DE102015113231B4 - Laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse, das eine Leiterplatte mit Laserlichtquellen, Reflektoren, eine Wärmesenke und einen weißes Licht erzeugenden, lichtemittierenden Abschnitt aufweist - Google Patents

Laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse, das eine Leiterplatte mit Laserlichtquellen, Reflektoren, eine Wärmesenke und einen weißes Licht erzeugenden, lichtemittierenden Abschnitt aufweist Download PDF

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Abstract

Ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer, aufweisend:eine Mehrzahl von Lichtquellen (10) zur Erzeugung von Laserstrahlen,eine Leiterplatte (20), welche an den Lichtquellen fixiert ist und mit diesen verbunden ist und eingerichtet ist, um eine Zufuhr von elektrischem Strom zu den Lichtquellen (10) zu steuern,einen lichtemittierenden Abschnitt (30), welcher zum Interagieren mit Licht, welches von den Lichtquellen (10) ausgegeben wird, und zum Ausgeben von weißem Licht eingerichtet ist,eine Mehrzahl von Reflektoren (40), welche eingerichtet ist zum Reflektieren des Lichts, welches von den Lichtquellen (10) ausgegeben wird, zum lichtemittierenden Abschnitt (30) hin, undein Gehäuse (50), an welchem die Leiterplatte (20) und der lichtemittierende Abschnitt (30) fixiert sind und verbunden sind, wobei das Gehäuse (50) aufweist:eine untere Abdeckung (51), in welcher eine obere Seite davon offen ist und eine innere Bodenseite die Mehrzahl von Reflektoren (40) ausbildet,eine obere Abdeckung (52), welche mit der unteren Abdeckung (51) verbunden ist, um die offene, obere Seite der unteren Abdeckung (51) zu verschließen, wobei die Leiterplatte (20) mit einer Innenseite der oberen Abdeckung verbunden ist, sodass die Lichtquellen (10) den Reflektoren (40) zugewandt sind, der lichtemittierende Abschnitt (30) mit der oberen Abdeckung (52) verbunden ist und eine Wärmesenke (60) an einer Außenseite der oberen Abdeckung (52) geformt ist, unddie Wärmesenke (60), welche eine Mehrzahl von an der Außenseite der oberen Abdeckung (52) vorstehenden Rippen hat und Wärme, die an den Lichtquellen (10) und am lichtemittierenden Abschnitt (30) erzeugt wird, zu einer Außenseite hin abstrahlt, wobei die Lichtquellen (10) und der lichtemittierende Abschnitt (30) mit dem Gehäuse (50) verbunden sind und eine Laserstrahlprojektionsrichtung und eine Weißlichtprojektionsrichtung einander entgegengesetzt sind,wobei eine Innenseite des Gehäuses (50), welche der Laserstrahlprojektionsrichtung zugewandt ist, die Reflektoren (40) bildet.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer (z.B. eines Kraftfahrzeugs) mit einem Gehäuse, das eine Leiterplatte mit Laserlichtquellen, Reflektoren, eine Wärmesenke und einen weißes Licht erzeugenden, lichtemittierenden Abschnitt aufweist. Insbesondere betrifft sie ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer, in welchem eine Mehrzahl von Lichtquellen (bzw. ihr emittiertes Licht) in einem lichtemittierenden Abschnitt zusammengefasst/gebündelt sind, wodurch eine (ausreichende) Lichtmenge sichergestellt wird durch Steigern (der Menge) des angeregten/ausgegebenen Lichts und die Größe des optischen Systems reduziert wird.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Ein Frontscheinwerfer eines Fahrzeugs ist eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Fahrzeugvorderbereichs zum Sicherstellen einer Nach-vorne-Sichtbarkeit, und gewöhnlich werden ein Halogen(leuchtmittel), ein Hochdruck-Entladung(-Leuchtmittel) (HID) oder eine LED als eine Lichtquelle verwendet, und unlängst wurde ein Frontscheinwerfer entwickelt, in welchem eine Laserdiode als die Lichtquelle verwendet wird, die umweltfreundlich ist, eine verlängerte Lebensdauer hat und eine hohe Licht(erzeugungs)effizienz hat, und insbesondere wurde eine Technik entwickelt, in welcher eine Mehrzahl von Lichtquellen verwendet wird, um eine Lichtmenge durch das Steigern (der Menge) des angeregten/ausgegebenen Lichts sicherzustellen.
  • Das gewöhnliche laseroptische System, welches eine Mehrzahl von Lichtquellen verwendet, kann wie in der 1 gezeigt aufweisen: eine Mehrzahl von Lichtquellen 1, eine asphärische Linse 2 zum Sammeln/Bündeln des Lichts, welches von den Lichtquellen 1 projiziert/ausgegeben wird, einen Lichtführungsabschnitt/Lichtleitabschnitt 3 (optische Faser) zur Übertragung des Lichts der Lichtquellen 1, das durch die asphärische Linse 2 gesammelt wird, einen lichtemittierenden Abschnitt 4 zum Ansprechen auf das / Interagieren mit dem Licht der Lichtquellen 1, das durch den Lichtführungsabschnitt 3 übertragen wird, und zum Ausgeben eines Fluoreszenzlichts, und einen Reflektor 5 zum Zurückreflektieren des Lichts, welches zum lichtemittierenden Abschnitt 4 hin einfällt und dann nach hinten verteilt/gestreut wird, in Richtung zum lichtemittierenden Abschnitt 4 hin.
  • Die Lichtquellen 1 sind Laserdioden, welche einen Laserstrahl aus blauwelligem Licht erzeugen (z.B. Laserstrahlung, welche zumindest im Wesentlichen dem blauen Frequenzspektrum zugehörig ist), und der lichtemittierende Abschnitt 4 ist ein Fluoreszenzkörper zum Interagieren mit dem Licht, welches von den Laserdioden ausgegeben wird, und zum Ausgeben des weißen Lichts.
  • Jedoch sind in dem oben beschriebenen herkömmlichen laseroptischen System die Lichtquellen 1 außerhalb eines Gehäuses 6 platziert und ist der Reflektor 5, welcher den lichtemittierenden Abschnitt 4 aufweist, innerhalb des Gehäuses 6 in einer Art platziert, sodass sich das Gehäuse 6 dazwischen befindet, sodass ein Nachteil dahingehend vorhanden ist, dass der Lichtführungsabschnitt 3, der ein Lichtübertragungsmedium ist, verwendet wird, um das Licht der Lichtquellen 1 zum lichtemittierenden Abschnitt 4 hin zu übertragen, wodurch die Kosten gesteigert sind, und insbesondere, da die Größe des gesamten optischen Systems gesteigert ist, sind das Gewicht und die Kosten gesteigert.
  • Das oben nicht beschriebene Bezugszeichen 7 ist eine transparente Platte, durch welche das weiße Licht ausgeben wird.
  • Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
  • Beispielsweise ist aus US 2013 / 0 314 937 A1 , US 2010 / 0 118 530 A1 und JP 2012 - 109 201 A jeweils ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Mehrzahl von Lichtquellen, einem lichtemittierenden Abschnitt und einer Mehrzahl von Reflektoren bekannt. Weiter ist aus US 2006 / 0 126 353 A1 , US 2010 / 0 165 654 A1 und JP 2013 - 073 691 A jeweils ein optisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Mehrzahl von Lichtquellen (LEDs) und einer Mehrzahl von Reflektoren bekannt.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1 bereit. Weitere Ausführungsformen des Systems sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer bereitzustellen, in welchem eine Mehrzahl von Lichtquellen installiert ist, um in einem Gehäuse fixiert zu sein, und das Gehäuse selbst ist gebildet, um als ein Reflektor zu agieren, sodass ein Lichtführungsabschnitt, welcher ein Lichtübertragungsmedium ist, nicht verwendet wird, wodurch eine Kostenersparnis, die Reduktion der Größe des gesamten optischen Systems und die Reduktion des Gewichts angestrebt/erreicht werden.
  • Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer aufweisen: eine Mehrzahl von Lichtquellen (z.B. Laserdioden) zum Erzeugen von Laserstrahlen, (z.B. zumindest) eine Leiterplatte (PCB)(z.B. eine (gedruckte) Schaltkreisplatine), welche an den Lichtquellen fixiert und mit diesen verbunden ist und welche eingerichtet ist, um eine Zuführung eines (elektrischen) Stroms zu den Lichtquellen zu steuern, einen lichtemittierenden Abschnitt (z.B. einen Fluoreszenzabschnitt) zum Interagieren mit dem von den Lichtquellen ausgegebenen Licht und welcher weißes Licht ausgibt, eine Mehrzahl von Reflektoren zum Reflektieren des Lichts, welches von den Lichtquellen zum lichtemittierenden Abschnitt hin ausgegeben wird, und ein Gehäuse, an/mit welchem die Leiterplatte(n) und der lichtemittierende Abschnitt fixiert und verbunden sind, wobei die Lichtquellen und der lichtemittierende Abschnitt mit dem Gehäuse in einer Art verbunden sein können, dass eine Laserstrahlprojektionsrichtung/ -abstrahlrichtung und eine Weißlichtprojektionsrichtung/ -abstrahlrichtung zueinander (zumindest im Wesentlichen) entgegengesetzt sind, und eine Innenseite des Gehäuses, welche der Laserstrahlprojektionsrichtung zugewandt ist, die Mehrzahl von Reflektoren ausbildet.
  • Die Wärmesenke kann eine einzelne/einzige sein, und Wärme von der Mehrzahl von Lichtquellen und des lichtemittierenden Abschnitts kann durch die Wärmesenke (z.B. zur Außenseite des Gehäuses) abgestrahlt werden.
  • Der lichtemittierende Abschnitt kann ein einzelner/einziger sein, und der lichtemittierende Abschnitt kann in/an einer Mitte der Mehrzahl von Lichtquellen platziert sein.
  • Die Mehrzahl von Lichtquellen kann mit gleich bleibenden Abstand entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sein, wobei sich der lichtemittierende Abschnitt in der Mitte befinden kann, sodass sie um den lichtemittierenden Abschnitt zueinander kreuzweise (z.B. bezogen auf den lichtemittierenden Abschnitt zumindest im Wesentlichen diametral zueinander) angeordnet sind.
  • Die Mehrzahl von Reflektoren kann in gleicher Anzahl zu den Lichtquellen vorhanden sein, und die Lichtquellen und die Reflektoren können (z.B. eins-zu-eins) zueinander passen (z.B. Lichtquellen-Reflektor-Paare bilden).
  • Eine Mitte einer Einfallebene (z.B. einer Lichteinstrahlungs-/Lichteinfallebene) des lichtemittierenden Abschnitts und ein Brennpunkt der Reflektoren können zusammenfallen.
  • Jeder Reflektor kann eine Ellipse formen, welche als Brennpunkte eine Mitte einer Projektionsebene/Abstrahlebene der Lichtquelle, welche zum korrespondierenden Reflektor passt, und eine Mitte einer Einfallebene/Einstrahlebene des lichtemittierenden Abschnitts hat, und kann einen regelmäßigen Kreis um eine Achse formen, welche durch diese Mitten/Brennpunkte hindurchtritt (d.h., der regelmäßige Kreis ist in einer Ebene geformt, welche z.B. zur Ellipsenebene senkrecht ist).
  • Auf einer Oberfläche eines jeden Reflektors kann Aluminium abgelagert/aufgebracht sein, welches eine überlegene/ausgezeichnete Reflexionsfähigkeit hat, oder kann mit einer Silberreflexionsschicht behandelt (z.B. beschichtet) sein, um die Reflexionseffizienz zu erhöhen.
  • Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer kann weiter eine Lichtsammellinse aufweisen, welche an der unteren (bzw. der oberen) Abdeckung fixiert sein kann, um an einer Vorderseite einer jeden Lichtquelle platziert zu sein, um Licht zu sammeln/bündeln, welches von den Lichtquellen projiziert/abgestrahlt wird.
  • Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer kann weiter einen Nebenreflektor/Zusatzreflektor aufweisen, welcher mit einer Außenseitenfläche der oberen Abdeckung verbunden sein kann, um an einer Außenseite des Gehäuses platziert zu sein und um das weiße Licht, welches durch den lichtemittierenden Abschnitt projiziert/emittiert wird, in eine erforderliche Richtung (zurück) zu reflektieren.
  • Der Nebenreflektor/Zusatzreflektor kann eine parabolische Reflexionsfläche sein, welche als einen Brennpunkt eine Mitte der Projektionsfläche des lichtemittierenden Abschnitts hat, oder kann ein rechteckiger Projektor sein (bzw. hat der Nebenreflektor/Zusatzreflektor als einen Brennpunkt eine Mitte der Projektionsfläche des lichtemittierenden Abschnitts oder einen rechteckigen Projektor).
  • Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, sowie z.B. Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, sowie auch z.B. Flugzeuge und dergleichen, und ferner auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden). Ein sogenanntes Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowie mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine Zeichnung eines konventionellen laseroptischen Systems für einen Fahrzeugscheinwerfer.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften laseroptischen Systems für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der 2.
    • 4 und 5 sind Zeichnungen, welche eine Konfiguration einer Anordnung von Lichtquellen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 6A, 6B und 7 sind Zeichnungen, welche einen Reflektor gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei die 6A und die 6B eine Schnittansicht entlang der Linie I-I von 2 sind und die 7 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 6A ist.
    • 8 und 9 sind Zeichnungen, welche einen Nebenreflektor gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche die Grundprinzipien der Erfindung aufzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
  • Das laseroptische System für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Mehrzahl von Lichtquellen 10 zum Erzeugen von Laserstrahlen, wie es in den 2 bis 9 gezeigt ist, eine Leiterplatte (PCB) 20, welche an den Lichtquellen 10 fixiert und mit diesem verbunden ist und welche die Zuführung eines (elektrischen) Stroms zu den Lichtquellen 10 steuert, einen lichtemittierenden Abschnitt 30 zum Interagieren mit dem Licht, welches von den Lichtquellen 10 ausgegeben wird, und zum Ausgeben von weißem Licht, eine Mehrzahl von Reflektoren 40 zum Reflektieren des Lichts, welches von den Lichtquellen 10 ausgegeben wird, zum lichtemittierenden Abschnitt 30 hin, und ein Gehäuse 50, an/mit welchem die Leiterplatte 20 und der lichtemittierende Abschnitt 30 fixiert und verbunden sind.
  • Die Lichtquellen 10 sind (jeweils) eine Laserdiode, die einen Laserstrahl von blauwelligem Licht (z.B. im blauen Frequenzbereich) erzeugen, und der lichtemittierende Abschnitt 30 ist ein Fluoreszenzkörper, welcher mit dem Licht interagiert, das von der (den) Laserdiode(n) ausgegeben wird, und welcher das weiße Licht ausgibt.
  • Die Lichtquellen 10 und der lichtemittierende Abschnitt 30 gemäß der vorliegenden Erfindung sind mit dem Gehäuse 50 in solch einer Art verbunden, das eine Laserstrahlprojektionsrichtung (vgl. A1 in der 6A) und eine Weißlichtprojektionsrichtung (vgl. B1 in der 6A) zueinander (zumindest im Wesentlichen) entgegengesetzt sind.
  • Darüber hinaus ist die Innenseite des Gehäuses 50, welche der Laserstrahlprojektionsrichtung A1 zugewandt ist, der Reflektor 40.
  • Deshalb wird im laseroptischen System für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß der vorliegenden Erfindung das Licht der Mehrzahl von Lichtquellen 10 gesammelt/gebündelt und ausgegeben durch einen lichtemittierenden Abschnitt 30, sodass eine große Lichtmenge durch die Steigerung des angeregten/abgestrahlten Lichts sichergestellt sein kann, um signifikant die Lichteffizienz zu steigern.
  • Darüber hinaus, da die Lichtquellen 10, der lichtemittierende Abschnitt 30 und der Reflektor 40 alle im Gehäuse 50 bereitgestellt sind, kann die Größe des gesamten optischen Systems reduziert sein.
  • Insbesondere sind in der vorliegenden Erfindung, da der Lichtführungsabschnitt (optische Faser), welcher ein konventionelles Lichtübertragungsmedium ist, nicht verwendet wird, dahingehend Vorteile vorhanden, dass die Kostenersparnis und die Gewichtsreduktion angestrebt/erreicht werden und die Größe des gesamten optischen Systems reduziert sein kann.
  • Darüber hinaus wird in der vorliegenden Erfindung, da eine herkömmliche, separate asphärische Linse (Lichtsammellinse) nicht verwendet wird, um das Licht zu sammeln/bündeln, das von den Lichtquellen 10 ausgegeben wird, die Kostenersparnis und die Gewichtsreduktion angestrebt/erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung weist weiter eine Wärmesenke 60 auf, welche die Wärme zur Außenseite (z.B. des Gehäuses) hin abstrahlt, die an/von den Lichtquellen 10 und dem lichtemittierenden Abschnitt 30 erzeugt wird.
  • Aufgrund der Wärmesenke 60 sind eine Verlängerung der Lebensdauer und der Haltbarkeit der Lichtquellen 10, der Leiterplatte (PCB) 20 und des lichtemittierenden Abschnitts 30 verbessert.
  • Die Wärmesenke 60 ist einzeln (d.h. als einzige Wärmesenke) ausgebildet und die Wärme der Mehrzahl von Lichtquellen 10 und des lichtemittierenden Abschnitts 30 wird durch die eine Wärmesenke 60 freigegeben, wodurch die Kosten reduziert sein können, die Gestalt/Anordnung vereinfacht sein kann und die Größe des optischen Systems reduziert sein kann.
  • Da der eine lichtemittierende Abschnitt 30 an/in der Mitte der Mehrzahl von Lichtquellen 10 platziert ist, kann die Lichtmenge maximal sichergestellt sein.
  • Durch die Konstruktion, in welcher der eine lichtemittierende Abschnitt 30 an/in der Mitte der Mehrzahl von Lichtquellen 10 platziert ist, ist die Mehrzahl von Lichtquellen 10 mit gleichem Abstand entlang der Umfangsrichtung platziert, wobei der lichtemittierende Abschnitt 30 die Mitte ist, um kreuzweise/entgegengesetzt zueinander um den lichtemittierenden Abschnitt 30 herum angeordnet zu sein, was die Eigenschaften (z.B. bzgl. der Wärmeerzeugung) der Halbleiterdiode(n) berücksichtigt.
  • Beispielsweise sind in dem Fall, in welchem wie in der 4 gezeigt vier Lichtquellen 10 vorhanden sind, die vier Lichtquellen 10 mit einem Abstand von 90° entlang der Umfangsrichtung platziert, wobei der lichtemittierende Abschnitt 30 die Mitte ist, und in dem Fall, in welchem wie in der 5 gezeigt drei Lichtquellen 10 vorhanden sind, sind die drei Lichtquellen 10 mit einem Abstand von 120° entlang der Umfangsrichtung angeordnet, wobei der lichtemittierende Abschnitt 30 die Mitte ist.
  • Die Mehrzahl von Reflektoren 40 sind in gleicher Anzahl wie die Lichtquellen 10 ausgebildet, und die Lichtquellen 10 und die Reflektoren passen zueinander (z.B. eins-zu-eins).
  • Das heißt, (genau) eine Lichtquelle 10 und (genau) ein Reflektor 40 bilden (genau) ein Paar, und die Lichtausgabe von irgendeiner Lichtquelle 10 wird in Richtung zum lichtemittierenden Abschnitt 30 nur durch den Reflektor 40 reflektiert, welcher das Paar zusammen mit der Lichtquelle 10 bildet.
  • Die Mitte der Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts 30 und der Brennpunkt von allen Reflektoren 40 fallen zusammen, d.h., das Licht der Lichtquellen 10, das durch alle Reflektoren 40 reflektiert wird, wird in der Mitte der Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts 30 gesammelt/gebündelt, sodass die Lichtmenge so weit wie möglich maximal sichergestellt sein kann.
  • Als Bedingung, in welcher die Mitte der Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts 30 und der Brennpunkt von allen Reflektoren 40 zusammenfallen, wie es in den 6A, 6B und 7 gezeigt ist, formt jeder Reflektor 40 eine Ellipse M1, die als Brennpunkte die Mitte F1 der Projektionsebene/Abstrahlebene der Lichtquelle 10, die zum relevanten/korrespondierenden Reflektor 40 passt, und die Mitte F2 der Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts 30 hat, und formt einen regelmäßigen Kreis M2 um die Achse L1, welche durch die Mitten F1 und F2 hindurch tritt.
  • Auf der Oberfläche des Reflektors 40 ist Aluminium abgelagert, welches eine überragende/ausgezeichnete Reflexionsfähigkeit hat, oder ist mit einer Silberreflexionsschicht behandelt, um die Reflexionseffizienz zu steigern.
  • Jedoch kann der Silberreflexionsfilm (auch nur) verwendet werden, wenn es notwendig ist.
  • Das Gehäuse 50 weist auf eine untere Abdeckung 51, in welcher die obere Seite offen ist und die innere Bodenseite der Reflektor 40 ist, und eine obere Abdeckung 52, welche mit der unteren Abdeckung 51 verbunden ist, um den oberen, offenen Abschnitt der unteren Abdeckung zu verschließen (z.B. lichtdicht abzudichten), wobei mit der Innenseite (der oberen Abdeckung) die Leiterplatte(n) (PCB) 20 verbunden ist (sind), sodass die Lichtquellen 10 dem Reflektor 40 zugewandt sind, der lichtemittierende Abschnitt 30 verbunden ist, und an der Außenseite (der oberen Abdeckung) die Wärmesenke 60 geformt ist.
  • Da die Innenseite der unteren Abdeckung 51 durch die Kombination mit der oberen Abdeckung 52 verschlossen ist, kann die Leckage / das Abstrahlen von Licht verhindert sein, um die Lichteffizienz zu maximieren.
  • Die vorliegende Erfindung kann weiter eine Lichtsammellinse 70 aufweisen, wenn es notwendig ist.
  • Die Lichtsammellinse 70 ist an der unteren Abdeckung 51 fixiert, um an der Vorderseite einer jeden Lichtquelle 10 platziert zu sein, um beim Sicherstellen der Lichtmenge durch Sammeln/Bündeln des Lichts, das von den Lichtquellen 10 aus projiziert wird, zu helfen.
  • Jedoch kann in der vorliegenden Erfindung, da die Lichtquellen 10, der lichtemittierende Abschnitt 30 und die Reflektoren 40 alle im Gehäuse 50 bereitgestellt sind, um die Leckage des Lichts und den Lichtverlust so weit wie möglich zu beseitigen, um das Sicherstellen der Lichtmenge zu maximieren, falls der Effekt des zusätzlichen Sicherstellens der Lichtmenge im Vergleich mit dem Anstieg der Kosten gemäß der Verwendung der Lichtsammellinse 70 nicht groß ist, die Lichtsammellinse 70 nicht verwendet werden, um Kosten zu sparen.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung weiter einen Nebenreflektor/Zusatzreflektor 80 aufweisen, welcher mit der Außenfläche der oberen Abdeckung 52 verbunden ist, um an der Außenseite des Gehäuses 50 platziert zu sein, und das weiße Licht, welches durch den lichtemittierenden Abschnitt 30 projiziert/emittiert wird, in eine erforderliche Richtung reflektiert, und wenn der Nebenreflektor 80 verwendet wird, kann er eine parabolische Reflexionsfläche sein, welche als Brennpunkt die Mitte der Projektionsfläche des lichtemittierenden Abschnitts 30 hat, wie es in der 8 gezeigt ist, oder kann ein rechteckiger Projektor sein, wie es in 9 gezeigt ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, haben zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dahingehend einen Vorteil, dass das Licht von einer Mehrzahl von Lichtquellen 10 gesammelt/gebündelt wird und durch einen einzelnen lichtemittierenden Abschnitt 30 ausgegeben wird (z.B. via Fluoreszenz), um in der Lage zu sein eine große Lichtmenge durch die Steigerung (der Menge) des Lichts sicherzustellen, wodurch signifikant die Lichteffizienz gesteigert wird.
  • Darüber hinaus sind die Lichtquellen 10, der lichtemittierende Abschnitt 30 und die Reflektoren 40 alle im Gehäuse 50 bereitgestellt, und insbesondere wird das Licht, welches von den Lichtquellen 10 ausgegeben wird, nicht unter Verwendung des Lichtführungsabschnitt (optische Faser) übertragen, welcher ein herkömmliches Lichtübertragungsmedium ist, sondern wird in Richtung zum lichtemittierenden Abschnitt 30 durch die Reflektoren 40 im Gehäuse 50 reflektiert, wodurch die Kostenreduktion und die Gewichtsreduktion der gesamten Größe des optischen Systems erreicht wird.
  • Darüber hinaus, da eine herkömmliche, separate asphärische Linse (Lichtsammellinse) nicht verwendet wird, um das Licht zu sammeln/bündeln, welches von den Lichtquellen 10 ausgegeben wird, ist dahingehend ein Vorteil vorhanden, dass die Kostenersparnis und die Gewichtsreduktion angestrebt/erzielt werden.
  • Darüber hinaus, da Wärme von der Mehrzahl von Lichtquellen 10 und des lichtemittierenden Abschnitts 30 unter Verwendung einer Wärmesenke 60 abgestrahlt wird, ist dahingehend ein Vorteil vorhanden, dass durch die Reduktion der Gestalt/Anordnung (z.B. der Systemabmessung) die Kosten reduziert sein können und die Größe des optischen Systems reduziert sein kann.
  • Darüber hinaus, da der eine lichtemittierende Abschnitt 30 an/in der Mitte der Mehrzahl von Lichtquellen 10 platziert ist, ist dahingehend ein Vorteil vorhanden, dass die größtmögliche Lichtmenge sichergestellt sein kann.
  • Darüber hinaus, da die Mitte der Einfallfläche des lichtemittierenden Abschnitts 30 und die Brennpunkte von allen Reflektoren 40 zusammenfallen, d.h., das Licht der Lichtquellen 10, welches durch alle Reflektoren 40 reflektiert wird, wird insgesamt in der Mitte der Einfallfläche des lichtemittierenden Abschnitts 30 gesammelt/gebündelt, ist dahingehend ein Vorteil vorhanden, dass die größtmögliche Lichtmenge sichergestellt sein kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Licht von der Mehrzahl von Lichtquellen durch einen einzelnen lichtemittierenden Abschnitt gesammelt/gebündelt, um die Lichteffizienz durch Steigern der Lichtmenge zu erhöhen, und die Lichtquellen, der lichtemittierende Abschnitt und die Reflektoren sind alle im Gehäuse bereitgestellt, und die Lichtausgabe von den Lichtquellen wird in Richtung zum lichtemittierenden Abschnitt durch die Reflektoren im Gehäuse reflektiert, wodurch die Reduktion der Kosten und des Gewichts erreicht wird und die gesamte Größe des optischen Systems reduziert sein kann.
  • Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Wärme von der Mehrzahl von Lichtquellen und des lichtemittierenden Abschnitts unter Verwendung von einer einzelnen Wärmesenke abgestrahlt, sodass dahingehend ein Vorteil vorhanden ist, dass durch die Reduktion der Gestalt/Anordnung (des optischen Systems) die Kosten reduziert sein können und die Größe des optischen Systems reduziert sein kann.
  • Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „ober(e)“ oder „unter(e)“, „inner(e)“ oder „außen/äußere“, etc. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
  • Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken.

Claims (11)

  1. Ein laseroptisches System für einen Fahrzeugscheinwerfer, aufweisend: eine Mehrzahl von Lichtquellen (10) zur Erzeugung von Laserstrahlen, eine Leiterplatte (20), welche an den Lichtquellen fixiert ist und mit diesen verbunden ist und eingerichtet ist, um eine Zufuhr von elektrischem Strom zu den Lichtquellen (10) zu steuern, einen lichtemittierenden Abschnitt (30), welcher zum Interagieren mit Licht, welches von den Lichtquellen (10) ausgegeben wird, und zum Ausgeben von weißem Licht eingerichtet ist, eine Mehrzahl von Reflektoren (40), welche eingerichtet ist zum Reflektieren des Lichts, welches von den Lichtquellen (10) ausgegeben wird, zum lichtemittierenden Abschnitt (30) hin, und ein Gehäuse (50), an welchem die Leiterplatte (20) und der lichtemittierende Abschnitt (30) fixiert sind und verbunden sind, wobei das Gehäuse (50) aufweist: eine untere Abdeckung (51), in welcher eine obere Seite davon offen ist und eine innere Bodenseite die Mehrzahl von Reflektoren (40) ausbildet, eine obere Abdeckung (52), welche mit der unteren Abdeckung (51) verbunden ist, um die offene, obere Seite der unteren Abdeckung (51) zu verschließen, wobei die Leiterplatte (20) mit einer Innenseite der oberen Abdeckung verbunden ist, sodass die Lichtquellen (10) den Reflektoren (40) zugewandt sind, der lichtemittierende Abschnitt (30) mit der oberen Abdeckung (52) verbunden ist und eine Wärmesenke (60) an einer Außenseite der oberen Abdeckung (52) geformt ist, und die Wärmesenke (60), welche eine Mehrzahl von an der Außenseite der oberen Abdeckung (52) vorstehenden Rippen hat und Wärme, die an den Lichtquellen (10) und am lichtemittierenden Abschnitt (30) erzeugt wird, zu einer Außenseite hin abstrahlt, wobei die Lichtquellen (10) und der lichtemittierende Abschnitt (30) mit dem Gehäuse (50) verbunden sind und eine Laserstrahlprojektionsrichtung und eine Weißlichtprojektionsrichtung einander entgegengesetzt sind, wobei eine Innenseite des Gehäuses (50), welche der Laserstrahlprojektionsrichtung zugewandt ist, die Reflektoren (40) bildet.
  2. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmesenke (60) als eine einzelne ausgebildet ist, und Wärme von der Mehrzahl von Lichtquellen (10) und des lichtemittierenden Abschnitts (30) von der Wärmesenke (60) abgestrahlt wird.
  3. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der lichtemittierende Abschnitt (30) als einzelner ausgebildet ist und der lichtemittierende Abschnitt (30) an einer Mitte der Mehrzahl von Lichtquellen (10) platziert ist.
  4. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Lichtquellen (10) mit gleichem Abstand entlang einer Umfangsrichtung angeordnet ist, wobei sich der lichtemittierende Abschnitt (30) in der Mitte befindet, um kreuzweise zueinander um den lichtemittierenden Abschnitt (30) herum angeordnet zu sein.
  5. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl der Reflektoren (40) gleich der Anzahl der Lichtquellen (10) ist, und die Lichtquellen (10) und die Reflektoren (40) eins-zu-eins zueinander passen.
  6. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mitte einer Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts (30) und ein Brennpunkt der Reflektoren (40) zusammenfallen.
  7. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Reflektoren (40) eine Ellipse ausbildet, welche als Brennpunkte eine Mitte einer Projektionsebene der Lichtquelle (10), die zu einem korrespondierenden Reflektor (40) passt, und eine Mitte einer Einfallebene des lichtemittierenden Abschnitts (30) hat, und einen regelmäßigen Kreis um eine Achse formt, welche durch die Mitten hindurchtritt.
  8. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einer Oberfläche eines jeden Reflektors Aluminium abgelagert ist, welches eine ausgezeichnete Reflexionsfähigkeit hat, oder jeder Reflektor mit einer Silberreflexionsschicht behandelt ist, um die Reflexionseffizienz zu steigern.
  9. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1, weiter eine Lichtsammellinse (70) aufweisend, welche an der unteren Abdeckung (51) fixiert ist, um an einer Vorderseite einer jeden der Lichtquellen (10) platziert zu sein, um Licht, welches von den Lichtquellen (10) projiziert wird, zu sammeln.
  10. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1 oder 9, weiter einen Nebenreflektor (80) aufweisend, welcher mit einer Außenseitenfläche der oberen Abdeckung (52) verbunden ist, um an einer Außenseite des Gehäuses (50) platziert zu sein, und welcher das weiße Licht, das durch den lichtemittierenden Abschnitt (30) projiziert wird, in eine erforderliche Richtung zurückreflektiert.
  11. Das laseroptische System für den Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 10, wobei der Nebenreflektor (80) eine parabolische Reflexionsfläche, die als einen Brennpunkt eine Mitte einer Projektionsfläche des lichtemittierenden Abschnitts (30) hat, oder ein rechteckiger Projektor ist.
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