DE29902789U1 - Blitzleuchteneinheit und damit aufgebaute Blitzleuchtenanordnung - Google Patents

Blitzleuchteneinheit und damit aufgebaute Blitzleuchtenanordnung

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    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
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G 12907
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Antriebs- und Verkehrstechnik GmbH
Hünxer Straße 149
46537 Dinslaken
Blitzleuchteneinheit und damit aufgebaute Blitzleuchtenanordnuna
Die Erfindung bezieht sich auf eine Blitzleuchteneinheit, die insbesondere für Signalzwecke bei Fahrzeugen bzw. im Straßenverkehr einsetzbar ist, sowie auf eine mit derartigen Blitzleuchteneinheiten ausgerüstete Blitzleuchtenanordnung.
Blitzleuchten werden speziell im Straßenverkehr und für Straßenfahrzeuge zu verschiedenen Signal- und Warnzwecken verwendet, z.B. als Blaulicht für Feuerwehr-, Polizei- und Krankenwagen-Fahrzeuge und als Gelblicht für Abschleppwagen, Schwertransporte und dgl. Statt Kennleuchten mit Glühlampen werden hierbei vermehrt Blitzleuchten mit Entladungslampen als Lichtquellen eingesetzt. Diese besitzen aufgrund ihres Blitzeffektes und der damit verbundenen hohen Lichtstärke eine sehr hohe Warnwirkung. Sie besitzen allerdings eine relativ begrenzte Lebensdauer und einen relativ hohen Energieverbrauch und können EMV-Störquellen bilden.
Alternativ sind bereits Signalleuchten speziell auch für Fahrzeug- und Verkehrsanwendungen als normale Leuchten oder Blitzleuchten vorgeschlagen worden, die mit Leuchtdioden (LED) als Lichtquellen bestückt sind. So ist in der Patentschrift DE 33 15 785 C2 eine insbesondere als Brems- oder
Blinklicht oder Fahrzustandsanzeige verwendbare LED-Fahrzeugleuchte beschrieben, die ein rechteckförmiges Feld von in unversetzten Zeilen und Spalten angeordneten Dreiphasen-Leuchtdioden enthält, die je nach Spannungsbeaufschlagung entweder rot und grün oder rot und gelb aufleuchten können. Damit soll neben rotem Licht für Rück- oder Bremslicht und gelbem Licht als Blinklicht beispielsweise eine grüne Fahrzustandsanzeige bereitgestellt werden, das einem nachfolgenden Fahrzeug anzeigt, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug nicht in einem Bremszustand befindet.
In der Offenlegungsschrift DE 41 00 654 Al ist ein Infrarot-Scheinwerfer mit einer zweidimensionalen Anordnung von mehreren Reihen von IR-Leuchtdioden offenbart, wobei benachbarte Diodenreihen um jeweils den halben Abstand zweier benachbarter Dioden einer Reihe in Reihenrichtung versetzt sind.
Aus den Of f enlegungsschrif ten DE 38 06 217 Al, DE 44 38 489 Al und JP 07-211107(A) sowie den Patentschriften US 5.152.601 und US 5.694.112 sind LED-Rundumblitzleuchten offenbart, die mehrere Leuchtioden in einer zylindrischen Anordnung beinhalten, in der in Umfangsrichtung mehrere Leuchtdioden oder axiale Reihen mehrerer Leuchtdioden in äquidistantem Abstand angeordnet sind, wobei die LED-Reihen ohne axialen Versatz aufeinanderfolgen.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Blitzleuchteneinheit, welche mit relativ geringem Aufwand realisierbar ist und einen niedrigen Energieverbrauch sowie eine hohe Lebensdauer aufweist und mit der insbesondere auch die lichttechnischen Blitzleuchtenanforderungen der Norm ECE-R65 erfüllbar sind, sowie einer mit mehreren derartigen Blitzleuchteneinheiten ausgerüsteten Blitzleuchtenanordnung zugrunde.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Blitzleuchteneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1
VV VVVV
sowie einer Blitzleuchtenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
Die Blitzleuchteneinheit nach Anspruch 1 beinhaltet charakteristischerweise ein zweidimensionales Feld von eng benachbarten, gelb und/oder blau leuchtenden Leuchtdioden, die im Einzelblitz- und/oder Doppelblitz-Betriebsmodus betreibbar sind. Die Realisierung einer solchen Blitzleuchteneinheit ist mit relativ geringem Aufwand möglich, und die Leuchtdioden haben verglichen mit Entladungslampen einen relativ geringen Energieverbrauch. Die Einzelblitz- und Doppelblitz-Betriebsarten erfüllen die Norm ECE-R65. Durch das eng benachbarte Anordnen der Leuchtdioden ergibt sich eine ausreichend gleichmäßige und ausreichend starke Leuchtwirkung. Durch Verwendung blauer, d.h. blau leuchtender Leuchtdioden kann zudem ein blaues Blitzlicht bereitgestellt werden.
Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Blitzleuchteneinheit beinhaltet das Leuchtdiodenfeld mehrere LED-Reihen, die jeweils um etwa den halben Abstand von in einer jeweiligen Reihe benachbarten Leuchtdioden in Reihenrichtung versetzt sind. Verglichen mit einer unversetzten Reihenanordnung ermöglicht dies eine noch dichtere Plazierung der Leuchtdioden und eine homogenere Lichterzeugung.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Blitzleuchteneinheit besteht das LED-Feld abwechselnd aus blauen und gelben Leuchtdioden, die wahlweise zur Erzeugung eines blauen oder gelben Blitzlichtes betreibbar sind. Die Blitzleuchteneinheit kann folglich zur wahlweisen Erzeugung von blauem oder gelbem Blitzlicht eingesetzt werden, wobei sich für beide Lichtarten jeweils noch eine ausreichend homogene und genügend starke Leuchtwirkung erzielen läßt.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 beinhaltet eine Rundum-Blitzleuchteneinheit, bei der das zweidimensiona-Ie LED-Feld auf einer gemeinsamen, zylindermantelförmig gebo-
genen Leiterkarte derart angeordnet ist, daß axial benachbarte LED-Reihen in Reihenrichtung um jeweils etwa den halben Abstand von in einer Reihe benachbarten Leuchtdioden versetzt sind, was wiederum eine sehr enge Plazierung der Leuchtdioden und damit eine vergleichsweise homogene und starke Leuchtwirkung ermöglicht.
Eine nach Anspruch 5 weitergebildete Blitzleuchteneinheit beinhaltet einen speziell vorteilhaften Doppelblitz-Betriebsmodus mit einem längeren ersten und einem nach geeignet langer Blitzpause nachfolgenden zweiten Leuchtblitz geringerer Dauer, wobei dieser Doppelblitz-Betriebsmodus insbesondere auch die Norm ECE-R65 erfüllt.
Die Blitzleuchtenanordnung nach Anspruch 6 ist mit mehreren Blitzleuchteneinheiten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgerüstet, die je nach Systemauslegung in einem Kettenblitz-, Synchronblitz- und/oder Asynchronblitz-Betriebsmodus betreibbar sind, um entsprechende Lichtsignalfunktionen zu ermöglichen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine als Front- oder Heckblitzer eines Fahrzeugs einsetzbare LED-Blitzleuchte in Draufsicht,
Fig. 2 eine hälftig längs der Linie II-II von Fig. 1 geschnittene Seitenansicht der LED-Blitzleuchte von Fig.l,
Fig. 3 eine als Kofferraumdeckelblitzer einsetzbare LED-Blitzleuchte in Draufsicht,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie IV-IV von Fig. 3,
Fig. 5 eine LED-Rundumblitzleuchte in Seitenansicht und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht längs der Linie VI-VI von Fig. 5.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte LED-Blitzleuchte ist als Front- oder Heckblitzer von Fahrzeugen einsetzbar und beinhaltet fünf Reihen la bis Ie von gelben und/oder blauen Leuchtdioden 1. Die Leuchtdioden 1 sind gemeinsam auf einer Platine 2 innerhalb eines annähernd rechteckigen Gehäuses 3 angeordnet. An der Frontseite beinhaltet das Gehäuse 3 eine Haube 4, die je nach Anwendungsfall in verschiedenen Farben ausgeführt werden kann und vorzugsweise als Streuscheibe ausgelegt ist.
Die Leuchtdioden 1 sind innerhalb einer Reihe sich berührend und damit so eng benachbart wie möglich angeordnet. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind je zwei benachbarte der LED-Reihen la bis Ie um den halben LED-Durchmesser, d.h. die halbe LED-Ausdehnung, in Reihenrichtung versetzt angeordnet. Durch diese dichte und versetzte LED-Anordnung wird eine besonders homogene Lichtverteilung erreicht, die gegebenenfalls durch die Streuscheibenwirkung der Haube 4 noch weiter verbessert werden kann. Durch geeignete derartige Streufeldgestaltung ist eine Lichtverteilung möglich, die selbst bei einem Ausfall von bis zu etwa 30% aller Leuchtdioden noch eine den Anforderungen genügende Lichtabstrahlung bewirken kann. Außerdem läßt sich durch die dichte LED-Anordnung eine auch für Fahrzeugsignalzwecke ausreichende Lichtstärke erzielen.
Im Gehäuseraum 5 hinter der Platine 2 ist eine nicht gezeigte Steuerelektronik zur Ansteuerung der Leuchtdioden 1 untergebracht. Speziell ist in der Steuerelektronik je nach Anwendungsfall ein Einzelblitz- und/oder ein Doppelblitz-Betriebsmodus implementiert, wie sie der Norm ECE-R65 entsprechen. Im
Einzelblitz-Betrieb werden die Leuchtdioden 1 gemeinsam mit einzelnen Stromimpulsen von typischerweise bis zu einigen wenigen lOOms Dauer beaufschlagt. Im Doppelblitz-Betriebsmodus erfolgt eine synchrone Beaufschlagung der Leuchtdioden 1 mit zwei aufeinanderfolgenden, durch eine Blitzpause getrennten Stromimpulsen. Es kann beispielsweise eine Blitzfrequenz von mindestens etwa 2Hz vorgesehen sein, wobei im Doppelblitz-Betrieb der erste Einzelblitz eine Dauer in der Größenordnung von 2 00ms und der zweite Einzelblitz eine Dauer in der Größenordnung von 50ms bis 60ms und die zwischenliegende Blitzpause eine Dauer in der Größenordnung von 4 0ms bis 50ms haben können, wonach eine Blitzpause von ca. 200ms bis zum nächsten Doppelblitz folgt. Je nach Bedarf beinhaltet die Steuerelektronik weitere, übliche Funktionen, wie Fehlererkennung und Master-Slave-Betriebssteuerungen für den Fall mehrerer zusammengeschalteter Blitzleuchten. Außerdem ist eine übliche elektrische und mechanische Schnittstelle vorgesehen, ebenso wie ein Verpolungsschutz. Vorzugsweise ist zudem eine Rückmeldung über den Betriebszustand der Blitzleuchte und eine automatische Lichtstärkenanpassung an die Umgebungslichtverhältnisse vorgesehen.
Die Wahl von je nach Bedarf gelben und/oder blauen Leuchtdioden ermöglicht entsprechend die Erzeugung von gelben Leuchtblitzen, wie sie als Warnfunktion für Abschleppwagen, Schwertransporte, Baustellen usw. benötigt werden, bzw. blauen Leuchtblitzen für Blaulichter von Feuerwehr- und Polizeifahrzeugen sowie von Krankenwagen. Dabei ist je nach Anwendungsfall eine Bestückung nur mit gelben oder nur mit blauen oder aber mit beiden Arten von Leuchtdioden möglich. Im letztgenannten Fall werden die gelben und blauen Leuchtdioden alternierend angeordnet, und je nachdem, ob gelbes oder blaues Blinklicht benötigt wird, werden von der Steuerelektronik nur die gelben oder nur die blauen Leuchtdioden aktiviert.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Blinkleuchte ist insbesondere als sogenannter Kofferraumdeckelblitzer einsetzbar, der an
einem Kofferraumdeckel eines Automobils angeordnet ist und automatisch aktiviert wird, wenn der Kofferraum geöffnet wird und eine zugehörige Warnanlage vom Benutzer aktiviert ist. Er dient als Sicherheitsmaßnahme für stehende Fahrzeuge und ist typischerweise kleiner gebaut als Front- oder Heckblitzer und besitzt entsprechend weniger Leuchtdioden und eine geringere Lichtstärke. So beinhaltet die Blitzleuchte der Fig. 3 und 4 nur zwei Reihen 6a, 6b von sich berührend eng nebeneinanderliegenden Leuchtdioden 6, wobei die beiden LED-Reihen 6a, 6b wiederum um den halben LED-Durchmesser in Reihenrichtung gegeneinander versetzt sind. Die Leuchtdioden 6 sind auf einer gemeinsamen Platine 7 innerhalb eines flachen, rechteckförmigen Gehäuses 8 mit frontseitiger Haube 9 angeordnet, wobei die Haube 9 wiederum je nach Bedarf in verschiedenen Farben und/oder als Streuscheibe ausgeführt sein kann, welche die Abstrahlcharakteristik und die Lichtstärkenverteilung der Blitzleuchte mitbestimmt. Im Gehäuseraum 10 hinter der Platine 7 befindet sich wiederum eine nicht gezeigte Steuerelektronik, die entsprechend derjenigen der Fig. 1 und 2 zur Erfüllung der diesbezüglich oben genannten, anwendungsfallabhängig vorgesehenen LED-Ansteuerfunktion ausgelegt ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine als Rundumblitzleuchte ausgelegte LED-Leuchte. Diese LED-Rundumblitzleuchte beinhaltet eine zu einem Zylindermantel gebogene, flexible Leiterkarte 11, die an ihrer Außenseite mit eng benachbart angeordneten, gelben und/oder blauen Leuchtdioden 12 bestückt ist. Dabei sind die Leuchtdioden 12 in axial aufeinanderfolgenden, kreislinienförmigen Reihen H1, 122,..., 1210 derart angeordnet, daß je zwei benachbarte Reihen um den halben Abstand zweier benachbarter Leuchtdioden einer jeweiligen Reihe gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt sind. Der Reihenabstand je zweier benachbarter Reihen entspricht etwa dem Durchmesser der verwendeten Leuchtdioden 12 oder ist demgegenüber nur geringfügig größer. Auf diese Weise läßt sich wiederum eine sehr gleichmäßige Verteilung und ausreichende Stärke des von der Rundumblitzleuchte abgestrahlten Blitzlichtes erzielen.
Die Leiterplatte 11 wird durch einen Haltekorb 13 in seiner zylindrischen Lage gehalten, der in ein rundes Leuchtengehäuse 14 eingebaut ist, das eine aufgesetzte, lichtdurchlässige Haube 15 umfaßt. Die Haube 15 ist vorzugsweise lösbar befestigt, so daß die Leuchte je nach Bedarf mit verschiedenfarbigen Hauben bestückt werden kann. Des weiteren ist zwischen dem zylindermantelförmigen Leuchtdiodenfeld und der Haube 15 eine zylindrische Streuscheibe 16 eingesetzt, mit der eine gewünschte Lichtstreufunktion erzielt wird. Alternativ kann eine Haube mit integrierter Streuscheibe verwendet werden.
Im Bodenteil 14a des Leuchtengehäuses ist wiederum eine zugehörige, nicht gezeigte Steuerelektronik zur Ansteuerung der Leuchtdioden 12 untergebracht, die den Betriebsstrom für die Leuchtdioden 12 gemäß einer jeweils gewünschten Betriebsart, wie Einfachblitz, Doppelblitz, Master-Slave-Betrieb etc. regelt, eine Lichtstärkenanpassung an die Umgebung ermöglicht, z.B. mit Tag/Nacht-Umschaltung, und eine Fehlererkennung leistet, die beispielsweise die Abgabe einer Fehlermeldung vorsieht, wenn mehr als ein gewisser Prozentsatz, z.B. 3 0%, der Leuchtdioden 12 ein Fehlersignal ausgibt.
Neben der Möglichkeit einer synchronen Ansteuerung der Leuchtdioden 12 im Einzelblitz- oder Doppelblitz-Betrieb kann für die Rundumleuchte ein Lauflichtbetrieb mit im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn fortschreitender Lichtaktivierung vorgesehen sein, wodurch sich der Eindruck einer rotierenden Lichtquelle ergibt. Bei Bedarf kann die rotierende Lichtemission von synchronen, von allen Leuchtdioden 12 gleichzeitig erzeugten Einfach- oder Doppelblitze unterbrochen oder überlagert sein.
Wie die obige Beschreibung ausgewählter Beispiele zeigt, wird erfindungsgemäß eine LED-Blitzleuchte realisiert, die insbesondere gelb und/oder blau leuchtende Leuchtdioden beinhaltet und Teil eines modularen Systems sein kann, bei dem eine ganze Familie von derartigen LED-Blitzleuchten unterschiedlicher
Größe vorgesehen sein kann. Die Blitzleuchtengehäuse können von beliebiger Form sein, insbesondere rund oder rechteckig. Als Abschlußhauben sind verschiedenste Materialien mit oder ohne Streulinsen möglich, wobei auf Wunsch eine gewünschte Einfärbung vorgesehen sein kann. Die Blitzleuchte besitzt eine Steuerelektronik, die den Leuchtdiodenstrom regelt und dabei eine Anpassung der Lichtstärke an die Umgebung ermöglicht sowie je nach Bedarf verschiedene Logikfunktionen erfüllt, wie Umschaltung zwischen Einfachblitz- und Doppelblitz-Betriebsmodus.
Je nach Anwendungsfall können mehrere erfindungsgemäße Blitzleuchten desselben oder verschiedenen Typs zu einem sogenannten Lichtbalken kombiniert sein, z.B. bei einem Automobil in Form einer Zusammenfassung eines Front- bzw. Heckblitzers mit einer Rundumblitzleuchte. Für einen solchen Lichtbalkeneinsatz kann eine Kettenblitz-, eine Synchronblitz- und/oder eine Asynchronblitz-Betriebsart jeweils ausschließlich oder aber in einer beliebig kombinierten Form wahlweise umschaltbar vorgesehen sein. Bei der Kettenblitz-Betriebsart ist immer nur eine der mehreren zusammengeschalteten LED-Blitzleuchten aktiv, wobei die Lichtemmissionszeitpunkte für die einzelnen Blitzleuchten untereinander über einen Master-Slave-Betrieb festgelegt werden. Bei der Synchronblitz-Betriebsart erfolgt eine gleichzeitige Lichtemission der einzelnen LED-Blitzleuchten, wobei die Synchronisation ebenfalls wieder über einen Master-Slave-Betrieb erfolgt. Bei der Asynchronblitz-Betriebsart erfolgt eine unabhängige Lichtemission der einzelnen LED-Blitzleuchten. In jeder dieser Betriebsarten ist je nach Wunsch Einzelblitz- und/oder Doppelblitz-Betrieb der jeweiligen LED-Blitzleuchte möglich. In einem Anwendungsfall mit mehreren Rundumblitzleuchten innerhalb eines Lichtbalkens ist außerdem eine synchrone oder asynchrone Lichtrotation für die verschiedenen Rundumblitzleuchten möglich, die je nach Wunsch gleichläufig oder auch gegenläufig sein kann.
-1f\ _
±1)
Die erfindungsgemäße Blitzleuchte und damit auch die mit mehreren solchen LED-Blitzleuchten ausgerüstete, erfindungsgemäße Blitzleuchtenanordnung besitzen eine hohe Lebensdauer, einen geringen Energieverbrauch und verursachen, da sie keine Hochspannung zum Betrieb benötigen, keine oder allenfalls eine sehr geringe EMV-Störaussendung. Die erfindungsgemäße Blitzleuchte auf LED-Basis vereint eine hohe optische Warnwirkung mit günstigen elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Neben den explizit gezeigten LED-Blitzleuchten und dem erwähnten Balkeneinsatz sind weitere Anwendungen der Erfindung möglich, z.B. für sogenannte Seitenblitzer, Kojak-Blitzer und Teleskop-Rundumblitzer.
Eine speziell vorteilhafte Anwendung besteht in der Bereitstellung eines aus erfindungsgemäßen LED-Blitzleuchten aufgebauten Motorradlichtsystems. Durch den aufgrund der Verwendung von Leuchtdioden realisierbaren, relativ kleinen mechanischen Aufbau ist die Unterbringung einer LED-Rundumblitzleuchte sowie von LED-Frontblitzern und -Heckblitzern am Motorrad möglich. Außerdem kommt die Realisierung des Fahrtrichtungsanzeigers des Motorrades als LED-Blitzleuchte in Betracht, die mit gelben und blauen Leuchtdioden bestückt ist, wobei die gelben Leuchtdioden zur Anzeige der Fahrtrichtung im Normalbetrieb und die blauen Leuchtdioden zur Erfüllung einer Fahrtrichtungsanzeiger-Warnfunktion aktiviert werden können. Für den Frontblitzer ist in diesem Fall vorzugsweise eine Weitwinkelabstrahlung in einen Winkelbereich von etwa 180° vorgesehen. Die LED-Einzelleuchte kann auf eine Teleskopstange aufgesteckt sein.

Claims (6)

IJ- -*· I ·' Schutzansprüche
1. Blitzleuchteneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie ein zweidimensionales Feld von eng benachbarten, gelben und/oder blauen Leuchtdioden (1) beinhaltet, die im Einzelblitz- und/oder Doppelblitz-Betriebsmodus betreibbar sind.
2. Blitzleuchteneinheit nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdiodenfeld mehrere Leuchtdiodenreihen (la, ..., Ie) beinhaltet, wobei benachbarte Reihen um etwa den halben Abstand benachbarter Leuchtdioden einer jeweiligen Reihe in Reihenrichtung versetzt sind.
3. Blitzleuchteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdiodenfeld aus abwechselnd angeordneten, blauen und gelben Leuchtdioden besteht, wobei wahlweise die blauen oder die gelben Leuchtdioden betreibbar sind.
4. Blitzleuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß sie als Rundum-Blitzleuchteneinheit mit auf einer zylindermantelförmig gebogenen Leiterkarte (11) angeordnetem Leuchtdiodenfeld ausgebildet ist.
5. Blitzleuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelblitz-Betriebsmodus einen ersten Leuchtblitz von etwa 200ms Dauer und einen nach einer Blitzpause mit einer Pausendauer von etwa 4 0ms bis 50ms nachfolgenden zweiten Leuchtblitz von etwa 50ms bis etwa 60ms Dauer beinhaltet.
6. Blitzleuchtenanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug,
dadurch gekennzeichnet, daß
• · I
sie mehrere Blitzleuchteneinheiten nach einem der ansprüche 1 bis 5 beinhaltet, die in einem Kettenblitz-, Synchronblitz- und/oder Asynchronblitz-Betriebsmodus betreibbar sind.
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