranged directly on a light exit surface of the light source or in the vicinity thereof.
  • the divergence correction means is advantageously arranged close to the light source, so that it can form a common structural unit together with the light source.
  • the divergence correction means is part of the light source unit.
  • the installation space can advantageously be significantly reduced.
  • the small extent of the structural elements can be used advantageously when illuminating small areas or when coupling into relatively narrow light guides.
  • a thickness of the divergence correction means is less than 2 mm and / or corresponds to a thickness of a substrate of the divergence correction means.
  • the thickness of the divergence correction means is essentially determined by the substrate that has the structural elements. The construction space can thus advantageously be kept small in the main emission direction.
  • the divergence correction means has a transverse dimension to the main emission direction of the light source which is equal to or at most 1.5 times a width of the light-emitting surface of the light source.
  • the divergence correction means can be advantageous due to the proximity of the light-emitting surface of the light source essentially correspond to the transverse extent of the light-emitting surface of the light source, so that the installation space is not increased in width.
  • the structural elements have a maximum height in relation to a base area thereof in the micro, and / or nano, and / or atomic length range.
  • the structural elements therefore have relatively small distances both in the main emission direction and in the direction perpendicular to the main emission direction.
  • the divergence correction means is arranged at a maximum distance of 2 mm from the light-emitting surface of the light source.
  • the dimensioning of the structural elements is adapted to the distance between them and the light-emitting surface of the light source.
  • the structural surface of the divergence correction means forms the light-emitting surface of the light source. It is therefore an integral part of the light source, which results in the highest degree of effectiveness with regard to the setting of a fixed predetermined divergence angle.
  • the structural surface is arranged together with the substrate at a distance from the light-emitting surface of the light source, the divergence angle being adjustable by specifying the distance.
  • the structural elements are firmly connected to a housing of the light source via a housing of the divergence correction means.
  • the substrate of the divergence correction means is preferably connected to the housing of the light source.
  • Precise fastening means can advantageously create a clear position of the structural elements relative to the light-emitting surface of the light source.
  • the substrate of the divergence correction means consists of a material which converts light source light, that is to say a material by means of which the light from the light source is converted into white light. If, for example, a semiconductor crystal of the light source emits blue light, the substrate can consist of a phosphor material which converts the blue light into white light.
  • the divergence correction means has a surface structuring on a side facing the light source for the additional shaping of the light beam. This advantageously allows the light shaping to be further optimized.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a light source unit with a divergence correction means according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a light source unit with a divergence correction means according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a light source unit with a divergence correction means according to a third embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a light source unit with a divergence correction means according to a fourth embodiment
  • a lighting device for vehicles according to the invention is preferably used as a headlight for generating different light distributions, for example low beam, city light, motorway light distributions or the like.
  • the lighting device has a light source unit 1 with one or more semiconductor-based light sources 2 and an optical unit for shaping the light bundle in accordance with the predetermined light distribution.
  • the light source unit 1 and the optics unit are arranged in a common housing which is closed by a transparent cover plate.
  • the optical unit can have a light guide and / or a lens device and / or a liquid crystal device and / or a microlens device and / or a device with one or a plurality of micromirrors for light shaping or light distribution, each of which has a light flow downstream or is arranged in the main emission direction H in front of the light source unit 1.
  • the optical unit comprises a divergence correction means 3 described below.
  • the divergence correction means 3 is a component or forms a primary optic, by means of which light preforming is carried out.
  • the light preforming is used in particular to optimally illuminate a secondary optics downstream of the primary optics.
  • the secondary optics are designed such that the predetermined light distribution is generated.
  • the divergence correction means 3 is used for preforming and / or divergence angle correction and can also be used, for example, in the interior of vehicles, in signal lights, rear lights or other lights.
  • the light source 2 has a phosphor-converting light-emitting diode 4, in which the light L1, usually blue light, emitted by the light-emitting diode 4 is directed onto a downstream phosphor s, usually a phosphor converting into yellow light, falls and is partially converted into yellow conversion light.
  • This yellow conversion light together with the non-inverted blue component results in white light which is emitted as a light bundle L2 in the direction of the downstream optical elements (not shown) of the optical unit.
  • the LED 4 emits light L1 lambert according to a 'see from radiation.
  • the light source 2 thus has the light emitting diode 4 and the Fluorescent s on.
  • the light-emitting diode 5 can also be another light-emitting semiconductor element.
  • the light-emitting diode 4 can also be designed as a directly emitting light-emitting diode which emits white light.
  • the light-emitting diode (semiconductor crystal) 4 and the phosphor s are enclosed in a housing 6 of the light source 2.
  • a front surface 7 of the phosphor 5 in the main emission direction H of the light source 2 is designed as a structural surface 8 of the divergence correction means 3.
  • the divergence correction means 3 is part of the light source 2.
  • the structure surface 8 has a structure dimensioning such that the light bundle L1 is emitted at a predetermined divergence angle g (opening angle).
  • the light beam L2 is preferably emitted rotationally symmetrically to an axis A of the light source 2.
  • the structure surface 8 has a plurality of structure elements 9 arranged in a plane running perpendicular to the axis A, so that there is a structuring in the micrometer and / or nanometer and / or atomic length range. This means that the distance between adjacent structural elements 9 is in the micro, nano or atomic length range mentioned. In the figures, the structural elements 9 are not shown to scale for better visibility.
  • the dimension of the structural surface 8 corresponds to a light-emitting surface 10 of the light source 2.
  • the transverse extent of the structural surface 8 or the divergence correction means 3 thus corresponds to a width B of the light-emitting surface 10 of the light source 2.
  • the structure elements 9 each have a height h in the millimeter and / or micrometer range, see FIG. by way of example in FIG. 2.
  • a divergence correction means 3 ′ which has a substrate 11 made of a transparent material, on which the structural surface 8 with the structural elements 9 is arranged on a front side facing away from the light source 2.
  • a preferably flat rear side 12 of the substrate 11 is in direct contact with a flat front side of the phosphor 5 of the light source 2.
  • the divergence correction means 3 ′′ does not end flush with a front side of the housing 6, but rather projects out of the housing 6 of the light source 2.
  • the divergence correction means 3 'thus directly adjoins the light source 2. It has a thickness d which is in a range between 1 mm and 5 mm. The thickness d thus essentially corresponds to the thickness of the substrate 11.
  • a divergence correction means 3 ′′ is provided which, in comparison to the embodiment according to FIG. 2, additionally has a housing 13 which is fixedly connected to the housing 6 of the light source 2 via fastening means, not shown.
  • the housing 13 serves as a type of holder device for the divergence correction means 3 ′′.
  • the two housings 6, 13 can be connected, for example, by means of precision fastening means, so that there is a defined relative position between the divergence correction means 3 ′′ and the light source 2.
  • the substrate 11 of the divergence correction means 3 is connected, on which the structural surface 8 is arranged on the front side.
  • the structural surface 8 is raised to the housing 13.
  • the convergence correction means 3 ′′ or the substrate 11 is arranged at a distance a from the light-emitting surface 10 of the light source 2.
  • the distance a is a maximum of 2 mm.
  • a divergence correction means 3 '" is provided which differs from the divergence correction means 3" according to FIG. 3 in that the substrate 11 is not made of a crystal-clear substrate material, but from a light-converting material 5, preferably phosphor material, so that the light source 2 itself does not have to have a light-converting material.
  • a divergence correction means 3 IV is provided which, in comparison to the divergence correction means 3 ′ “, additionally has a surface structure 14 on a side (rear side) facing the light source 2 for the additional shaping of the surface LED 4 emitted light bundle L1.
  • the surface structuring 14 has a different dimension than the front structural surface 8.
  • the structural surface 8 serves only to compensate for dispersion effects.
  • the substrate 11 of the divergence correction means 3 IV according to FIG. 5 can also be made of a crystal-clear material, that is to say without a light-converting effect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge zum Ausleuchten eines Fahrbahnbereiches vor dem Fahrzeug mit einem durch eine transparente Abdeckscheibe verschlossenem Gehäuse, in dem eine Lichtquelleneinheit (1) zur Erzeugung eines Lichtbündels (L1, L2) und in dem eine Optikeinheit zur Formung des Lichtbündels (L2) entsprechend einer außerhalb des Gehäuses zu erzeugenden vorgegebenen Lichtverteilung angeordnet sind, wobei die Optikeinheit ein Divergenzkorrekturmittel (3, 3', 3'', 3''', 3IV) für das Lichtbündel (L1) aufweist, wobei das Divergenzkorrekturmittel (3, 3', 3'', 3''', 3IV) auf einer der Lichtquelle (2) abgewandten Seite eine Strukturoberfläche (8) mit einer Mehrzahl von Strukturelementen (9) im Mikro- und/oder Nano- und/oder Atomlängenbereich aufweist, und dass das Strukturoberflächenmittel (3, 3', 3'', 3''', 3IV) unmittelbar an oder in der Nähe einer lichtabstrahlenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) angeordnet ist.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge zum Ausleuchten eines Fahrbahnbereiches vor dem Fahrzeug mit einem durch eine transparente Ab- deckscheibe verschlossenem Gehäuse, in dem eine Lichtquelleneinheit zur Erzeu- gung eines Lichtbündels und in dem eine Optikeinheit zur Formung des Lichtbündels entsprechend einer außerhalb des Gehäuses zu erzeugenden vorgegebenen Licht verteilung angeordnet sind, wobei die Optikeinheit ein Divergenzkorrekturmittel für das Lichtbündel aufweist.
Bei Lichtquelleneinheiten mit als LEDs ausgebildeten Lichtquellen besteht das Prob- lem, dass die LED's aufgrund ihrer lambert' sehen Abstrahlcharakteristik Licht in ei- nem relativ großen Raumwinkel abstrahlen. Primäroptikelemente sind notwendig, um das Licht zu sammeln und lichtabbildenden Elementen, beispielsweise einer Linsen- einrichtung, zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung zuzuführen. Als Pri- märoptikelement, das als Divergenzkorrekturmittel die Divergenz korrigiert bzw. einen präzisen Divergenzwinkel einstellt, ist beispielsweise aus der DE 103 19 274 A1 ein Lichtleiter bekannt, an dessen Lichtaustrittsseite das Lichtbündel unter einem Öff- nungswinkel von 9° abgestrahlt wird. Aus der US 5 816 681 A ist als Divergenzkorrek- turmittel eine Fresnelplatte vorgesehen, die in einem Abstand zu der Lichtquellenein- heit angeordnet ist. Aus der EP 2 467 635 B1 sind als Divergenzkorrekturmittel Linsen vorgesehen, die in einem Abstand zu den Lichtquellen angeordnet sind. Nachteilig an den bekannten Beleuchtungsvorrichtungen ist, dass die bekannten Maßnahmen zur Divergenzkorrektur relativ bauraumaufwendig sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise platzsparend und effektiv das divergente Abstrahlen eines Lichtbündels korrigiert bzw. eingestellt wird, so dass durch weitere nachgeordnete optische Mittel eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite eine Strukturoberfläche mit einer Mehrzahl von Strukturelementen im Mikro- und/oder Nano- und/oder Atomlängenbereich auf- weist, und dass das Strukturoberflächenmittel unmittelbar an oder in der Nähe einer lichtabstrahlenden Fläche der Lichtquelle angeordnet ist.
Nach der Erfindung ist das Divergenzkorrekturmittel als ein Divergenzkorrekturmittel ausgebildet, das eine Strukturoberfläche in einen Mikro- und/oder Nano- und/oder Atomlängenbereich aufweist. Die so gebildeten Strukturelemente des Divergenzkor- rekturmittels sind unmittelbar an einer Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle oder in der Nähe derselben angeordnet. Vorteilhaft ist das Divergenzkorrekturmittel lichtquellen- nah angeordnet, so dass es zusammen mit der Lichtquelle eine gemeinsame Bauein- heit bilden kann. Das Divergenzkorrekturmittel ist quasi Bestandteil der Lichtquellen- einheit. Vorteilhaft kann der Bauraum deutlich reduziert werden. Insbesondere kann die geringe Ausdehnung der Strukturelemente vorteilhaft genutzt werden bei Aus- leuchtung von kleinen Bereichen oder beim Einkoppeln in relativ schmale Lichtleiter. Durch Veränderung der Lichtrichtung direkt an der Lichtquelle kann das von der Licht quelle abgestrahlte Licht gezielt abgelenkt und entsprechend einem vorgegebenen Divergenzwinkel präzise eingestellt werden. Vorteilhaft kann insbesondere das Streu- licht verringert werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Dicke des Divergenz- korrekturmittels kleiner als 2 mm und/oder entspricht einer Dicke eines Substrats des Divergenzkorrekturmittels. Die Dicke des Divergenzkorrekturmittels wird im Wesentli- chen durch das Substrat bestimmt, das die Strukturelemente aufweist. Vorteilhaft kann somit der Bauraum in Hauptabstrahlrichtung kleingehalten werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Divergenzkorrekturmittel eine Querausdehnung zu der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle auf, die gleich oder maximal dem 1 ,5fachen einer Breite der lichtabstrahlenden Fläche der Lichtquelle entspricht. Vorteilhaft kann das Divergenzkorrekturmittel aufgrund der Nähe der zu der lichtabstrahlenden Fläche der Lichtquelle im Wesentlichen der Querausdehnung der lichtabstrahlenden Fläche der Lichtquelle entsprechen, so dass der Bauraum in der Breite nicht erhöht wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Strukturelemente maximal eine Höhe bezogen auf eine Grundfläche derselben im Mikro-, und/oder Nano-, und/oder Atomlängenbereich auf. Die Strukturelemente weisen somit sowohl in Hauptabstrahl- richtung als auch in Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung relativ kleine Ab- stände auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Divergenzkorrekturmittel in einem Ab- stand von maximal 2 mm zu der lichtabstrahlenden Fläche der Lichtquelle angeordnet. Die Dimensionierung der Strukturelemente ist auf den Abstand derselben zu der licht- abstrahlenden Fläche der Lichtquelle angepasst ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung bildet die Strukturoberfläche des Diver- genzkorrekturmittels die lichtabstrahlende Fläche der Lichtquelle. Sie ist somit integra- ler Bestandteil der Lichtquelle, was ein Höchstmaß an Effektivität bezüglich der Ein- stellung eines fest vorgegebenen Divergenzwinkels bewirkt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Strukturoberfläche zu- sammen mit dem Substrat beabstandet zu der lichtabstrahlenden Fläche der Licht quelle angeordnet, wobei durch Festlegung des Abstandes der Divergenzwinkel ein- stellbar ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Strukturelemente über ein Gehäuse des Divergenzkorrekturmittels mit einem Gehäuse der Lichtquelle fest verbunden. Vorzugsweise ist das Substrat des Divergenzkorrekturmittels mit dem Gehäuse der Lichtquelle verbunden. Vorteilhaft kann durch Präzisionsbefestigungsmittel eine ein- deutige Relativlage der Strukturelemente zu der lichtabstrahlenden Fläche der Licht- quelle geschaffen werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Substrat des Divergenzkorrek- turmittels aus einem Lichtquellenlicht konvertierenden Material, also aus einem Mate- rial, mittels dessen das Licht der Lichtquelle konvertiert wird in weißes Licht. Wenn beispielsweise ein Halbleiterkristall der Lichtquelle blaues Licht abstrahlt, kann das Substrat aus einem Phosphormaterial bestehen, welches das blaue Licht in weißes Licht konvertiert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Divergenzkorrekturmittel auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite eine Oberflächenstrukturierung zur zusätzlichen Formung des Lichtbündels auf. Vorteilhaft kann hierdurch die Lichtformung weiter op- timiert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Lichtquelleneinheit mit einem Diver- genzkorrekturmittel nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lichtquelleneinheit mit einem Diver- genzkorrekturmittel nach einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Lichtquelleneinheit mit einem Diver- genzkorrekturmittel nach einer dritten Ausführungsform,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Lichtquelleneinheit mit einem Diver- genzkorrekturmittel nach einer vierten Ausführungsform und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Lichtquelleneinheit mit einem Diver- genzkorrekturmittel nach einer fünften Ausführungsform. Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge wird vorzugsweise als Scheinwerfer zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilung, beispielsweise Ab- blendlicht-, Stadtlicht-, Autobahnlichtverteilung oder dergleichen eingesetzt. Die Be- leuchtungsvorrichtung weist hierzu eine Lichtquelleneinheit 1 mit einer oder mehreren halbleiterbasierten Lichtquellen 2 sowie eine Optikeinheit zur Formung des Lichtbün- dels entsprechend der vorgegebenen Lichtverteilung auf. Die Lichtquelleneinheit 1 und die Optikeinheit sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das durch ei- ne transparente Abdeckscheibe verschlossen ist. Die Optikeinheit kann zur Lichtfor- mung bzw. Lichtverteilung einen Lichtleiter und/oder eine Linseneinrichtung und/oder eine Flüssigkristalleinrichtung und/oder eine Mikrolinseneinrichtung und/oder eine Ein- richtung mit einem oder einer Mehrzahl an Mikrospiegeln aufweisen, die jeweils licht- stromabwärts bzw. in Hauptabstrahlrichtung H vor der Lichtquelleneinheit 1 angeord- net ist. Ferner umfasst die Optikeinheit ein im Folgenden beschriebenes Divergenz- korrekturmittel 3. Das Divergenzkorrekturmittel 3 ist Bestandteil oder bildet eine Pri- märoptik, mittels derer eine Lichtvorformung erfolgt. Die Lichtvorformung dient insbe- sondere dazu, eine der Primäroptik nachgelagerte Sekundäroptik der Optikeinheit op- timal auszuleuchten. Die Sekundäroptik ist derart ausgestaltet, dass die vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird. Das Divergenzkorrekturmittel 3 dient zur Vorformung und/oder Divergenzwinkelkorrektur und kann beispielsweise auch im Innenraum von Fahrzeugen, in Signalleuchten, Heckleuchten oder sonstigen Leuchten eingesetzt werden.
Die Lichtquelle 2 weist nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 1 eine phosphor-konvertierende Leuchtdiode 4 auf, bei der das von der Leuchtdiode 4 emittierte Licht L1 , üblicherweise blaues Licht, auf einen nachgelagerten Leuchtstoff s, üblicherweise ein in gelbes Licht konvertierender Leuchtstoff, fällt und teilweise in gel bes Konversionslicht umgewandelt wird. Dieses gelbe Konversionslicht ergibt zusam- men mit dem nichtkon vertierten Blauanteil weißes Licht, das als ein Lichtbündel L2 in Richtung der nicht dargestellten nachgeordneten Optikelemente der Optikeinheit ab- gestrahlt wird. Die Leuchtdiode 4 strahlt Licht L1 entsprechend einer lambert' sehen Abstrahlcharakteristik ab. Die Lichtquelle 2 weist somit die Leuchtdiode 4 und den Leuchtstoff s auf. Die Leuchtdiode 5 kann alternativ auch ein anderes lichtabstrahlen- des Halbleiterelement sein.
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Leuchtdiode 4 auch als eine direkt emittierende Leuchtdiode ausgebildet sein, die weißes Licht abstrahlt.
Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, ist die Leuchtdiode (Halbleiterkristall) 4 und der Leuchtstoff s in einem Gehäuse 6 der Lichtquelle 2 eingefasst. Eine in Hauptabstrahl- richtung H der Lichtquelle 2 vordere Oberfläche 7 des Leuchtstoffs 5 ist als eine Struk- turoberfläche 8 des Divergenzkorrekturmittels 3 ausgebildet. Das Divergenzkorrek- turmittel 3 ist hierbei Bestandteil der Lichtquelle 2.
Die Strukturoberfläche 8 weist eine solche Strukturdimensionierung auf, dass das Lichtbündel L1 unter einem vorgegebenen Divergenzwinkel g (Öffnungswinkel) abge- strahlt wird. Die Abstrahlung des Lichtbündels L2 erfolgt vorzugsweise rotationssym- metrisch zu einer Achse A der Lichtquelle 2.
Die Strukturoberfläche 8 weist eine Mehrzahl von in einer senkrecht zur Achse A ver- laufenden Ebene angeordnete Strukturelemente 9 auf, so dass eine Strukturierung im Mikrometer- und/oder Nanometer- und/oder Atomarlängenbereich besteht. Dies be- deutet, dass der Abstand benachbarter Strukturelemente 9 in dem genannten Mikro- bzw. Nano- bzw. Atomarlängenbereich ist. In den Figuren sind die Strukturelemente 9 zur besseren Erkennbarkeit nicht maßstabsgerecht dargestellt.
Die Dimension der Strukturoberfläche 8 entspricht einer lichtabstrahlenden Fläche 10 der Lichtquelle 2. Die Querausdehnung der Strukturoberfläche 8 bzw. des Divergenz- korrekturmittels 3 entspricht somit einer Breite B der lichtabstrahlenden Fläche 10 der Lichtquelle 2. Bezüglich einer Grundfläche G der Strukturoberfläche 8 weisen die Strukturelemente 9 jeweils eine Höhe h im Millimeter- und/oder Mikrometerbereich auf, s. beispielhaft Figur 2.
Nach einer zweiten Ausführungsform gemäß Figur 2 ist ein Divergenzkorrekturmittel 3‘ vorgesehen, das ein Substrat 11 aus einem transparenten Material aufweist, an dem auf einer der Lichtquelle 2 abgewandten Vorderseite die Strukturoberfläche 8 mit den Strukturelementen 9 angeordnet ist. Eine vorzugsweise ebene Rückseite 12 des Sub- strats 11 liegt unmittelbar an einer ebenen Vorderseite des Leuchtstoffs 5 der Licht- quelle 2 an. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 schließt das Di- vergenzkorrekturmittel 3‘ nicht bündig zu einer Vorderseite des Gehäuses 6 ab, son- dern steht aus dem Gehäuse 6 der Lichtquelle 2 erhaben vor. Das Divergenzkorrek- turmittel 3‘ schließt sich somit unmittelbar an die Lichtquelle 2 an. Es weist eine Dicke d auf, die in einem Bereich zwischen 1 mm und 5 mm liegt. Die Dicke d entspricht somit im Wesentlichen der Dicke des Substrats 11.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3 ist ein Divergenz- korrekturmittel 3“ vorgesehen, das im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Figur 2 zusätzlich ein Gehäuse 13 aufweist, das über nicht dargestellte Befestigungsmittel mit dem Gehäuse 6 der Lichtquelle 2 fest verbunden ist. Dabei dient das Gehäuse 13 als eine Art Haltervorrichtung für das Divergenzkorrekturmittel 3“. Die Verbindung der bei- den Gehäuse 6, 13 kann beispielsweise über Präzisionsbefestigungsmittel erfolgen, so dass eine definierte Relativlage zwischen dem Divergenzkorrekturmittel 3“ und der Lichtquelle 2 gegeben ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließt sich an dem Gehäuse 13 innenseitig das Substrat 11 des Divergenzkorrekturmittels 3 an, an dem vorderseitig die Strukturoberfläche 8 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel ist die Strukturoberfläche 8 erhaben zu dem Gehäuse 13 angeordnet. Das Di- vergenzkorrekturmittel 3“ bzw. das Substrat 11 ist in einem Abstand a zu der lichtab- strahlenden Fläche 10 der Lichtquelle 2 angeordnet. Der Abstand a beträgt maximal 2 mm. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 4 ist ein Divergenz- korrekturmittel 3‘“ vorgesehen, das sich von dem Divergenzkorrekturmittel 3“ gemäß Figur 3 dadurch unterscheidet, dass das Substrat 1 1 nicht aus einem glasklaren Sub- stratmaterial, sondern aus einem lichtkonvertierenden Material 5, vorzugsweise Phos- phormaterial, besteht, so dass die Lichtquelle 2 selbst kein lichtkonvertierendes Mate- rial aufweisen muss.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 5 ist ein Divergenz- korrekturmittel 3IV vorgesehen, das im Vergleich zu dem Divergenzkorrekturmittel 3‘“ zusätzlich auf einer der Lichtquelle 2 zugewandten Seite (Rückseite) eine Oberflä- chenstrukturierung 14 aufweist zur zusätzlichen Formung des von der Leuchtdiode 4 abgestrahlten Lichtbündels L1 . Die Oberflächenstrukturierung 14 weist eine andere Dimension auf als die vorderseitige Strukturoberfläche 8. Die Strukturoberfläche 8 dient ausschließlich zum Ausgleich von Dispersionseffekten.
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann as Substrat 1 1 des Divergenzkorrekturmittels 3IV nach Figur 5 auch aus einem glasklaren Material, also ohne lichtkonvertierende Wirkung, ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste
1 Lichtquelleneinheit
2 Lichtquellen
3-3lv Divergenzkorrekturmittel
4 Leuchtdiode
5 Leuchtstoff
6 Gehäuse
7 Oberfläche
8 Strukturoberfläche
9 Strukturelemente
10 lichtabstrahlende Fläche
11 Substrat
12 Rückseite
13 Gehäuse
14 Oberflächenstrukturierung
G Grundfläche
L1 ,L2 Lichtanteil
H Hauptabstrahlrichtung
A Achse
g Divergenzwinkel
H Höhe
a Abstand
B Breite
d Dicke

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für Fahrzeuge mit einem durch eine transparente Abdeckscheibe verschlossenem Gehäuse, in dem eine Licht- quelleneinheit (1 ) zur Erzeugung eines Lichtbündels (L1 , L2) und in dem eine Optikeinheit zur Formung des Lichtbündels (L2) entsprechend einer außer- halb des Gehäuses zu erzeugenden vorgegebenen Lichtverteilung angeord- net sind, wobei die Optikeinheit ein Divergenzkorrekturmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“,
3IV) für das Lichtbündel (L1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“, 3IV) auf einer der Lichtquelle (2) ab- gewandten Seite eine Strukturoberfläche (8) mit einer Mehrzahl von Struktu- relementen (9) im Mikro- und/oder Nano- und/oder Atomlängenbereich auf- weist, und dass das Strukturoberflächenmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“, 3IV) unmittelbar an oder in der Nähe einer lichtabstrahlenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) angeordnet ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“, 3IV) eine Querausdehnung zu ei- ner Hauptabstrahlrichtung (H) der Lichtquelle (2) aufweist, die gleich oder maximal das 1 ,5fache einer Breite (B) der lichtabstrahlenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) entspricht.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (9) maximal eine Höhe (h) bezogen auf eine Grundfläche (G) derselben im Mikro-, und/oder Nano-, und/oder Atomlän- genbereich aufweist.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3) in einem Abstand (a) von maximal 2 mm zu der lichtabstrahlenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) angeordnet ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“, 3IV) einen die Strukturoberfläche (8) aufnehmendes Substrat (11 ) mit einer Dicke (d) auf- weist, die in einem Bereich zwischen 1 mm und 5 mm beträgt.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Strukturoberfläche (8) des Divergenzkorrekturmittels (3) die lichtabstrahlende Fläche (10) der Lichtquelle (2) bildet.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Substrat (11 ) unmittelbar auf der lichtabstrahlenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) oder in einem Abstand (a) zu der lichtabstrah- lenden Fläche (10) der Lichtquelle (2) oder des lichtabstrahlenden Halblei- terelementes (4) angeordnet ist und dass auf einer der Lichtquelle (2) abge- wandten Seite des Substrats (11 ) die Strukturoberfläche (8) angeordnet ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3“, 3‘“, 3IV) ein Gehäuse (13) aufweist, das unmittelbar an einem Gehäuse (6) der Lichtquelle (2) be- festigt ist.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11 ) des Divergenzkorrekturmittels (3“‘, 3IV) aus einem lichtkon vertierenden Material besteht.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Divergenzkorrekturmittel (3IV) auf einer der Lichtquelle (2) zuge- wandten Seite (12) eine Oberflächenstrukturierung (14) zur zusätzlichen Formung des Lichtbündels (L1 ) aufweist.
1 1 . Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Optikeinheit einen Lichtleiter und/oder eine Linsen- einrichtung und/oder eine Flüssigkristalleinrichtung und/oder eine Mikrolinse- neinrichtung und/oder eine Einrichtung mit einem oder einer Mehrzahl an Mikrospiegeln aufweist, die jeweils in Lichtausbreitungsrichtung zu dem Di- vergenzkorrekturmittel (3, 3‘, 3“, 3‘“, 3IV) angeordnet sind.
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