WO2009144024A1 - Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei halbleiter-leuchtelementen - Google Patents

Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei halbleiter-leuchtelementen Download PDF

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light
lighting device
emitting element
vehicle lighting
vehicle
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Oliver Hering
Jenny Herrmann
Thomas Reiners
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours

Definitions

  • Vehicle lighting device with at least two semiconductor lighting elements
  • the invention relates to a vehicle lighting device having at least two semiconductor light-emitting elements, in particular light-emitting diodes, and a vehicle having at least one such vehicle lighting device.
  • bilux lamps or bi-xenon-duster are known, of which both dipped and high beam is generated. In the bi- xenon duster only one aperture is folded out of the beam path and thus "switched" to high beam. It is also a bilux lamp for combining daytime running and fog light known.
  • the vehicle lighting device has at least two semiconductor lighting elements, at least one first Luminous element group and a second light-emitting element group, each having at least one semiconductor light-emitting element, wherein the light-emitting element groups selectively, ie selected, are controllable. Furthermore, at least the first luminous element group has at least one fog light function.
  • the vehicle lighting device thus has a plurality of lighting elements that can be operated in at least two different lighting or lighting configurations, of which at least one is suitable for generating a fog light.
  • a lighting configuration may include, for example, an on / off state and / or a predetermined lighting state.
  • the luminous intensity state can be achieved, for example, by setting an operating current through the luminous element, for. B.
  • the first lighting element group generates or emits at least part of a fog light, possibly together with at least one other lighting element group of the vehicle lighting device, which has a fog light function.
  • a plurality of light functions including a fog light function, can be integrated in a vehicle lighting device in a simple and cost-effective manner, which saves space and costs.
  • the device thus has a daytime running function, which is provided by activation of the first light-emitting element group and the second light-emitting element group.
  • the first light-emitting element group and the second light-emitting element group can, with appropriate activation, generate a daytime running light (DRL).
  • the first light-emitting element group thus has at least two functions, namely for generating a fog light and for generating a daytime running light, while the second light-emitting element group has at least one daytime running light function. When the daytime running light function is activated, therefore, the first lighting element group and the second lighting element group are activated together.
  • the first light element group during activation of the daytime running light function with lower luminous intensity than when activating the fog light function.
  • This can be done, for example, by reducing the luminous intensity of each of the associated luminous elements ("dimming"), which is preferred, or by selectively switching off individual luminous elements.
  • the second light-emitting element group in the daytime running light function illuminates a region which lies in a dark region of the fog light function of the first light-emitting element group.
  • the first lighting element group and the second lighting element group can have a high beam function.
  • the first lighting element group illuminates with a luminous intensity which corresponds approximately to the luminous intensity when the fog light function is activated, in particular a maximum luminous intensity by the lighting elements involved.
  • the second light-emitting element group also has a daytime running light function, it is preferred if it illuminates with a lower luminous intensity during the activation of the daytime running light function than when the high-beam light function is activated.
  • the vehicle lighting device may further comprise a third light-emitting element group and / or a fourth light-emitting element group, each having at least one semiconductor light-emitting element, which has a cornering function for a respective opposite steering movement and / or have a fog light function.
  • the third light-emitting element group and / or the fourth light-emitting element group have a (dynamic or static) cornering function for a respective opposite steering movement.
  • the third light-emitting element group can be activated to turn to the left and the fourth light-element group to turn right.
  • z As the speed, the steering angle and the yaw rate of the vehicle to control a bending or bending ⁇ bending light can be used. This happens z. B. in a control unit of the vehicle electronics, which then passes on the necessary signals to light element driver.
  • the switch for the direction indicator can also be used as input for the algorithm.
  • the third light-emitting element group or the third and the fourth light-emitting element group can be activated when the fog light is activated, ie have a fog light function, while they are not activated when the main beam is activated, ie have no high-beam function.
  • the third light-emitting element group and / or the fourth light-emitting element group have a plurality of semiconductor light-emitting elements which can be activated in each case at least as a function of an associated steering angle.
  • the light elements of the third light-emitting element group and / or the fourth light-emitting element group can in particular be successively switchable.
  • the first light-emitting element group has a cornering light function.
  • the first light-emitting element group has a plurality of light-emitting elements which can be activated independently of the other light-emitting elements of the first light-emitting element group and in a plurality of stages.
  • an associated illumination region is enlarged, in particular laterally widened.
  • some of the luminous elements can be successively activated towards the edge, in particular in steps of a lateral luminous element spacing.
  • first light-emitting element group and the second light emitting element group have no common ⁇ Sames semiconductor light emitting element.
  • At least the first luminous element group and the second luminous element group have at least one common semiconductor luminous element.
  • first light-emitting element group and the second light-emitting element group do not have a common semiconductor light-emitting element
  • the first light-emitting element group and the second light-emitting element group have at least one common semiconductor light-emitting element
  • the common semiconductor light-emitting elements can be used at several Emitting types of lighting, possibly with different light intensities.
  • At least one semiconductor light-emitting element comprises a white (cold-white or warm-white), yellow or white-yellow emitting semiconductor light-emitting element.
  • At least one semiconductor light-emitting element comprises at least one light emitting diode, in particular a white light emitting diode.
  • the white-emitting light-emitting diode comprises a conversion LED in which a part of a primary blue-emitted light is converted into yellow light by means of a light-emitting means in order to produce a white light.
  • the light-emitting diode can be present, for example, as an LED chip or as an LED lamp. In contrast to LED chips, LED lamps are housed one at a time and often have a reflector in their housing.
  • the at least one LED comprises a set of differently colored light emitting diodes ("LED cluster"), which are controlled so that their light gives a white mixed light.
  • the set of differently colored light-emitting diodes comprises at least one red-emitting light emitting diode, a green light emitting diode and a blue light emitting diode, in particular, if the set of differently colored light emitting diodes to produce a 'warm-white' hue further at least one amber ('amber') luminous LED includes.
  • the set of light-emitting diodes has a common optical system, in particular lens se, for beam shaping and / or beam homogenization, downstream.
  • the luminous elements of at least one of the luminous element groups are arranged in at least one row, for.
  • n elements lxn -
  • Matrix or in matrix form with m rows of n elements (mxn
  • the arrangement may be another, z. B. non-matrix, such as, for. B. round or oval, polygonal, in particular triangular and more than rectangular and so on.
  • the luminous elements of at least two of the luminous element groups are arranged in at least one row and the rows of these luminous element groups are arranged parallel to each other, in particular in a horizontal arrangement with each other (line form) with or without spacing, or in a vertical arrangement next to each other (Column shape) with or without distance.
  • semiconductor light-emitting elements of at least the first light-emitting element group and the second light-emitting element group on a common substrate are mounted.
  • one or more substrates may be populated with luminescent elements of the first and second groups;
  • substrates with luminous elements only of the first group and / or only of the second group may additionally be present.
  • all the semiconductor light-emitting elements of at least the first light-emitting element group and the second light-emitting element group are mounted on a common substrate.
  • Semiconductor light-emitting elements of further groups may also be present.
  • the light-emitting elements can be distributed over different substrates, it is preferred if all half-light elements conductor lighting elements are mounted on a common substrate.
  • the substrate may be a printed circuit board or a submount.
  • the substrate is designed as a submount, in particular as a ceramic submount, z. B. AlN.
  • Em Submount serves primarily as a carrier and heat sink for the lighting elements.
  • the submount is particularly preferred for mounting LED chips.
  • the submount consists preferably of good heat-conducting and electrically insulating material, eg. AlN.
  • the submount carries one or more LED chips, preferably LED chips, which are applied to the submount in the surface mounting technique; their emitter surface is essentially parallel to the surface of the submount.
  • LED chips may be similar or different.
  • groups of differently designed light-emitting diodes can be used for each of the lighting elements (here: LEDs).
  • LED chips with differently sized emitter surfaces are used for at least two of the LED groups.
  • a footprint area of the first light-emitting element group is asymmetrical with respect to a lateral extent.
  • the device further comprises at least one optical system connected downstream of at least one semiconductor light-emitting element for shaping a light distribution of the light emitted by the at least one semiconductor light-emitting element. It is preferred for uniform illumination when the at least one optic is designed for homogenizing the light emitted by the at least one semiconductor luminous element.
  • the homogenization comprises a color homogenization of the light emitted by the at least one semiconductor luminous element, in particular when white mixed light of differently colored luminous elements is used.
  • the homogenization comprises an intensity homogenization of the light emitted by the at least one semiconductor waveguide light.
  • the at least one optical system is designed for the concentration in areas of the light emitted by the at least one semiconductor light-emitting element, for. To achieve a particular shape of the imaging area. Within the area in which the light is concentrated, this can preferably be made homogeneous.
  • the at least one optic comprises an imaging optic, in particular a lens, for imaging or shaping the light emitted by the at least one semiconductor luminous element onto the associated luminous area.
  • two or more optics with different functions can be connected one after the other, for.
  • an optical system is connected downstream of all light-emitting element groups, that is to say represents a common Op ⁇ tik for all lighting elements.
  • the optics comprises a reflector.
  • the optic comprises a light guide.
  • the vehicle lighting device further comprises a drive circuit, in particular a driver, for operating at least two light-emitting element groups, preferably for operating all light-emitting element groups.
  • a drive circuit in particular a driver
  • each group can in extreme cases have its own control electronics, but this is expensive.
  • the drive circuit is mounted on a substrate and is provided for group-specific operation of semiconductor light elements likewise mounted on this substrate. But it can also be arranged separately, z. B. on a circuit board, which also carries the submount or submounts.
  • a substantially equal load of the semiconductor light-emitting elements is present. This can preferably be achieved by activating an equal number of luminous elements in at least two, particularly preferably all types of illumination. It may be preferred for easy control of the lighting elements, if at least two sets of lighting elements are electrically connected in parallel, which are associated with a different lighting or lighting configuration, is switched to switch between the types of lighting between sentences, z. B. by means of a transistor or other logic circuit. Preferably, all parallel branches have the same load. It is particularly preferred if the lighting elements are in each case electrically connected in series in all parallel branches.
  • At least two of the sets of luminous elements connected in parallel in parallel at least one further set of luminous elements is electrically connected in series.
  • These luminous elements of the further set are luminous elements which are activated continuously with regard to the types of illumination associated with the parallel branches connected in series with them.
  • the light-emitting element groups are electrically connected in series and at least one switch is connected in parallel to each light-emitting element group.
  • At least one resistor is connected in series to at least one switch, preferably to each of the switches, since in this way a substantially equal load can be maintained even with a variable number of the luminous elements.
  • the light is, optionally together with other lamps, such as for producing a low beam or a turn signal lamp, for use m designed a vehicle headlight and has at least one such vehicle lighting device.
  • the vehicle headlight is equipped with at least one such lamp of at least one such vehicle lighting device.
  • the vehicle has at least one such vehicle headlight.
  • the vehicle is preferably equipped with at least two such vehicle headlights whose footprints of the associated vehicle lighting device are reversed asymmetric with activated fog light function.
  • the first vehicle lighting device can be provided on a left side and the second vehicle lighting device can be provided on a right side and a maximum illumination area of the first vehicle lighting device extend further to the left with respect to a longitudinal direction of the vehicle and a maximum illumination area of the second vehicle illumination area extending device to the right with respect to a longitudinal direction of the vehicle.
  • the vehicle lighting devices illuminate their respective maximum fog light illumination area.
  • the light element groups having a fog light function preferably glow with maximum illumination intensity.
  • the daytime running light is switched off or preferably illuminated when a cornering light function is used, during cornering at least that luminescent element group which has a further illumination area laterally extending in the steering direction illuminates a luminescent element group. NEN compared to the straight-ahead in the steering direction laterally widened footprint.
  • the area of the widened illumination area is preferably independent of a strength of a steering angle (static curve light).
  • the area of the widened illumination area is dependent on a strength of a steering angle such that the illumination area tends to increase, in particular widen, especially until a maximum is reached with a stronger steering angle - paint illumination area (dynamic cornering light).
  • a semiconductor light-emitting element system in particular an LED system, can thus be realized with at least two illumination functions or light functions. up to a maximum of 4 lighting functions.
  • lighting functions can be realized with a system or a device that builds up at least on daytime running lights, fog lights (Nebelschemwerferlicht), cornering lights, high beam, for example:
  • the light source used is preferably an LED module (LED chip (s) on a submount with an associated drive circuit) with at least 2 rows of chips, wherein these rows of chips can be switched and dimmed independently of one another.
  • LED module LED chip (s) on a submount with an associated drive circuit
  • In front of the rows of chips is preferably an imaging optics (in particular lens) which surrounds the two chip rows forward in front of the vehicle depicts.
  • light which does not fall directly on the lens can be supplied to the light distribution by means of a reflector.
  • One or more rows form the fog light distribution, ie a light distribution with a light-dark boundary.
  • For the daytime running light function preferably one or more additional rows of chips with a specific power are connected, so that a light distribution is also generated above the cut-off line.
  • the rows of chips which are responsible for the fog lamp function, are preferably dimmed appropriately, so that overall a homogeneous and the daytime running light controls adapted light distribution is generated.
  • the rows of chips may be symmetrical, asymmetrical, of the same size or of different sizes and may contain an identical or different number of chips or may even have only one chip at a time.
  • the fog light distribution or arrangement can be designed so that the requirement of the cornering light is met.
  • this may mean that when the fog light is on, both mounting sides of the vehicle illuminate, while with the fog light switched off and dipped headlights on (and thus switched off DRL) only the lamp corresponding to the steering angle is activated. For example, if you steer to the right, only the right-hand side of the vehicle lights up on the vehicle. This can also be carried out in such a way that different numbers of LEDs are activated depending on the steering angle, so as to achieve a dynamic illumination of the cornering light.
  • a 'primary optic' which (a) mixes the light of the individual chips to produce e.g. B. to obtain a more homogeneous color o- / / and illumination and / or (b) a light distribution predefined.
  • This primary optic can z. B. consist of a reflector and / or a light guide.
  • the LED module is preferably connected to electronics such that the various semiconductor emitters (in particular LEDs) used can be operated individually or in several groups together. In principle, each group or each array can be provided with a separate current regulator, which, however, is costly and expensive.
  • different LED groups are connected in series and in parallel so that always the same number of chips as a load at the output of an associated driver and for example by switching a 'toggle switch' (in practice preferably by switching transistors realized) the 'geometry' of the chip array or the LED group is changed from linear to square.
  • a 'toggle switch' in practice preferably by switching transistors realized
  • z For example, place LED groups in series and place a switching transistor in parallel with each of the groups or arrays, which can short-circuit the array so that it is not active.
  • a resistor for reducing current can optionally be connected in the parallel branch.
  • An advantage of the present invention is that at least two different light functions are generated from a single system (multiple chip rows + optics), in particular at least daytime running lights and fog lights. This results in a smaller footprint, fewer plugs and cables, ie, lower costs.
  • the fog light is designed so that the requirements of the cornering light are met, the system can be used, for example, for three light functions, namely in particular for daytime running light, fog light and cornering light. If the system is in the fog or cornering mode, the chips used can be supplied with the maximum power without overheating the system. If the additional chip row (s) required for the daytime running lights is activated, the cooling concept could possibly overload (system or chip becomes too hot). However, due to the dimming of the fog light function, the amount of warming can be reduced so that the system can be designed in daytime running light mode to be within the limits of the cooling concept as a whole (chips do not get too hot).
  • FIG. 1A shows a plan view of an LED module of a vehicle lighting device
  • FIG. 1B shows an oblique view of LED groups of the LED module from FIG. 1 with a downstream lens of the vehicle lighting device;
  • FIG. 2A shows a schematic view of a sketch of a footprint of a first LED group using the vehicle lighting device of FIG. 2;
  • FIG. 2B is an oblique view of a sketch of a footprint area of a second LED group using the vehicle lighting device of FIG. 2;
  • FIG. 2C is an elevational view of a sketch of a combined footprint of the first and second LED groups using the vehicle lighting device of FIG. 2;
  • FIG. 3 shows an oblique view of a sketch of a footprint of a first LED group according to another embodiment similar to the view of FIG 2A;
  • FIG. 4 shows an oblique view of elements of a further embodiment of a vehicle lighting device
  • FIG. 5 shows a side view of the vehicle lighting device of FIG. 1 with a reflector and a lens
  • 6A shows a possible basic circuit diagram of LED groups of a vehicle lighting device
  • FIG. 6B shows a plan view of a spatial arrangement of the LED groups from FIG. 6A;
  • FIG. 7 shows another possible basic circuit diagram of LED groups of a vehicle lighting device
  • FIG. 1A shows, as part of a vehicle lighting device 1, an LED module 2.
  • the LED module 2 has a printed circuit board 3 to which an AIN submount 4 is attached.
  • On the AIN submount 4 are a first LED group 5 with four arranged in the form of a 2x2 matrix white, surface-mounted LED chips 7 and a directly adjacent second LED group 6 with also four arranged in the form of a 2x2 matrix white surface-mounted LED chips 8 are arranged.
  • the LED chips 7 and 8 are therefore arranged in two rows, each with two elements.
  • the surfaces of the LED chips 7 and 8 correspond approximately to the emitter surfaces and are not housed individually.
  • the emitter surface of the LED chips 7 differs from the emitter surface of the LED chips 8 in that it is made wider and flatter.
  • the rows of chips can be generally symmetrical or asymmetrical, as well as the same or different be large and contain an equal or different number of chips or even have only one chip at a time.
  • the light emitting diodes 7,8 of the different groups 5, 6 may also be configured differently, for. B. bezüg- borrowed a number of light emitting diodes, luminous intensity of the LEDs, size of the emitter surface and arrangement of the LEDs.
  • a control electronics 9 in the form of an electronic driver module which serves to control the LED groups 5.6 and their associated LEDs 7.8.
  • the two LED groups are 5.6 independently controlled, z. B. individually or jointly activated.
  • the LEDs 7 and 8 belonging to this group 5, 6 are similarly driven or operated in the present exemplary embodiment.
  • a luminosity of the LED groups 5 and 6 set by adjusting a guided through the LED chips 7 and 8 operating current.
  • certain LED chips 7,8 of a group 5,6 can be activated and deactivated.
  • the first group 5 serves both to provide a fog light function or as a fog light source and to provide a daytime running light function or as a light source for a daytime running light.
  • the lower, second LED group 6 has a daytime running light function, i. h. that it serves to generate a daytime running light.
  • FIG. 1B additionally shows the LED groups 5, 6 of the vehicle lighting device 1 with a common lens 10 connected downstream of them, which serves as a secondary optic, as further will be described in more detail below with respect to FIG.
  • the lens 10 By means of the lens 10, the light generated by the LED groups 5, 6 or the light-emitting diodes 7, 8 contained therein is imaged in front of the vehicle in order to generate an associated illumination or illumination area. In particular, this defines a maximum contour of the illuminated area.
  • a primary optic such as a primary optic, a diaphragm, etc.
  • FIG. 2A shows an illuminated region 11 when activating only the first group 5 of light-emitting diodes for a fog light function.
  • FIG. 2B shows an analog representation, in which, however, the second group 6 or its LEDs is activated.
  • FIG. 2C shows the illuminated area when the two groups 5, 6 are activated together.
  • the first group 5 illuminates with maximum luminosity by supplying maximum power to all four LED chips.
  • the luminosity of the first group 5 is set much weaker ("dimmed") in comparison to the activation of the fog-light function in order to exclude dazzling of oncoming traffic or to meet the requirements of the corresponding regulation.
  • the dimming The first group 5 can either be done by dimming all LEDs of this group, by dimming individual LEDs of this group or by selectively switching off individual LEDs.
  • the light intensity of the second LED group 6 is also so weak that glare is prevented with good visibility at the same time.
  • the first group 5 is dimmed so far that there is no sudden change in intensity at the boundary of the illumination area 11 produced by the first LED group 5 via the jointly illuminated area 11, 12. In order to maintain the most homogeneous possible distribution of light intensity in the illumination area 11, which is generated by the first LED group 5, it is preferred if all the LEDs of the first group 5 are activated but dimmed.
  • the luminosity of the first group 5 is unchanged in comparison to the activation of the fog-light function.
  • the LEDs of the second LED group 6 are maximally energized.
  • individual LEDs of group 5 can be dimmed or switched off, preferably dimming or switching off those LEDs which generate light in the exterior of the light distribution and are not necessarily required for a high beam function. The same applies to the LEDs of Group 6.
  • At least the three described light functions namely daytime running light, fog light and main beam, can be provided with very little space requirement and lower costs due to a lower wiring effort.
  • the shape of the illumination areas 11, 12 corresponds, reversed in height, essentially to the shape of the emitter areas of the LED groups 5, 6.
  • the imaging optics may change the shape and intensity distribution, etc. of the emitter surfaces.
  • symmetric emitter surface may become one side Widened to improve a side lighting and / or to allow cornering light with a simple light emitter shape.
  • certain surface portions of the footprint can be illuminated with higher intensity than others.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a vehicle lighting device 13, in which the emitter surface of the first group 14 of four light-emitting diodes arranged in 2x2 matrix form is no longer arranged symmetrically with respect to the second group 6, but in contrast to the vehicle lighting device 1 of FIG Side further than to another side.
  • a lighting area 15 extended to the right is thereby produced.
  • Such a vehicle lighting device 13 can be used in particular to illuminate a right edge more particularly when installed on a right side of a vehicle. This can be used, in particular, to additionally use the vehicle lighting device 13 with a cornering light function.
  • the four LED chips of the first LED group 14 would continue to be energized to the maximum.
  • the second LED group 6 would radiate with comparatively low light intensity; in the first LED group 14, all LEDs or only the two right LEDs could then be activated fully or dim.
  • To generate a cornering light for example, in straight-ahead operation, none or only the two right-hand LEDs can be activated, which illuminate a partial area further towards the roadway, while all or only the two left-hand LEDs of the first group 14 are connected for cornering, which extends a partial area further to the edge illuminate.
  • the brightness of the cornering light is either fixed or variably adjustable. In a vehicle would usefully on the left side, z. B. in connection with a left vehicle headlight, a corresponding reversed vehicle lighting device to be installed, which illuminates the left edge stronger.
  • the primary optics 17 are used here in particular for intensity and / or color homogenization of the light emitted by the LED groups 5, 6, as well as for a first shaping of the imaging area or illumination area.
  • the primary optic 17 is here designed as a truncated pyramidal glass body with a rectangular base and top surface. Alternatively, z.
  • a convex or concave lens a Fresnel lens used.
  • the primary optics may also be opaque, completely or partially color-filtering or transparent, or partially impermeable to light, the base and top surfaces may be optimized with respect to the emitter surfaces (chip or group arrangement) and the light function and from a rectangular one Diverge geometry.
  • the reflector may alternatively be in the form of a free-form reflector, for example. There may or may also be one or more - not shown - primary optics (s) may be present.
  • FIG. 6A shows a possible interconnection of three sets A, B and C of light-emitting diodes whose geometrical arrangement is shown in FIG. 6B is shown.
  • sets A and B may correspond to a first LED group and set C to a second LED group based on FIG. 1.
  • While sets B and C are electrically connected in parallel, both are connected in series with respect to set A.
  • the sets A, B and C are connected between an output of a driver 7 and a ground terminal GND.
  • a toggle switch in the form of an electronic switch, in particular transistor 19 is inserted, so that a current path between the two parallel branches with respect to the LED sets B and C can be switched , In other words, a current flow can be switched between a current flow through the LED set A and the LED set B on the one hand and the LED set A and the LED set C on the other hand.
  • each of the groups is substantially the same, so that when switching between the two LED sets B and C, the load remains substantially constant over the entire current path.
  • a drive circuit with constant load control can be used, resulting in a further cost reduction. This can be achieved, for example, by using substantially identical LEDs in the same number with respect to the LED groups B and C.
  • each set A, B, C can be provided with a separate driver, which is costly and expensive.
  • this circuit can be switched for example with very little effort using a constant current source, in particular a simple voltage source, between a fog light and a high beam.
  • the fog light is generated by the sets A and B, while the high beam is generated by the sets A ('halved' fog light footprint) and C. It is assumed that the LEDs have the same recording power. If the system is in fog light mode, the LED system is designed so that the four chips used can be maximally energized without overheating the system. If the high-light C set is activated, the cooling concept may overload (system or chip becomes too hot). Due to the shutdown of the set B but the heat can be kept constant, so that the LEDs are not too hot. When using a power source with variable power, a dimming can be performed here, in which all LEDs of a switching state are energized equal.
  • FIG. 7 shows a possible independent switching of two LED sets on the basis of the LED groups 5, 6 from FIG. 2, which can be easily expanded to any number of LED groups.
  • all the LED groups 5, 6 are connected in series between an output of a driver 7 and ground GND, a simple switch 20 being connected in parallel with each LED group 5, 6.
  • a simple switch 20 being connected in parallel with each LED group 5, 6.
  • the switch 20 When the switch 20 is open, current flows in the section associated with the LED group 5, 6 through the corresponding light-emitting diodes 7 and 8, while with the switch 20 closed the current is conducted via the switch 20 ("short-circuited").
  • Such a circuit can be realized for example by means of a driver 7 with variable load.
  • a resistor is present.
  • the resistance value of such a resistor essentially corresponds to the load resistance of the associated LED group 5, 6, so that even with a closed switch 20 or a plurality of closed switches 20, a substantially constant load is present;
  • a driver block with a constant load can be used, which is particularly inexpensive.
  • an LED group may have only a single light-emitting diode or a plurality of light-emitting diodes of any desired number, ie, 2 or more light-emitting diodes.
  • the arrangement of the light-emitting diodes does not have to be rectangular, ie, in matrix form.
  • a white daytime running light it is also possible to generate a yellow daytime running light.
  • a white light-emitting diode or white light-emitting diodes can be used, or it can be a cluster of different colored light-emitting diodes are used, which together, optionally by means of an optics designed to give a white mixed light.
  • the use of an LED cluster has the advantage that the luminous color is variably adjustable.
  • the vehicle lighting device shown can also be an LED module, optic (s), possibly a housing and / or an active or passive cooling element (eg a cooling body configured with cooling fins), wiring, electrical connections and so on as an LED system be designated.
  • the vehicle lighting device or the LED system may be part of a lamp or represent a lamp.
  • the vehicle lighting device or the lamp can be installed in a vehicle headlight, which in turn can be installed in a vehicle.
  • the primary optic may also be made as a body of another transparent material.
  • a Set of light emitting diode (s) B Set of light emitting diode (s) C Set of light emitting diode (s) GND Ground connection

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Abstract

Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1,13,16) weist mindestens zwei Halbleiter-Leuchtelemente (7,8) auf, wobei die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1,13,16) mindestens eine erste Leuchtelement-Gruppe (5,14) und eine zweite Leuchtelement-Gruppe (6) mit jeweils mindestens einem Halbleiter-Leuchtelement (7,8) aufweist, wobei die Leuchtelement-Gruppen (5,14,6) selektiv ansteuerbar sind und die erste Leuchtelement-Gruppe (5,14) mindestens eine Nebellichtfunktion aufweist.

Description

Beschreibung
Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei Halbleiter-Leuchtelementen
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei Halbleiter-Leuchtelementen, insbesondere Leuchtdioden, sowie ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen FahrzeugbeleuchtungsVorrichtung.
Bisher werden meist für verschiedene Beleuchtungsfunktionen eines Fahrzeugs wie Tagfahrlicht , Fernlicht, Nebellicht und Kurvenlicht unterschiedliche Scheinwerferlampen verwendet, denen zudem häufig eine jeweilige nachgeschalteten Optik zu- geordnet ist. Zur Kostenverringerung und zur Einsparung von Bauraum wird versucht, die Zahl und Große der Scheinwerferlampen zu reduzieren, ohne eine Funktionstuchtigkeit des Scheinwerfers zu verringern. Dazu sind beispielsweise Bilux- lampen oder Bi-Xenon-Schemwerfer bekannt, von denen sowohl Abblendlicht als auch Fernlicht erzeugt wird. Bei dem Bi- Xenon-Schemwerfer wird lediglich eine Blende aus dem Strahlengang geklappt und damit auf Fernlicht "umgeschaltet". Es ist ferner eine Biluxlampe zur Kombination von Tagfahrlicht und Nebellicht bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Möglichkeit zur Verringerung eines Platzbedarfs und von Kosten bei der Fahrzeugbeleuchtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, einer Fahrzeuglampe, eines Fahrzeugscheinwerfers und eines Fahrzeugs nach den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelost. Bevorzugte Ausfuhrungsformen sind insbesondere den abhangigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung weist mindestens zwei Halbleiter-Leuchtelemente auf, und zwar mindestens eine erste Leuchtelement-Gruppe und eine zweite Leuchtelement-Gruppe mit jeweils mindestens einem Halbleiter-Leuchtelement, wobei die Leuchtelement-Gruppen selektiv, d. h. ausgewählt, ansteuerbar sind. Ferner weist mindestens die erste Leuchtelementgruppe mindestens eine Nebellichtfunktion auf. Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung weist also mehrere Leuchtelemente auf, die sich in mindestens zwei verschiedenen Beleuchtungs- bzw. Leuchtkonfigurationen betreiben lassen, von denen zumindest eine zur Erzeugung eines Nebellichts geeignet ist. Eine Leuchtkonfiguration kann beispielsweise einen An/Aus-Zustand und / oder einen vorbestimmten Leuchtstärkezustand umfassen. Der Leuchtstärkezustand lässt sich beispielsweise durch Einstellung eines Betriebsstroms durch das Leuchtelement erreichen, z. B. anhand einer Puls-Dauer bei Betrieb in einer Puls-Weiten-Modulation, und so weiter. Die erste Leuchtelementgruppe erzeugt dabei zumindest einen Teil eines Nebellichts bzw. strahlt ein solches ab, möglicherweise zusammen mit mindestens einer anderen Leuchtelement-Gruppe der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, die eine Nebellichtfunktion auf- weist.
Durch eine solche Vorrichtung lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise mehrere Lichtfunktionen einschließlich einer Nebellichtfunktion in einer Fahrzeugbeleuchtungsvor- richtung integrieren, was Platz und Kosten spart.
Es wird zur höheren Integration von Beleuchtungsarten bevorzugt, wenn die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe eine Tagfahrlichtfunktion aufweisen, die Vorrichtung also eine Tagfahrlichtfunktion aufweist, welche durch Aktivierung der ersten Leuchtelement-Gruppe und der zweiten Leuchtelement-Gruppe bereitgestellt wird. In anderen Worten können die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe (und gegebenenfalls weitere Leuchtele- ment-Gruppen mit Tagfahrlichtfunktion) bei entsprechender Aktivierung ein Tagfahrlicht (DRL; "Daytime Running Light") erzeugen. Die erste Leuchtelement-Gruppe weist also mindestens zwei Funktionen auf, nämlich zur Erzeugung eines Nebellichts und zur Erzeugung eines Tagfahrlichts, während die zweite Leuchtelement-Gruppe mindestens eine Tagfahrlichtfunktion aufweist. Bei Aktivierung der Tagfahrlichtfunktion sind also die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement- Gruppe gemeinsam aktiviert.
Es wird dann zur Vermeidung einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer bevorzugt, wenn die erste Leuchtelement- Gruppe während der Aktivierung der Tagfahrlichtfunktion mit geringerer Leuchtstärke leuchtet als bei einer Aktivierung der Nebellichtfunktion. Dies kann beispielsweise durch Verringern der Leuchtstärke jeder der zugehörigen Leuchtelemente geschehen ("dimmen"), was bevorzugt ist, oder durch selekti- ves Ausschalten einzelner Leuchtelemente.
Es wird zur Erreichung einer guten Sichtbarkeit insbesondere bevorzugt, wenn die zweite Leuchtelement-Gruppe in der Tagfahrlichtfunktion einen Bereich ausleuchtet, der in einem Dunkelbereich der Nebellichtfunktion der ersten Leuchtelement-Gruppe liegt.
Zur Integration einer weiteren Beleuchtungsart können alternativ zur Tagfahrlichtfunktion oder - bevorzugt - zusätzlich zumindest die erste Leuchtelement-Gruppe und zweite Leuchtelement-Gruppe eine Fernlichtfunktion aufweisen. Hierbei wird es besonders bevorzugt, wenn die erste Leuchtelement-Gruppe mit einer Leuchtstärke leuchtet, die ungefähr der Leuchtstärke bei einer Aktivierung der Nebellichtfunktion entspricht, insbesondere einer maximalen Leuchtstärke durch die beteiligten Leuchtelemente. Es wird für den Fall, dass die zweite Leuchtelement-Gruppe auch eine Tagfahrlichtfunktion aufweist, bevorzugt, wenn sie während der Aktivierung der Tagfahrlichtfunktion mit geringerer Leuchtstärke leuchtet als bei Akti- vierung der Fernlichtlichtfunktion. Zur Integration noch einer weiteren Beleuchtungsart, insbesondere einer Kurvenlichtfunktion, kann die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung ferner eine dritte Leuchtelement-Gruppe und / oder eine vierte Leuchtelement-Gruppe mit jeweils mindes- tens einem Halbleiter-Leuchtelement aufweisen, welche eine Kurvenlichtfunktion für eine jeweils entgegengesetzte Lenkbewegung und / oder eine Nebellichtfunktion aufweisen.
Es wird zur Realisierung eines Kurvenlichts oder eines Abbie- gelichts bevorzugt, wenn die dritte Leuchtelement-Gruppe und / oder die vierte Leuchtelement-Gruppe eine (dynamische oder statische) Kurvenlichtfunktion für eine jeweils entgegengesetzte Lenkbewegung aufweisen. Beispielsweise kann die dritte Leuchtelement-Gruppe zum Abbiegen nach links aktiviert wer- den, und die vierte Leuchtelement-Gruppe zum Abbiegen nach rechts. Allgemein können z. B. die Geschwindigkeit, der Lenkwinkel und die Gierrate des Fahrzeugs zur Steuerung eines Ab¬ biege- oder Kurvenlichts verwendet werden. Dies geschieht z. B. in einem Steuergerät der Fahrzeugelektronik, das dann die notwendigen Signale an Leuchtelement-Treiber weitergibt. Beim statischen Kurvenlicht kann zusätzlich der Schalter für den Fahrtrichtungsanzeiger als Eingangsgröße für den Algorithmus verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich können die dritte Leuchtelement- Gruppe oder die dritte und die vierte Leuchtelement-Gruppe bei Aktivierung des Nebellichts aktiviert sein, also eine Nebellichtfunktion aufweisen, während sie bei Aktivierung des Fernlichts nicht aktiviert sind, also keine Fernlichtfunktion aufweisen.
Es wird besonders bevorzugt, wenn die dritte Leuchtelement- Gruppe und / oder die vierte Leuchtelement-Gruppe mehrere Halbleiter-Leuchtelemente aufweisen, die jeweils mindestens abhängig von einem zugehörigen Lenkeinschlag usw. aktivierbar sind. Die Leuchtelemente der dritten Leuchtelement-Gruppe und / oder der vierten Leuchtelement-Gruppe können insbesondere sukzessive zuschaltbar sein.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn die erste Leuchtelement- Gruppe eine Kurvenlichtfunktion aufweist.
Dann kann es bevorzugt sein, wenn mindestens die erste Leuchtelement-Gruppe mehrere Leuchtelemente aufweist, die unabhängig von den anderen Leuchtelementen der ersten Leucht- element-Gruppe und in mehreren Stufen aktivierbar sind.
Insbesondere kann es bevorzugt sein, wenn bei zusätzlicher Aktivierung mindestens eines der Leuchtelemente der ersten Leuchtelement-Gruppe ein zugehöriger Ausleuchtungsbereich vergrößert wird, insbesondere seitlich verbreitert wird. Beispielsweise können dazu einige der Leuchtelemente sukzessive zum Rand hin aktivierbar sein, insbesondere in Schritten eines seitlichen Leuchtelementabstands .
Es kann bevorzugt sein, wenn zumindest die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe kein gemein¬ sames Halbleiter-Leuchtelement aufweisen.
Es kann zur Einsparung von Leuchtelementen aber auch bevor- zugt sein, wenn zumindest die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe mindestens ein gemeinsames Halbleiter-Leuchtelement aufweisen.
Insbesondere dann, wenn die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe kein gemeinsames Halbleiter- Leuchtelement aufweisen kann es bevorzugt sein, wenn die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Falls die erste Leuchtelement-Gruppe und die zweite Leuchtelement-Gruppe min- destens ein gemeinsames Halbleiter-Leuchtelement aufweisen, können die gemeinsamen Halbleiter-Leuchtelemente bei mehreren Beleuchtungsarten emittieren, ggf. mit unterschiedlichen Leuchtstärken .
Es wird außerdem bevorzugt, wenn mindestens ein Halbleiter- Leuchtelement ein weiß (kalt-weiß oder warm-weiß), gelb oder weiß-gelb strahlendes Halbleiter-Leuchtelement umfasst.
Es wird insbesondere bevorzugt, wenn mindestens ein Halbleiter-Leuchtelement mindestens eine Leuchtdiode umfasst, spe- ziell eine weiß leuchtende Leuchtdiode. Die weiß leuchtende Leuchtdiode umfasst insbesondere eine Konversions-LED, bei der ein Teil eines primär blau abgestrahlten Lichts mittels eines Leuchtmittels in gelbes Licht umgewandelt wird, um ein weißes Licht zu ergeben.
Die Leuchtdiode kann beispielsweise als LED-Chip oder als LED-Lampe vorliegen. LED-Lampen sind im Gegensatz zu LED- Chips einzeln gehaust und weisen häufig in ihrem Gehäuse einen Reflektor auf.
Es kann aber auch bevorzugt sein, z. B. zur Variation der Abstrahlfarbe in Abhängigkeit von einer Beleuchtungsart oder einer nationalen Vorschrift, wenn die mindestens eine Leuchtdiode eine Satz verschiedenfarbig leuchtender Leuchtdioden umfasst ( "LED-Cluster" ) , die so ansteuerbar sind, dass ihr Licht ein weißes Mischlicht ergibt.
Es kann dann bevorzugt sein, wenn der Satz verschiedenfarbig leuchtender Leuchtdioden mindestens eine rot leuchtende Leuchtdiode, eine grün leuchtende Leuchtdiode und eine blau leuchtende Leuchtdiode umfasst, insbesondere, falls der Satz verschiedenfarbig leuchtender Leuchtdioden zur Erzeugung eines 'warm-weißen' Farbtons weiter mindestens eine bernsteinfarben ('amber') leuchtende Leuchtdiode umfasst.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn dem Satz von Leuchtdioden eine diesen Leuchtdioden gemeinsame Optik, insbesondere Lin- se, zur Strahlformung und / oder Strahlhomogenisierung, nachgeschaltet ist.
Vorzugsweise sind die Leuchtelemente mindestens einer der Leuchtelement-Gruppen in mindestens einer Reihe angeordnet, z. B. in Matrixform mit einer Reihe aus n Elementen (lxn -
Matrix) oder in Matrixform mit m Reihen aus n Elementen (mxn
- Matrix) . Allerdings kann die Anordnung auch eine andere sein, z. B. nicht matrixförmig, wie, z. B. rund oder oval, mehreckig, insbesondere dreieckig und mehr als rechteckig und so weiter.
Es wird bevorzugt, wenn die Leuchtelemente mindestens zweier der Leuchtelement-Gruppen in jeweils mindestens einer Reihe angeordnet sind und die Reihen dieser Leuchtelement-Gruppen parallel zueinander angeordnet sind, insbesondere in waagerechter Anordnung untereinander (Zeilenform) mit oder ohne Abstand, oder in senkrechter Anordnung nebeneinander (Spaltenform) mit oder ohne Abstand.
Es wird bevorzugt, wenn Halbleiter-Leuchtelemente mindestens der ersten Leuchtelement-Gruppe und der zweiten Leuchtelement-Gruppe auf einem gemeinsamen Substrat, z. B. einer Leiterplatte oder einem Submount, montiert sind. Beispielsweise können ein oder mehrere Substrate mit Leuchtelementen der ersten und zweiten Gruppe bestückt sein; es können aber noch zusätzlich Substrate mit Leuchtelementen nur der ersten Gruppe und / oder nur der zweiten Gruppe vorhanden sein.
Es wird bevorzugt, wenn sämtliche Halbleiter-Leuchtelemente mindestens der ersten Leuchtelement-Gruppe und der zweiten Leuchtelement-Gruppe auf einem gemeinsamen Substrat montiert sind. Es können auch Halbleiter-Leuchtelemente weiterer Gruppen vorhanden sein.
Zwar können die Leuchtelemente auf verschiedene Substrate verteilt sein, jedoch wird es bevorzugt, wenn sämtliche Halb- leiter-Leuchtelemente auf einem gemeinsamen Substrat montiert sind.
Das Substrat kann eine Leiterplatte oder ein Submount sein. Vorzugsweise ist das Substrat als Submount ausgebildet, insbesondere als keramisches Submount, z. B. aus AlN. Em Submount dient vor allem als Trager und Warmeableiter für die Leuchtelemente. Das Submount ist insbesondere zur Montage von Leuchtdiodenchips bevorzugt. Das Submount besteht vorzugswei- se aus gut wärmeleitendem und elektrisch isolierendem Material, z. B. AlN.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung tragt das Submount ein oder mehrere LED-Chips, vorzugsweise LED-Chips, welche m Oberflachenmontagetechnik auf dem Submount aufgebracht sind; deren Emitterflache liegt im Wesentlichen parallel zur Oberflache des Submounts. Für weiß leuchtende ober- flachenmontierte LED-Chips wird es bevorzugt, wenn das WeI- lenlangenkonversionsmaterial ('Leuchtstoff') direkt flachig auf die primäre Emitterflache aufgetragen ist. Die LED-Chips können gleichartig oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Insbesondere können für jede der Leuchtelement (hier: LED)- Gruppen unterschiedlich gestaltete Leuchtdioden verwendet werden. In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform werden für zumindest zwei der LED-Gruppen LED-Chips mit unterschiedlich großer Emitterflache verwendet.
Es kann zur Seitenausleuchtung insbesondere bevorzugt sein, wenn ein Ausleuchtbereich der ersten Leuchtelement-Gruppe be- zuglich einer seitlichen Erstreckung unsymmetrisch ist.
Es kann zur Erzeugung eines gewünschten Ausleuchtbereichs bevorzugt sein, wenn die Vorrichtung ferner mindestens eine mindestens einem Halbleiter-Leuchtelement nachgeschaltete Op- tik zur Gestaltung einer Lichtverteilung des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts aufweist . Es wird zur gleichmäßigen Ausleuchtung bevorzugt, wenn die mindestens eine Optik zur Homogenisierung des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts aus- gestaltet ist.
Es wird dazu speziell bevorzugt, wenn die Homogenisierung eine Farbhomogenisierung des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts umfasst, insbesondere bei Verwendung von weißem Mischlicht von verschiedenfarbigen Leuchtelementen .
Es wird dazu auch bevorzugt, wenn die Homogenisierung eine Intensitätshomogenisierung des von dem mindestens einen HaIb- leiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts umfasst.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn die mindestens eine Optik zur bereichsweisen Konzentration des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts ausgestaltet ist, z. B. zur Erreichung einer bestimmten Form des Abbildungsbereichs. Innerhalb des Bereichs, in den das Licht konzentriert wird, kann dieses bevorzugt homogen gestaltet werden.
Es wird insbesondere zur Formgebung des Ausleuchtbereichs bevorzugt, wenn die mindestens eine Optik eine abbildende Optik, insbesondere Linse, zur Abbildung bzw. Formung des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement abgestrahlten Lichts auf den zugehörigen Leuchtbereich umfasst.
Es können allgemein zwei oder mehr Optiken mit unterschiedlichen Funktionen nacheinander nachgeschaltet sein, z. B. eine einem Leuchtelement nachgeschaltete erste Optik ( ' Primäroptik') zur Lichthomogenisierung und Konzentration (Formgebung der Abbildung) , der eine zweite, im wesentlichen nur formgebende Optik ('Sekundäroptik1) nachgeschaltet ist. Es kann bevorzugt sein, wenn die mindestens eine Optik einer zugehörigen Leuchtelement-Gruppe nachgeschaltet ist.
Es wird insbesondere bevorzugt, wenn eine Optik allen Leucht- element-Gruppen nachgeschaltet ist, also eine gemeinsame Op¬ tik für alle Leuchtelemente darstellt.
Es kann bevorzugt sein, wenn die Optik einen Reflektor um- fasst .
Es kann zusätzlich oder alternativ bevorzugt sein, wenn die Optik einen Lichtleiter umfasst. Dieser kann z. B. aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein.
Es wird auch bevorzugt, wenn die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung ferner eine Ansteuerschaltung, insbesondere Treiber, zum Betreiben mindestens zweier Leuchtelement-Gruppen aufweist, vorzugsweise zum Betreiben aller Leuchtelement-Gruppen. Zwar kann jede Gruppe im Extremfall eine eigene Ansteuerelektronik aufweisen, was aber aufwandig ist.
Es wird insbesondere bevorzugt, wenn die Ansteuerschaltung auf einem Substrat montiert ist und zum gruppenspezifischen Betreiben von auf diesem Substrat ebenfalls montierten HaIb- leiter-Leuchtelementen vorgesehen ist. Sie kann aber auch getrennt angeordnet sein, z. B. auf einer Leiterplatte, welche auch das Submount bzw. die Submounts tragt.
Es wird auch bevorzugt, wenn bei angeschalteter Fahrzeugbe- leuchtungsvorrichtung, d. h., dass mindestens eine Leuchtdiode der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung eingeschaltet ist, in jeder Beleuchtungsart, z. B. Nebellicht, Tagfahrlicht , Kur- venlicht usw., eine im wesentlichen gleiche Last der Halblei- ter-Leuchtelemente vorliegt. Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass bei zumindest zwei, besonders bevorzugt allen, Beleuchtungsarten eine gleiche Zahl von Leuchtelementen aktiviert ist. Es kann zur einfachen Ansteuerung der Leuchtelemente bevorzugt sein, wenn mindestens zwei Satze von Leuchtelementen e- lektrisch parallel geschaltet sind, die einer unterschiedli- chen Beleuchtungsart oder Beleuchtungskonfiguration zugehörig sind, wobei zum Schalten zwischen den Beleuchtungsarten zwischen den Sätzen umgeschaltet wird, z. B. mittels eines Transistors oder einer anderen Logikschaltung. Vorzugsweise weisen alle parallelen Zweige die gleiche Last auf. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn in allen parallelen Zweigen die Leuchtelemente jeweils elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Es kann auch bevorzugt sein, wenn zumindest zweien der elektrisch parallel geschalteten Sätzen von Leuchtelementen min- destens ein weiterer Satz von Leuchtelementen elektrisch in Reihe geschaltet ist. Diese Leuchtelemente des weiteren Satzes sind bezüglich der zu den mit ihnen in Reihe geschalteten parallelen Zweige zugehörigen Beleuchtungsarten durchgangig aktivierte Leuchtelemente.
Es kann zur flexiblen, insbesondere unabhängigen Ansteuerung auch bevorzugt sein, wenn die Leuchtelement-Gruppen elektrisch in Reihe geschaltet sind und zu jeder Leuchtelement- Gruppe mindestens ein Schalter parallel geschaltet ist.
Dann wird es bevorzugt, wenn zu mindestens einem Schalter mindestens ein Widerstand elektrisch m Reihe geschaltet ist, vorzugsweise zu jedem der Schalter, da so eine im wesentlichen gleiche Last auch bei veränderlicher Zahl der Leuchtele- mente aufrechterhalten werden kann.
Die Leuchte ist, gegebenenfalls zusammen mit anderen Lampen, wie beispielsweise zur Erzeugung eines Abblendlichts oder einer Blinkerlampe, zum Einsatz m einen Fahrzeugscheinwerfer ausgestaltet und weist mindestens eine solche Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf. Der Fahrzeugscheinwerfer ist mit mindestens einer solchen Leuchte mindestens einer solchen Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung ausgerüstet.
Das Fahrzeug weist mindestens einen solchen Fahrzeugscheinwerfer auf.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise mit mindestens zwei solchen Fahrzeugscheinwerfern ausgerüstet, deren Ausleuchtbereiche der zugehörigen Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung bei aktivierter Nebellichtfunktion seitenverkehrt unsymmetrisch sind.
Dadurch kann insbesondere die erste Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf einer linken Seite vorgesehen sein und die zwei- te Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung auf einer rechten Seite vorgesehen sein und sich ein maximaler Ausleuchtbereich der ersten Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeugs weiter nach links erstrecken und sich ein maximaler Ausleuchtbereich der zweiten Fahrzeugbeleuch- tungsvorrichtung bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeugs weiter nach rechts erstrecken.
Vorzugsweise beleuchten bei angeschaltetem Nebellicht die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtungen ihren jeweiligen maximalen Nebellicht-Ausleuchtbereich.
Vorzugsweise leuchten bei angeschaltetem Nebellicht die eine Nebellichtfunktion aufweisenden Leuchtelement-Gruppen mit maximaler Leuchtintensität.
Vorzugsweise beleuchtet bei angeschaltetem Abblendlicht und somit ausgeschaltetem Tagfahrlicht oder vorzugsweise beleuchtet bei Nutzung einer Kurvenlichtfunktion" bei Kurvenfahrt zumindest diejenige eine Nebellichtfunktion aufweisenden Leuchtelement-Gruppe, welche einen sich in die Lenkrichtung weiter seitlich erstreckenden Ausleuchtbereich aufweist, ei- nen gegenüber dem Geradeauslauf in Lenkrichtung seitlich verbreiterten Ausleuchtbereich.
Vorzugsweise ist bei Nutzung der Kurvenlichtfunktion bei Kur- venfahrt die Flache des verbreiterten Ausleuchtbereich unabhängig von einer Starke eines Lenkeinschlags (statisches Kur- venlicht) .
Es kann aber auch bevorzugt sein, wenn bei Nutzung der Kur- venlichtfunktion bei Kurvenfahrt die Flache des verbreiterten Ausleuchtbereich dergestalt abhangig von einer Starke eines Lenkeinschlags ist, dass sich bei einem stärkeren Lenkeinschlag der Ausleuchtungsbereich tendenziell vergrößert, insbesondere verbreitert, speziell bis zum Erreichen eines maxi- malen Ausleuchrungsbereichs (dynamisches Kurvenlicht ) .
Mittels der oben ausgeführten Lehre ist somit ein Halbleiter- leuchtelement-System, insbesondere LED-System, mit mindestens zwei Beleuchtungsfunktionen bzw. Lichtfunktionen realisier- bar. bis zu maximal 4 Lichtfunktionen.
So sind Beleuchtungsfunktionen mit einem System bzw. einer Vorrichtung realisierbar, die mindestens auf Tagfahrlicht , Nebellicht (Nebelschemwerferlicht) , Kurvenlicht, Fernlicht aufbauen, beispielsweise:
- Tagfahrlicht und Nebellicht;
- Tagfahrlicht und Nebellicht und Abbiegelicht (statisches Kurvenlicht) ;
- Nebellicht und dynamisches Kurvenlicht; - Tagfahrlicht und Nebellicht und Fernlicht; usw.
Als Lichtquelle wird vorzugsweise ein LED-Modul (LED-Chip (s) auf einem Submount mit einer zugehörigen Ansteuerschaltung) mit mindestens 2 Chipreihen verwendet, wobei diese Chip- Reihen unabhängig voneinander geschaltet und gedimmt werden können. Vor den Chipreihen befindet sich vorzugsweise eine abbildende Optik (insbesondere Linse) welche die zwei Chip- reihen nach vorne vor das Fahrzeug abbildet. Optional kann Licht, welches nicht direkt auf die Linse fällt, mittels eines Reflektors der Lichtverteilung zugeführt werden. Eine o- der mehrere Reihen bilden die Nebellichtverteilung, d. h., eine Lichtverteilung mit einer Hell-Dunkel-Grenze . Für die Tagfahrlichtfunktion werden vorzugsweise eine oder mehrere zusätzliche Chipreihen mit einer bestimmten Leistung hinzugeschaltet, so dass auch über der Hell-Dunkel-Grenze eine Lichtverteilung erzeugt wird. Die Chipreihen, welche für die Nebelscheinwerferfunktion zuständig sind, werden bevorzugt passend gedimmt, so dass insgesamt eine homogene und den Tagfahrlicht-Regelungen angepasste Lichtverteilung erzeugt wird. Die Chipreihen können symmetrisch, unsymmetrisch, gleich groß oder unterschiedlich groß sein und eine gleiche oder unter- schiedliche Zahl von Chips beinhalten oder sogar jeweils nur einen Chip aufweisen.
Insbesondere kann die Nebellichtverteilung bzw. -anordnung so ausgelegt werden, dass auch die Anforderung des Abbiegelichts erfüllt wird. Im Fahrzeugbetrieb kann dies bedeuten, dass beim eingeschaltetem Nebellicht beide Anbauseiten am Fahrzeug aufleuchten, während beim ausgeschaltetem Nebellicht und eingeschaltetem Abblendlicht (und somit ausgeschaltetem DRL) nur die dem Lenkeinschlag entsprechende Leuchte aktiviert wird. Wird beispielsweise nach rechts gelenkt, leuchtet nur die rechte Anbauseite am Fahrzeug. Dies kann zusätzlich derart ausgeführt werden, dass abhängig vom Lenkeinschlag verschieden viel LEDs aktiviert werden, um so eine dynamische Ausleuchtung des Kurvenlichts zu erreichen.
Zwischen den Chips und einer Linse (als 'Sekundäroptik') kann eine 'Primäroptik' vorhanden sein, welche (a) das Licht der einzelnen Chips vermischt, um z. B. eine homogenere Farbe o- der/und Ausleuchtung zu erhalten und / oder (b) eine Licht- Verteilung vordefiniert. Diese Primäroptik kann z. B. aus einem Reflektor und / oder einem Lichtleiter bestehen. Das LED-Modul wird vorzugsweise mit einer Elektronik derart beschaltet, dass die verschiednen zum Einsatz kommenden Halbleiter-Emitter (insbesondere LEDs) einzeln oder in mehreren Gruppen zusammen betrieben werden können. Im Prinzip kann je- de Gruppe bzw. jedes Array mit einem separaten Strom- Regulator versehen werden, was jedoch kosten intensiv und aufwendig ist. In der bevorzugten, kostengünstigen Ausführung werden verschiedene LED-Gruppen so in Reihe und parallel geschaltet, dass immer die gleiche Anzahl von Chips als Last am Ausgang eines zugehörigen Treibers liegen und beispielsweise durch Umlegen eines ' Kipp-Schalters ' (in der Praxis bevorzugt durch Schalttransistoren realisiert) die 'Geometrie' des Chip-Arrays bzw. der LED-Gruppe von linear auf quadratisch verändert wird. Andere Geometrieänderungen sind ebenfalls denkbar.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann man z. B. LED- Gruppen in Reihe schalten und zu jeder der Gruppen bzw. Ar- rays parallel einen Schalttransistor legen, der das Array kurzschließen kann, so dass es nicht aktiv ist. Dabei kann in dem Parallelzweig optional ein Widerstand zur Stromreduktion geschaltet sein. In dieser Ausführung kann man die Adressierung einzelner LEDs oder LED-Gruppen mit einem einzigen Treiberbaustein realisieren, dann allerdings meist mit variabler Last arbeitet.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass aus einem einzigen System (mehrere Chip-Reihen + Optik) mindestens zwei verschiedene Lichtfunktionen generiert werden, insbesondere mindestens Tagfahrlicht und Nebellicht. Dadurch ergibt sich ein geringerer Platzbedarf, weniger Stecker und Kabel, d. h., geringere Kosten. Wird das Nebellicht so ausgelegt, dass auch die Anforderungen des Abbiegelichts erfüllt sind, kann das System beispielsweise für drei Lichtfunktionen genutzt wer- den, nämlich insbesondere für Tagfahrlicht, Nebellicht und Abbiegelicht. Befindet sich das System im Nebellicht- oder Abbiegelicht- Modus, können die genutzten Chips maximal bestromt werden, ohne das System zu überhitzen. Wird die für die Tagfahrlicht notwendige zusätzliche Chipreihe (n) aktiviert, konnte das Kuhlkonzept möglicherweise überlasten (System bzw. Chip wird zu heiß) . Aufgrund des Dimmens der Nebellichtfunktion kann aber das Warmeaufkommen reduziert werden, so dass das System im Betriebsmodus ' Tagfahrlicht ' so ausgelegt werden kann, dass es insgesamt innerhalb der Grenzen des Kuhlkonzepts liegt (Chips werden nicht zu heiß) .
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Aus- fuhrungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwir- kende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
FIG IA zeigt eine Aufsicht auf ein LED-Modul einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung;
FIG IB zeigt in Schragansicht LED-Gruppen des LED-Moduls aus FIG 1 mit einer nachgeschalteten Linse der FahrzeugbeleuchtungsVorrichtung;
FIG 2A zeigt in Schragansicht eine Skizze eines Ausleucht- bereichs einer ersten LED-Gruppe unter Verwendung der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung aus FIG 2;
FIG 2B zeigt in Schragansicht eine Skizze eines Ausleuchtbereichs einer zweiten LED-Gruppe unter Verwendung der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung aus FIG 2;
FIG 2C zeigt in Schragansicht eine Skizze eines kombinierten Ausleuchtbereichs der ersten und der zweiten LED-Gruppe unter Verwendung der Fahrzeugbeleuch- tungsvorrichtung aus FIG 2; FIG 3 zeigt in Schrägansicht eine Skizze eines Ausleuchtbereichs einer ersten LED-Gruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform ähnlich zur Ansicht aus FIG 2A;
FIG 4 zeigt in Schrägansicht Elemente einer weiteren Ausführungsform einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung;
FIG 5 zeigt in Seitenansicht die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung aus FIG 1 mit einem Reflektor und einer Linse;
FIG 6A zeigt ein mögliches prinzipielles Schaltbild von LED-Gruppen einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
FIG 6B zeigt in Aufsicht eine räumliche Anordnung der LED- Gruppen aus FIG 6A;
FIG 7 zeigt ein weiteres mögliches prinzipielles Schaltbild von LED-Gruppen einer Fahrzeugbeleuchtungsvor- richtung
FIG IA zeigt als Teil einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 1 ein LED-Modul 2. Das LED-Modul 2 weist eine Leiterplatte 3 auf, an welcher ein AIN-Submount 4 angebracht ist. Auf dem AIN-Submount 4 sind eine erste LED-Gruppe 5 mit vier in Form einer 2x2-Matrix angeordneten weißen, oberflächenmontierten LED-Chips 7 und eine darunter direkt angrenzende zweite LED- Gruppe 6 mit ebenfalls vier in Form einer 2x2-Matrix angeordneten weißen, oberflächenmontierten LED-Chips 8 angeordnet. Die LED-Chips 7 bzw. 8 sind also in zwei Reihen mit jeweils zwei Elementen angeordnet. Die Oberflächen der LED-Chips 7 bzw. 8 entsprechen in etwa den Emitterflächen und sind nicht einzeln gehaust. Die Emitteroberfläche der LED-Chips 7 unterscheidet sich von der Emitteroberfläche der LED-Chips 8 da- hingehend, dass sie breiter und flacher ausgestaltet ist. Die Chipreihen können allgemein symmetrisch oder unsymmetrisch gestaltet sein, als auch gleich groß oder unterschiedlich groß sein und eine gleiche oder unterschiedliche Zahl von Chips beinhalten oder sogar jeweils nur einen Chip aufweisen. Die Leuchtdioden 7,8 der unterschiedlichen Gruppen 5, 6 können ebenfalls unterschiedlich ausgestaltet sein, z. B. bezüg- lieh einer Anzahl der Leuchtdioden, Leuchtstärke der Leuchtdioden, Größe der Emitterfläche und Anordnung der Leuchtdioden.
Auf der Leiterplatte 3 ist ferner eine Ansteuerelektronik 9 in Form eines elektronischen Treiberbausteins vorhanden, welcher einer Ansteuerung der LED-Gruppen 5,6 bzw. der denen zugehörigen LEDs 7,8 dient. Mittels der Ansteuerelektronik 9 sind die beiden LED-Gruppen 5,6 unabhängig voneinander ansteuerbar, z. B. einzeln oder gemeinsam aktivierbar. Beim Ak- tivieren einer LED-Gruppe 5,6 werden die dieser Gruppe 5,6 zugehörigen LEDs 7 bzw. 8 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleichartig angesteuert bzw. betrieben. Dabei wird mittels der Ansteuerelektronik bzw. mittels des Treibers 9 vor allem eine Leuchtstärke der LED-Gruppen 5 bzw. 6 durch Einstellen eines durch die LED-Chips 7 bzw. 8 geleiteten Betriebsstroms eingestellt. Alternativ können bestimmte LED-Chips 7,8 einer Gruppe 5,6 aktiviert und deaktiviert werden. Nicht weiter eingezeichnet sind weitere zum Betrieb der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 1 vorgesehene Element, wie Kabel, Leiterbah- nen usw.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel dient die erste Gruppe 5 sowohl zur Bereitstellung einer Nebellichtfunktion bzw. als Nebelscheinwerfer-Lichtquelle und zur Bereitstellung einer Tag- fahrlichtfunktion bzw. als Lichtquelle für ein Tagfahrlicht. Die untere, zweite LED-Gruppe 6 weist eine Tagfahrlichtfunktion auf, d. h., dass sie zur Erzeugung eines Tagfahrlichts dient .
FIG IB zeigt die LED-Gruppen 5,6 der Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 1 zusätzlich mit einer diesen nachgeschalteten gemeinsamen Linse 10, die als Sekundäroptik dient, wie weiter unten genauer in Bezug auf FIG 4 beschrieben wird. Mittels der Linse 10 wird das von den LED-Gruppen 5,6 bzw. den darin enthaltenen Leuchtdioden 7,8 erzeugte Licht zur Erzeugung eines zugehörigen Be- bzw. Ausleuchtungsbereichs vor dem Fahr- zeug abgebildet. Insbesondere wird dadurch eine maximale Kontur des beleuchteten Bereichs festgelegt. Nicht gezeigt, aber optional vorhanden können weitere Abbildungsformen der Elemente sein, wie beispielsweise eine Primäroptik, eine Blende usw.
FIG 2A zeigt einen ausgeleuchteten Bereich 11 bei Aktivierung nur der ersten Gruppe 5 von Leuchtdioden für eine Nebellichtfunktion. FIG 2B zeigt eine analoge Darstellung, bei der jedoch die zweite Gruppe 6 bzw. deren Leuchtdioden aktiviert ist. FIG 2C zeigt den beleuchteten Bereich bei gemeinsamer Aktivierung beider Gruppen 5,6.
Bei angeschaltetem Nebel (scheinwerfer) licht durch die erste Gruppe 5 gemäß FIG 2A sind die Anforderungen an ein Nebel- licht bereits erfüllt. Die erste Gruppe 5 leuchtet dazu mit maximaler Leuchtstärke, indem sämtliche vier LED-Chips maximal bestromt werden.
Hingegen wird bei alleiniger Aktivierung der zweiten Gruppe 6 gemäß FIG 2B noch keine Anforderung an eine Beleuchtungsart, z. B. ein Tagfahrlicht oder ein Fernlicht, erfüllt.
Erst wenn, wie in FIG 2C gezeigt, die erste Gruppe 5 und die zweite Gruppe 6 gemeinsam aktiviert sind, werden die Anforde- rungen an eine weitere Beleuchtungsart, z. B. ein Tagfahrlicht oder ein Fernlicht, erfüllt.
Zur Erfüllung einer Tagfahrlichtfunktion ist die Leuchtstärke der ersten Gruppe 5 im Vergleich zur Aktivierung der Nebel- lichtfunktion weit schwächer eingestellt ("gedimmt"), um ein Blenden des Gegenverkehrs auszuschließen bzw. den Anforderungen der entsprechenden Regelung zu entsprechen. Das Dimmen der ersten Gruppe 5 kann entweder durch ein Dimmen aller LEDs dieser Gruppe geschehen, durch Dimmen einzelner LEDs dieser Gruppe oder durch ein selektives Ausschalten einzelner LEDs. Gleichzeitig ist die Lichtstärke der zweiten LED-Gruppe 6 e- benfalls so schwach, dass ein Blenden bei gleichzeitig guter Sichtbarkeit ausgeschlossen ist. Vorzugsweise ist die erste Gruppe 5 so weit heruntergedimmt , dass sich über den gemeinsam beleuchteten Bereich 11,12 keine sprunghafte Intensitätsänderung an der Grenze des durch die erste LED-Gruppe 5 er- zeugten Beleuchtungsbereichs 11 ergibt. Zur Beibehaltung einer möglichst homogenen Lichtstärkeverteilung im Beleuchtungsbereich 11, welcher durch die erste LED-Gruppe 5 erzeugt wird, wird es bevorzugt, wenn alles LEDs der ersten Gruppe 5 aktiviert, aber gedimmt sind.
Zur Erfüllung einer Fernlichtfunktion ist die Leuchtstärke der ersten Gruppe 5 im Vergleich zur Aktivierung der Nebellichtfunktion unverändert. Gleichzeitig sind auch die LEDs der zweiten LED-Gruppe 6 maximal bestromt. Um die Wärmever- luste des Systems zu verringern, können einzelne LEDs der Gruppe 5 gedimmt oder abgeschaltet werden, wobei bevorzugt diejenigen LEDs gedimmt oder abgeschaltet werden, welche Licht im Außenbereich der Lichtverteilung erzeugen und nicht zwingend für eine Fernlichtfunktion benötigt werden. Gleiches gilt für die LEDs der Gruppe 6.
Mittels der gezeigten Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung können somit mindestens die drei beschriebenen Lichtfunktionen, nämlich Tagfahrlicht, Nebellicht und Fernlicht, bei sehr gerin- gern Platzbedarf und aufgrund eines geringeren Verdrahtungsaufwands geringeren Kosten bereitgestellt werden.
Die Form der Ausleuchtbereiche 11,12 entspricht, höhenvertauscht, im Wesentlichen der Form der Emitterflächen der LED- Gruppen 5,6. Alternativ kann die abbildende Optik die Form und Intensitätsverteilung usw. der Emitterflächen ändern. Beispielsweise kann symmetrische Emitterfläche zu einer Seite verbreitert abgebildet werden, um eine Seitenbeleuchtung zu verbessern und / oder ein Kurvenlicht bei einfacher Lichtemitterform zu ermöglichen. Auch können beispielsweise bestimmte Flächenanteile des Ausleuchtbereichs mit höherer In- tensität beleuchtet werden als andere.
FIG 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 13, bei der nun im Gegensatz zur Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 1 aus FIG 2 die Emitterfläche der ersten Gruppe 14 von vier in 2x2-Matrixform angeordneten Leuchtdioden nicht mehr bezüglich der zweiten Gruppe 6 symmetrisch angeordnet ist, sondern sich zu einer Seite hin weiter erstreckt als zu einer anderen Seite hin. In der gezeigten Abbildung wird dadurch ein nach rechts erweiterter Be- leuchtungsbereich 15 erzeugt. Eine solche Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 13 kann insbesondere dazu benutzt werden, speziell bei Einbau auf einer rechten Seite eines Fahrzeugs, einen rechten Rand stärker auszuleuchten. Dies kann insbesondere dazu verwendet werden, die Fahrzeugbeleuchtungsvorrich- tung 13 zusätzlich mit einer Abbiegelichtfunktion zu nutzen.
Zur Erzeugung eines Nebellichts (Nebellichtfunktion) würden weiterhin die vier Leuchtdioden-Chips der ersten LED-Gruppe 14 maximal bestromt werden. Zur Erzeugung eines Tagfahrlichts würde die zweite LED-Gruppe 6 mit vergleichsweise geringer Lichtstärke strahlen; bei der ersten LED-Gruppe 14 könnten dann alle LEDs oder nur die beiden rechten LEDs voll oder ge- dimmt aktiviert sein. Zur Erzeugung eines Kurvenlichts können beispielsweise im Geradeauslauf keine oder nur die beiden rechten LEDs aktiviert sein, welche einen Teilbereich weiter zur Fahrbahn hin ausleuchten, während zur Kurvenfahrt alle oder nur die beiden linken LEDs der ersten Gruppe 14 hinzugeschaltet werden, welche einen Teilbereich weiter zum Rand hin ausleuchten. Die Leuchtstärke des Kurvenlichts ist entweder festgelegt oder variabel einstellbar. In einem Fahrzeug würde sinnvollerweise auf der linken Seite, z. B. im Zusammenhang mit einem linken Fahrzeugscheinwerfer, eine entsprechend seitenverkehrte Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung eingebaut sein, welche den linken Rand stärker aus- leuchtet.
FIG 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 16, bei der nun zwischen den LED- Gruppen 5, 6 und der Linse 10 eine weitere Optik ("Primärop- tik") 17 angeordnet ist. Die Primäroptik 17 dient hier insbesondere einer Intensitäts- und / oder Farbhomogenisierung des von den LED-Gruppen 5,6 abgestrahlten Lichts, als auch einer ersten Formung des Abbildungsbereichs bzw. Ausleuchtungsbe- reichs. Dazu ist die Primäroptik 17 hier als pyramidenstumpf- förmiger Glaskörper mit rechteckiger Grund- und Deckfläche ausgestaltet. Alternativ sind z. B. ein CPC-Körper eine konvexe oder konkave Linse, eine Fresnel-Linse einsetzbar. Auch kann die Primäroptik opak, ganz oder teilweise farbfilternd oder transparent ausgestaltet sein, oder bereichsweise licht- undurchlässig gestaltet sein, die Grund- und Deckfläche kann bezüglich der Emitterflächen (Chip- bzw. Gruppen-Anordnung) und der Lichtfunktion optimiert werden und von einer rechteckigen Geometrie abweichen.
FIG 5 zeigt die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung 1 mit einem parabelförmigen Reflektor 18, welcher dazu dient, von den LED-Gruppen 5, 6 seitlich abgestrahltes Licht, welches nicht auf die Linse 10 fällt, so zu reflektieren, dass zur Beleuchtung verwendet werden kann. Dazu kann das Licht entweder an der Linse 10 vorbei oder auf die Linse 10 reflektiert werden. Dadurch wird eine Lichtausbeute verbessert. Der Reflektor kann alternativ beispielsweise in Form eines Freiformreflektors vorliegen. Es kann bzw. können auch eine oder mehrere - nicht gezeigte - Primäroptik (en) vorhanden sein.
FIG 6A zeigt eine mögliche Verschaltung dreier Sätze A, B und C von Leuchtdioden, deren geometrische Anordnung in FIG 6B gezeigt ist. Beispielsweise können die Sätze A und B einer ersten LED-Gruppe entsprechen und der Satz C einer zweiten LED-Gruppe in Anlehnung zu FIG 1.
Während die Sätze B und C elektrisch parallel geschaltet sind, sind beide bezüglich Satz A in Reihe geschaltet. Die Sätze A, B und C sind zwischen einen Ausgang eines Treibers 7 und einen Masseanschluss GND geschaltet. Zwischen Satz A einerseits und die parallel geschalteten Sätze B und C anderer- seits ist ein Kippschalter in Form eines elektronischen Schalters, insbesondere Transistors 19, eingefügt, so dass ein Strompfad zwischen den beiden parallelen Zweigen bezüglich der LED-Sätze B und C umgeschaltet werden kann. In anderen Worten kann ein Stromfluss umgeschaltet werden zwischen einem Stromfluss durch den LED-Satz A und den LED-Satz B einerseits und den LED-Satz A und den LED-Satz C andererseits. Die Last jeder der Gruppen ist im Wesentlichen gleich, so dass beim Umschalten zwischen den beiden LED-Sätzen B und C die Last über den gesamten Strom-Pfad im Wesentlichen kon- stant bleibt. Dadurch kann eine Ansteuerschaltung mit konstanter Laststeuerung verwendet werden, was eine weitere Kostenverringerung ergibt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass im Wesentlichen gleichartige LEDs in gleicher Zahl bezüglich der LED-Gruppen B und C verwendet werden. Alternativ kann selbstverständlich jeder Satz A, B, C mit einem separaten Treiber versehen werden, was jedoch kostenintensiv und aufwändig ist.
Mit dieser Schaltung kann beispielsweise mit besonders wenig Aufwand unter Verwendung einer Konstantstromquelle, insbesondere einer einfachen Spannungsquelle, zwischen einem Nebellicht und einem Fernlicht umgeschaltet werden. Das Nebellicht wird durch die Sätze A und B erzeugt, während das Fernlicht durch die Sätze A ('halbierter' Nebellicht-Ausleuchtbereich) und C erzeugt wird. Dabei wird vorausgesetzt, dass die LEDs eine gleiche Aufnahmeleistung aufweisen. Befindet sich das System im Nebellicht-Modus, ist das LED- System so ausgelegt, dass die vier genutzten Chips maximal bestromt werden können, ohne das System zu überhitzen. Wird der für das Fernlicht notwendige Satz C aktiviert, könnte das Kühlkonzept möglicherweise überlasten (System bzw. Chip wird zu heiß) . Aufgrund des Abschaltens des Satzes B kann aber das Wärmeaufkommen konstant gehalten werden, so dass die LEDs nicht zu heiß werden. Bei Verwendung einer Stromquelle mit variabler Leistung kann hier auch ein Dimmen durchgeführt werden, bei dem alle LEDs eines Schaltzustands gleich bestromt werden.
FIG 7 zeigt eine mögliche unabhängige Schaltung zweier LED- Sätze anhand der LED-Gruppen 5,6 aus FIG 2, welche sich auf beliebig viele LED-Gruppen auf einfache Weise erweitern lässt. In der gezeigten Ausführung sind alle LED-Gruppen 5,6 zwischen einen Ausgang eines Treibers 7 und Masse GND in Reihe geschaltet, wobei zu jeder LED-Gruppe 5,6 ein einfacher Schalter 20 parallel geschaltet ist. Bei geöffnetem Schalter 20 fließt Strom in dem zu der LED-Gruppe 5,6 zugehörigen Abschnitt durch die entsprechenden Leuchtdioden 7 bzw. 8, während bei geschlossenem Schalter 20 der Strom über den Schalter 20 geleitet wird ("kurzgeschlossen wird") . Eine solche Schaltung kann beispielsweise mittels eines Treibers 7 mit variabler Last realisiert werden. Zur Stromsparung ist in jedem mit einem Schalter 20 versehenen Zweig ein Widerstand vorhanden. Vorzugsweise entspricht der Widerstandswert eines solchen Widerstands im Wesentlichen dem Lastwiderstand der zugehörigen LED-Gruppe 5,6, so dass auch bei einem geschlos- senen Schalter 20 bzw. mehreren geschlossenen Schaltern 20 eine im wesentlichen konstante Last vorliegt; in diesem Fall kann auch ein Treiberbaustein mit konstanter Last verwendet werden, was besonders preiswert ist.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, so ist die Zahl und Anordnung der Leuchtdioden auch anders realisierbar. Beispielsweise mag eine LED-Gruppe nur eine einzige Leuchtdiode aufweisen oder mehrere Leuchtdioden beliebiger Zahl, d. h., 2 oder mehr Leuchtdioden. Auch muss die Anordnung der Leuchtdioden nicht rechteckig, d. h., in Matrixform, vorlie- gen. Ferner kann statt eines weißen Tagfahrlichts beispielsweise auch ein gelbes Tagfahrlicht erzeugt werden. Als Leuchtdiode kann beispielsweise eine weiße Leuchtdiode bzw. weiße Leuchtdioden verwendet werden, oder es kann ein Cluster aus verschiedenfarbigen Leuchtdioden verwendet werden, die zusammen, gegebenenfalls mittels einer dazu ausgestalteten Optik, ein weißes Mischlicht ergeben. Die Verwendung eines LED-Clusters weist den Vorteil auf, dass die Leuchtfarbe variabel einstellbar ist.
Die gezeigte Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung kann mit LED- Modul, Optik(en), ggf. einem Gehäuse und / oder einem aktiven oder passiven Kühlelement (z. B. einem mit Kühlrippen ausgestalteten Kühlkörper) , Verdrahtung, elektrischen Anschlüssen und so weiter auch als LED-System bezeichnet werden. Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung bzw. das LED-System können Teil einer Lampe sein oder eine Lampe darstellen. Die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung oder die Lampe kann in einen Fahrzeugscheinwerfer verbaut werden, welcher wiederum in ein Fahrzeug verbaut werden kann.
Auch kann die Primäroptik beispielsweise auch als Körper aus einem anderen transparenten Material hergestellt sein.
Bezugs zeichenliste
1 FahrzeugbeleuchtungsVorrichtung
2 LED-Modul 3 Leiterplatte
4 Submount
5 erste LED-Gruppe
6 zweite LED-Gruppe
7 LED-Chip 8 LED-Chip
9 Ansteuerelektronik;
10 Linse
11 Ausleuchtungsbereich
12 Ausleuchtungsbereich 13 Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
14 ersten Gruppe
15 Ausleuchtungsbereich
16 FahrzeugbeleuchtungsVorrichtung
17 Primäroptik 18 Reflektor
19 Transistor
20 Schalter
A Satz von Leuchtdiode (n) B Satz von Leuchtdiode (n) C Satz von Leuchtdiode (n) GND Masseanschluss

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) mit mindestens zwei Halbleiter-Leuchtelementen (7; 8), wobei die Fahr- zeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) mindestens eine erste Leuchtelement-Gruppe (5; 14) und eine zweite Leuchtelement-Gruppe (6) mit jeweils mindestens einem Halbleiter-Leuchtelement (7; 8) aufweist, wobei die Leuchtelement-Gruppen (5; 14) selektiv ansteuerbar sind und die erste Leuchtelement-Gruppe (5; 14) mindestens eine Nebellichtfunktion aufweist, wobei die erste Leuchtelement-Gruppe (5; 14) und die zweite Leuchtelement-Gruppe (6) eine Tagfahrlichtfunktion aufweisen.
2. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch
1, bei der die erste Leuchtelement-Gruppe (5; 14) während der Aktivierung der Tagfahrlichtfunktion mit geringerer Leuchtstärke leuchtet als bei einer Aktivierung der Ne- bellichtfunktion.
3. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch
2, bei der die zweite Leuchtelement-Gruppe (6) in der Tagfahrlichtfunktion mindestens einen Bereich (12) aus- leuchtet, der in einem Dunkelbereich der Nebellichtfunktion der ersten Leuchtelement-Gruppe (5; 14) liegt.
4. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Leuchtelement- Gruppe (5; 14) und die zweite Leuchtelement-Gruppe (6) eine Fernlichtfunktion aufweisen.
5. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine dritte Leuchtelement-Gruppe und / oder eine vierte Leuchtelement-Gruppe mit jeweils mindestens einem Halbleiter- Leuchtelement, welche eine Kurvenlichtfunktion für eine jeweils entgegengesetzte Lenkbewegung und / oder eine Nebellichtfunktion aufweisen.
6. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 5, bei der die dritte Leuchtelement-Gruppe und die vierte Leuchtelement-Gruppe jeweils mehrere Halbleiter- Leuchtelemente aufweisen, die jeweils mindestens abhängig von einem zugehörigen Lenkeinschlag aktivierbar sind.
7. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die erste Leuchtelement- Gruppe (14) zusätzlich eine Kurvenlichtfunktion aufweist .
8. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 7, bei der mindestens die erste Leuchtelement-Gruppe (14) mehrere Leuchtelemente aufweist, die unabhängig von den anderen Leuchtelementen der ersten Leuchtelement- Gruppe (14) und in mehreren Stufen aktivierbar sind.
9. FahrzeugbeleuchtungsVorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 7 oder 8, bei der bei zusätzlicher Aktivierung mindestens einer der Leuchtelemente der ersten Leuchtelement- Gruppe (5; 14) ein zugehöriger Ausleuchtungsbereich (15) vergrößert wird, insbesondere seitlich verbreitert wird.
10. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest die erste Leuchtelement-Gruppe (5; 14) und die zweite Leuchtelement-Gruppe (6) kein gemeinsames Halbleiter- Leuchtelement aufweisen.
11. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Halbleiter-Leuchtelement mindestens einen Leuchtdioden-Chip (7; 8) umfasst.
12. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die mindestens eine Leuchtdiode einen Satz verschiedenfarbig leuchtender Leuchtdioden, insbesondere Leucht- dioden-Chips umfasst, die so ansteuerbar sind, dass ihr Licht ein weißes Mischlicht ergibt.
13. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei welcher dem Satz von Leuchtdioden eine diesen Leuchtdioden gemeinsame Optik nachgeschaltet ist.
14. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leuchtelemente (7; 8) mindestens einer der Leuchtelement-Gruppen in min- destens einer Reihe angeordnet sind.
15. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 14, bei der die Leuchtelemente (7; 8) mindestens zweier der Leuchtelement-Gruppen (5; 6) in jeweils mindestens einer Reihe angeordnet sind und die Reihen dieser Leuchtelement-Gruppen (5; 6) parallel zueinander angeordnet sind, insbesondere in waagerechter Anordnung untereinander oder in senkrechter Anordnung nebeneinander.
16. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Halbleiter- Leuchtelemente (7; 8) mindestens der ersten Leuchtelement-Gruppe (5; 14) und der zweiten Leuchtelement-Gruppe (6) auf einem gemeinsamen Substrat (2; 3) montiert sind.
17. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Ausleuchtbereich (15) der ersten Leuchtelement-Gruppe (14) bezüglich einer seitlichen Erstreckung unsymmetrisch ist.
18. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens eine mindestens einem Halbleiter-Leuchtelement (7; 8) nachgeschaltete Optik (10; 17; 18) zur Gestaltung einer Lichtverteilung des von dem mindestens einen Halbleiter- Leuchtelement (7; 8) abgestrahlten Lichts.
19. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch
18, bei der die mindestens eine Optik (17) zur Homogenisierung des von dem mindestens einen Halbleiter- Leuchtelement (7; 8) abgestrahlten Lichts ausgestaltet ist.
20. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der
Ansprüche 18 oder 19, bei der die mindestens eine Optik (10; 17; 18) zur bereichsweisen Konzentration des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement (7; 8) abgestrahlten Lichts ausgestaltet ist.
21. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der die mindestens eine Optik eine abbildende Optik (10; 17 ; 18 ), insbesondere Linse (10), zur Abbildung des von dem mindestens einen Halbleiter-Leuchtelement (7; 8) abgestrahlten Lichts auf den zugehörigen Ausleuchtbereich (11; 12; 15) umfasst.
22. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei der die Optik einen Reflektor
(18) umfasst.
23. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei der die Optik einen Lichtleiter (17) umfasst.
24. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 18, aufweisend mindestens eine erste Optik (17) nach einem der Ansprüche 28 bis 32 und mindestens eine der min- destens einen ersten Optik (17) nachgeschaltete zweite Optik (10; 18) nach Anspruch 32.
25. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der bei angeschalteter Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) bei zumindest zwei, insbesondere allen, Beleuchtungsarten eine im we- sentlichen gleiche Last der Halbleiter-Leuchtelemente (7; 8) vorliegt.
26. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 25, bei der bei angeschalteter Fahrzeugbeleuchtungsvor- richtung (1;13;16) bei zumindest zwei, insbesondere allen, Beleuchtungsarten eine gleiche Zahl von Halbleiter- Leuchtelementen (7; 8) aktiviert ist.
27. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 26, bei der mindestens zwei Sätze (B, C) von Leuchtelementen elektrisch parallel geschaltet sind, die einer jeweiligen Beleuchtungsart zugehörig sind, wobei zum Schalten zwischen den Beleuchtungsarten zwischen den Sätzen (B, C) umgeschaltet wird.
28. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 27, bei der zumindest zweien der elektrisch parallel geschalteten Sätzen (B, C) von Leuchtelementen mindestens ein weiterer Satz (A) von Leuchtelementen elektrisch in Reihe geschaltet ist.
29. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei der die Leuchtelement-Gruppen
(5; 6) elektrisch in Reihe geschaltet sind und zu jeder Leuchtelement-Gruppe (5; 6) mindestens ein Schalter (20) parallel geschaltet ist.
30. Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) nach Anspruch 29, bei der zu mindestens einem Schalter (20) mindestens ein Widerstand elektrisch in Reihe geschaltet ist, insbesondere mit einem Widerstandswert, welcher einem Last- widerstand der zugehörigen Leuchtelement-Gruppe entspricht .
31. Leuchte zum Einsatz in einen Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung
(1;13;16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
32. Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Leuchte nach Anspruch 31 oder mindestens einer Fahrzeugbeleuchtungs- Vorrichtung (1;13;16) nach einem der Ansprüche 1 bis 30.
33. Fahrzeug mit mindestens einem Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 32.
34. Fahrzeug mit mindestens zwei Fahrzeugscheinwerfern nach Anspruch 33, deren Ausleuchtbereiche der zugehörigen Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1;13;16) bei aktivierter Nebellichtfunktion seitenverkehrt unsymmetrisch sind.
35. Fahrzeug nach Anspruch 34, bei dem bei angeschaltetem Nebellicht die Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtungen (l;13;lδ) ihren jeweiligen maximalen Nebellicht-Ausleuchtbereich beleuchten, - bei angeschaltetem Nebellicht die eine Nebellichtfunktion aufweisenden Leuchtelement-Gruppen mit maximaler Leuchtintensität strahlen und bei ausgeschaltetem Tagfahrlicht bei Kurvenfahrt zumindest die eine Nebellichtfunktion aufweisenden Leuchtelement-Gruppen, welche einen sich in die
Lenkrichtung weiter seitlich erstreckenden Ausleuchtbereich aufweist, einen gegenüber dem Geradeauslauf in Lenkrichtung seitlich verbreiterten Ausleuchtbereich beleuchtet.
PCT/EP2009/003827 2008-05-28 2009-05-28 Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei halbleiter-leuchtelementen WO2009144024A1 (de)

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