WO2016096608A1 - Led-träger mit einer led und leuchte mit einem derartigen led-träger - Google Patents

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WO2016096608A1
WO2016096608A1 PCT/EP2015/079270 EP2015079270W WO2016096608A1 WO 2016096608 A1 WO2016096608 A1 WO 2016096608A1 EP 2015079270 W EP2015079270 W EP 2015079270W WO 2016096608 A1 WO2016096608 A1 WO 2016096608A1
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Jürgen HAGER
Stephan Schwaiger
Oliver Hering
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Osram Gmbh
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    • F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
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Definitions

  • the invention relates to an LED carrier which is equipped with at least one LED, according to the preamble of claim 1, and of a luminaire according to claim 15.
  • this technology may offer similar design and construction advantages over traditional light sources such as halogen and gas discharge lamps, it is still mostly limited to 2D boards with a planar array.
  • This arrangement of the light sources results in design, light and space constraints. More freedom in terms of design and space utilization can be achieved by a three-dimensional arrangement of multiple boards.
  • Such a solution can be used for example in a headlight.
  • a 3D design deviating from the 2D design is realized by interconnecting flexible conductor sheets and three-dimensionally shaped steps, shoulders, chambers or heat sinks in die-cast aluminum or plastic injection-molded parts.
  • the object of the present invention is therefore to provide an LED carrier which offers a high degree of freedom for adaptation to design and installation space situations.
  • the first object is achieved by an LED carrier according to claim 1, the second by a lamp according to claim 15.
  • Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
  • An LED carrier has two sides. A first of its pages is equipped with at least one LED. On the same, first side at least a first optics is also arranged, via which a beam path of the LED is deflected. According to the invention, the LED carrier has at least one through-hole, which separates it from the first side through to a second, in particular opposite side interspersed.
  • the first and second sides of the LED carrier are preferably formed on a circuit board.
  • the board may be, for example, a metal core board or a FR4 board.
  • the LED can be applied, for example, as a surface-mounted-device (SMD) LED or as a laser chip.
  • the board can for example be designed as a standard 2D board.
  • the first optic is referenced on the first side of the LED in such a way that the deflected beam path or paths through the
  • the first optics collects the light from the LED.
  • the through-hole may be shaped in response to requirements imposed on the virtual light source be. For example, it may be designed as a function of a required form factor or aspect ratio.
  • the through-hole can be introduced directly into the LED carrier by drilling or milling or scraping.
  • a second optical system is arranged on the second side of the LED carrier, via which the beam path of the at least one LED emerging from the through-passage recess can be deflected once more.
  • the light of the virtual light source provided via the through-hole on the second side can be directed even more targeted to a desired light field.
  • a first main emission direction of the first optics may be aligned parallel or in an adjusted manner to a second main radiation direction of the second optics.
  • the two directions mentioned are defined in this regard, for example, in a reference plane to which the through-hole extends approximately normally.
  • a directional component of the first main emission direction may be directed to a directional component of the second main emission direction, or may be directed opposite or orthogonal.
  • the corresponding orientation is preferably realized by a relative arrangement of the first to the second optics. In this way, different light fields can be extremely flexible from those of the second optics deflected beam paths are illuminated.
  • the first page is equipped with multiple LEDs. These may be isolated or ordered, in particular arranged in a matrix.
  • each LED can be assigned an individual first optics.
  • the second optics arranged on the second side it is also possible for a plurality of LEDs present on the first side to have a common second optics associated therewith either on the second side or for each of the LEDs or at least some of the LEDs on the second one Side is assigned in each case an individual, second optics, via which the respective beam path of the respective LED is deflected.
  • Through hole can be.
  • the cross-section of the optical paths reflected by the first optical system may of course be greater than the cross-section of the through-hole, so that the through-passage shadows a part of the light emitted by the LED or the LEDs.
  • the passage recess preferably has a shape adapted to the respective lighting application. This not only affects their lateral boundary, but also the configuration of the through-hole with respect to a course of its cross-section in
  • Extension direction a slope or inclination of a lateral surface of the through-hole, etc.
  • a slope or inclination of a lateral surface of the through-hole etc.
  • an adaptation to the prevailing lighting and optical conditions of the lighting application such as a number and size of the LED light sources, a difference of the LED light sources or Etendue the LED light sources.
  • the respective first and / or second optics have a lens and / or a reflector.
  • the through-passage can have a further optical element, for example a light guide or a remote phosphor system. So is In principle, the use of other LED technologies than SMD light sources possible. For example, a LARP system - Laser Activated Remote Phosphor - can be used. Also, the through-hole may be provided with a remote phosphor as an optically active element which can be excited by laser light and is reusable, for example, as white light.
  • LEDs of different colors for example blue, red, green, or yellow can be used.
  • white LEDs can be equipped, which contain a converting phosphor.
  • a preferably switchable cover element in particular a shutter, can be provided in a further development on the LED carrier, of which the through-passage, depending on a desired light function of the LED support, at least partially coverable.
  • a lamp in particular a vehicle lamp, for example a front or rear headlamp of a vehicle, is preferably provided with an LED carrier which is configured according to at least one aspect of the preceding description.
  • the first optics on an ellipsoidal collector reflector as it finds etechnischssystemen example, in AM Proj use.
  • the beam paths of the at least one LED in the through-hole are collected via the collector reflector and a
  • the intensity distribution can be controlled via a shaping of a free-form surface and one or more guide curves of the collecting reflector.
  • simpler components such as Compound Eliptic Concentrators (CEC) and / or Angle Rotators (AR) can also be used as the first optics.
  • CEC Compound Eliptic Concentrators
  • AR Angle Rotators
  • the LED carrier or the circuit board is attached to one or more heat sinks.
  • the attachment can be done for example via screws or rivets or a clamp or a mount in a groove.
  • the luminaire or the LED carrier can be exposed to an air flow or fluid flow, in particular exposed.
  • the heat sink or in the direction of movement of the vehicle for example, on a vehicle front, be arranged, which advantageously waste heat of the or the heat sink is usable for defrosting a cover of the lamp.
  • such a heat sink can act as a diaphragm for unwanted scattered light and / or serve as a visible design element.
  • the LED carrier or the circuit board can be inserted with one or more edges in a recess, in particular a groove, one or more heat sinks.
  • these can be arranged on different, in particular opposite, or on both sides of the LED carrier or the circuit board (first and second side).
  • the heat sinks are arranged at the rear of the first and / or the second optics, so that they leave the or the beam paths unaffected.
  • the first optics can be connected to each other or integrally formed. Alternatively, they can be separated from each other, formed in several pieces.
  • the luminaire or the LED carrier has a one-piece heat sink or a plurality of mutually separate heat sinks.
  • the luminaire or the LED carrier has a one-piece heat sink or a plurality of mutually separate heat sinks.
  • multiple LEDs or SMD light sources they can be identical to each other or different in shape, color and / or luminous flux, whereby, for example, a color mixture or an intensity curve of the Through hole represented, virtual
  • Light source can be influenced.
  • LEDs for example, three, four or more, they may be arranged approximately star-shaped with respect to the through-hole, wherein the main emission of the first optics, which are each associated with an LED, then essentially point to the through-hole.
  • a virtual light source in particular white light
  • a virtual light source can be mixed by bundling the plurality of different beam paths in the through-hole.
  • a number of the LEDs on the first side of the LED carrier is in principle not limited.
  • the different sections of the second optics may be assigned different light functions of the LED carrier or of the luminaire.
  • the sections may be associated with, for example, a dipped beam and a high beam or they are supplied due to the difference in color of the LEDs used with different light colors.
  • the sections are separated by dark, unirradiated sections or that they intersect in sections. Released sections could then be illuminated by other LEDs or light sources.
  • the sections With respect to a horizontal plane, the sections may be above and below this plane, or may be with respect to a vertical plane to the right and left of that plane.
  • an angle rotator can be used as an alternative to an ellipsoidal reflector. This is designed for example as a 180 ° angle rotator.
  • a development of the lamp has two or more LED carrier.
  • two LED carriers for example, in the field of vehicle lighting, a dual bi-reflector design with, for example, a total of four independently operating far-field reflectors can be realized.
  • Two of the far-field reflectors are each supplied with a reflector of the primary optics and can, for example, provide a different light distribution or color. Also, the distribution of two or more
  • Farfield reflectors are superimposed in order to obtain more freedom in the expression of the light distribution.
  • a combination of low beam, high beam, DRL and an additional high beam can be achieved with a one-sided equipped board.
  • the luminaire can also be realized as a combination of dipped beam (two reflectors) and high beam and DRL.
  • An extension of the principle to three combined bi-reflector systems, or more, is of course possible.
  • the respective far-field reflectors can be arranged in a lamp designed as a headlight, for example at the same depth, or they can be staggered in depth be arranged to realize a haptic 3D effect in the view of the headlamps.
  • the LEDs can be arranged in a row or an "array."
  • the light of the array can be collected and generated via the first optics, in particular the first reflector In this way, a matrix-beam-like system and / or an AFS functionality can be created.
  • the arrangement of the LEDs in series or in the array can also be used in particular in combination with said cover element, in particular if the LEDs of the row or the array are not or only partially individually switchable.
  • the plurality of LEDs, or at least some of them can be switched individually.
  • the first optic is formed via a reflector and the second optic is formed at least via a lens.
  • the second optic is configured via a reflector and via a lens.
  • a luminous field of the reflector of the second optics is smaller or approximately equal to a luminous field of the lens. In a variant of this, the luminous field of the reflector of the second optic is larger than the luminous field of the lens of the second optic.
  • the through-passage is formed via or on a through-passage component inserted in the LED carrier. This can be up or clipped, glued and / or screwed into the LED carrier or board.
  • the LED may be a blue laser diode from which the first optic is irradiated.
  • the remote phosphor then partially converts the blue laser radiation and creates a white, virtual light source in the through-hole or through-hole component.
  • the LED can have an attachment optics which adapts the beam paths emitted by the LED in angle and area to the first optics.
  • a transmissive material such as a light pipe or a mixing rod may be incorporated therein.
  • the transmissive material may also be formed as a lens. In one development, this can be translationally movable in the through-hole or in the through-hole recessed component. It is also possible to introduce scattering centers or dull areas into the transmissive material.
  • a light guide is used as a second optic alternatively or in addition to the lens and / or reflector.
  • the optical waveguide can be provided directly with outcoupling structures in order, for example, to realize a light distribution suitable for a vehicle.
  • the light guide may have a linear, in particular cylindrical extension. Alternatively, it may vary in thickness and shape along its length. In particular, it may be curved, have curves or be arranged / extending three-dimensionally in space.
  • the light guide can be used as a feeder to another optical element.
  • the light guide may be formed for example by a glass fiber. In particular, this is again the use with LARP.
  • the first optic is designed as a reflector and spans a half-space in
  • the LED carrier has the through-recessed component with an auxiliary reflector attached thereto, which is arranged on the first side. In addition, it has an attached to vitellsaus Principleungsbauteil, second
  • FIGS. 1 to 5 exemplary embodiments of luminaires with different heat sink concepts
  • FIGS. 7 to 9 embodiments of luminaires with bundled beam paths of a plurality of LEDs
  • FIGS 13 and 14 embodiments of lights with several, independent
  • 15 shows an embodiment of a luminaire with a covering function
  • 16 shows an embodiment of a luminaire with an LED matrix
  • Fig. 20 shows a selection of possible embodiments of through-holes of LED carriers of the lights
  • FIG. 1 shows a lamp 1, which is designed as a headlight of a vehicle.
  • An emission direction of the luminaire 1 is symbolized in FIG. 1 by the arrow running from left to right.
  • a direction of movement of the vehicle in forward travel corresponds to the Z coordinate of the coordinate system shown in FIG.
  • the luminaire 1 has an LED carrier 4 designed as a circuit board with a first side 4a and a second side 4b.
  • the LED carrier 4 is equipped with an LED 6.
  • Fixed to the first side 4a is configured as an ellipsoidal reflector first optics 12, which collects the light emitted by the LED 6 light.
  • the LED carrier 4 has a through-passage 9, from which it is penetrated from the first side 4a to the second side 4b.
  • a second optic 2 designed as an ellipsoidal reflector is fastened to the LED carrier 4.
  • the first reflector 12 collects the light of the SMD LED 6 and throws it through the through-hole 9 in this way forms on the second side 4b of the LED support. 4 a virtual light source 5 off. In the exemplary embodiment shown, this is smaller in its extent than a diameter of the passage recesses 9. Beyond the passage recess 9, the reflector 2 collects the light emerging from the virtual light source 5 and reflects it in the direction of travel with a final spotlight distribution.
  • FIG. 2 essentially corresponds to the first exemplary embodiment according to FIG. 1 and differs therefrom in that the left-hand heat sink 3 in FIG. 2 is not connected to the circuit board 4 via a rivet, but instead has a groove-like recess 11 in which an edge of FIG Board 4 is inserted. Accordingly, the left heat sink 3 extends to both sides 4a, 4b of the board 4th
  • FIG 3 shows a third embodiment of a lamp 1, which substantially corresponds to those in Figure 2, as a modification of the right in the figure heat sink 3 now instead of a rivet 10 (see Figures 1 and 2) similar to the left heat sink 3 by a groove-like recess 11 is fixed to the board 4.
  • FIG. 4 also essentially builds on the first exemplary embodiment according to FIG. 1, in which case the two heat sinks 3 are each fixed via a rivet, but in each case on the opposite side 4a, 4b of the board 4.
  • the first four embodiments have in common that the heat sink 3 are each arranged on opposite edge sides of the board 4.
  • Figure 5 shows an embodiment of a lamp 1, which substantially corresponds to the first embodiment shown in Figure 1, but a Schoabstrahlraum of the second reflector 2, compared to the first embodiment, is rotated about the vertical axis y by 180 °. Depending on an application of the luminaire 1, this orientation can bring advantages with regard to the construction space and the heat sink 3. In addition, the heat sink 3 are thereby arranged outside the beam path of the second reflector 2.
  • FIGS. 1 to 4 A disadvantage of the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 4 is that the right-hand heat sink 3 in the figures partially shades off the beam paths deflected by the second reflector 2.
  • this problem is solved, in which a main emission direction 6a of the first reflector 12 is set to a main emission direction 5a of the second reflector 2 in a plane perpendicular to the longitudinal extension of the through-passage 9. In this way, the heat sink 3 is visually bypassed.
  • all heat sinks 3 shown so far can be used, wherein a disturbance of the beam path through the heat sink 3 is excluded.
  • Figure 7 shows a seventh embodiment of a lamp 1, which has two LEDs 6 in contrast to the embodiments previously shown. These are each associated with a reflector 12 formed as a first optical system.
  • the first optics 12a are combined in one piece with the first optic 12.
  • Both first reflectors 12a collect the light of their associated LEDs 6 and redirect the beam paths in such a way that they pass through the through-passage 9 from the first side 4a to the second side 4b of the board 4. In this way, the already discussed virtual light source 5 is formed on the second side 4b. After emerging on the second side 4b, the beam paths are deflected by the second reflector 2.
  • the discussed lamp 1 is shown in a plan view from above, wherein it can be seen that the measured in the XZ plane components of Main emission directions 6a and 5a are parallel to each other.
  • the second reflector 2 can be rotated about the Y-axis by approximately 90 °, so that the components of the main emission directions 6a, 5a measured in the X-Z plane are arranged at right angles to one another. In this way it can be responded to specific space situations by changing the arrangement or rotation of the second reflector 2.
  • a ninth embodiment according to FIG. 9 is largely similar to the eighth embodiment according to FIG. 8, but now has four LEDs 6 instead of two LEDs 6. These are arranged distributed around the passage recess 9 approximately on a semicircle, wherein each LED 6 is associated with a first reflector 12a of the first optical system 12. The first reflectors 12a are combined in one piece with the first optic 12. With reference to the x-z plane, in the exemplary embodiment shown, the second main emission direction 5a is directed against the first
  • Main emission directions 6a of the two left and right LEDs 6 arranged orthogonal and with respect to the first main emission directions 6a of the two central LEDs 6 approximately at an angle of 135 °.
  • the LEDs 6 are formed in different colors in the embodiment shown, resulting in the through-passage 9 by mixing the beam paths, a color mixing of the light emitted along the second main emission direction 5a light.
  • the tenth exemplary embodiment according to FIG. 10 shows that the beam paths of the two LEDs 6 meet the second reflector 2 at a distance from one another. Beam paths of the right in Fig. 10 LED 6 meet in a section B on the second reflector 2, beam paths of the left in Figure 10 LED 6 meet in a section A on the second reflector 2.
  • the sections A, B can different light functions such. B. produce a low beam and a high beam or they can be supplied with different light colors of the LEDs 6.
  • a dark region C is left between the sections A, B.
  • Such a free area of the second reflector 2 could be occupied by a third LED 6 additionally applied to the board 4.
  • An eleventh exemplary embodiment according to FIG. 11 converts the idea of the tenth embodiment according to FIG. 10 such that the different sections A, B on the second reflector 2 are now not separated by a substantially horizontal parting line or a horizontal separating section C (see FIG. but separated by a substantially parallel to the Y-axis separating line c.
  • the virtual light sources 5b, 5c thus supply to the left and right of the dividing line c located sections B, A of the second reflector 2.
  • deviating from Embodiment according to Figure 10 is the rotated by about 90 ° arrangement of the second reflector 2, with respect to the Y-axis.
  • Figure 12 shows a twelfth embodiment of a lamp 1, wherein the first optics 12 is designed as a so-called Angle-rotator. This rotates the light emitted by the LED 6 light by 180 ° about the y-axis.
  • a thirteenth embodiment is shown in Figure 13, as already the embodiments 5, 6, 7, 8, 9, both in a side view (upper figure) and in a plan view (lower figure).
  • the side view it can be seen that only the left in Figure 13 LED 6 of the first optics 12 (first reflector) is assigned and the through-hole 9 is irradiated only by the light to form the virtual light source 5.
  • the second reflector 2 By means of the second reflector 2, as already described several times, the deflection of the beam paths takes place in the direction of the second main emission direction 5a.
  • the lamp 1 according to FIG. 13 has a reflector 13 to which an LED 6 is assigned individually. Both LEDs 6 are arranged on the first side of the board 4.
  • the additional reflector 13 generates its own light distribution, which is independent of the light distribution of the second reflector 2 of the second optics.
  • both light distributions appear as upper (reflector 13) and lower half-shell (second reflector 2).
  • the two half-shells can produce turn-signal and high beam in a motor vehicle headlight.
  • a bi-reflector module with a one-sided populated board 4. That is, the LEDs 6, and the light sources, are arranged on the first side 4a of the board 4 and the reflectors 13 and 2 on both sides of the board 4. With classic lighting concepts, this has hitherto only been possible via double-sided heat sinks or circuit boards and / or via a plurality of circuit boards in different orientations.
  • the fourteenth embodiment of Figure 14 shows a dual bi-reflector design with a total of four independently operating far-field reflectors, two of which are irradiated by a respective first reflector of the first optics.
  • Far-field reflectors can each provide a different light distribution and / or color available. Also, one can superimpose the distributions of two or more far-field reflectors to obtain more freedom in the manifestation of the light distribution. In particular, you can with this system z. B. achieve the combination of low beam, high beam, DRL and an additional high beam with a one-sided populated board. Alternatively, a combination of low beam (two reflectors) and high beam and DRL can be achieved. Extending the principle to three bi-reflector systems, or more, is quite possible. The various far-field reflectors can be arranged in the spotlight at the same depth or staggered in depth, to achieve a haptic 3D effect in the view of the headlight or the lamp.
  • the fifteenth exemplary embodiment according to FIG. 15 is based on that according to FIG. 7, and also has a movable shutter, that is to say a movable cover element 14, via which the virtual light source 5 on the second side 4b of the board 4 is at least partially coverable.
  • the first optic 12 is formed in the illustrated embodiment via two separate, arranged first reflectors 12a.
  • FIG. 16 shows a sixteenth embodiment of a luminaire 1, in which the LEDs 6 are arranged in rows to form a matrix or a so-called LED array.
  • the array has 2 ⁇ 4 LEDs 6.
  • the light of the array is collected by the first reflector 12 and the formation of the virtual light source follows at the exit of the through-hole 9.
  • This solution can be used for matrix beam-like systems and AFS functionalities and is e.g. B. in combination with a shutter or cover according to Figure 15 used, especially if the LEDs 6 in the matrix are not or only partially individually switchable.
  • the seventeenth embodiment according to FIG. 17 shows a luminaire 1 in which the second optic 2 has a lens 16. This replaces the second reflector in comparison with the preceding embodiments.
  • the lens 16 forms the virtual light source 5 at the output of the through-hole 9 in the far field.
  • the lens 16 is attached to the board 4 via a holder 15.
  • the board 4 together with the LED 6, together with the first reflector 12 of the first optics plays the role of an LED carrier with light source.
  • the lens 16 is initially held loosely in the heat sink 3.
  • first reflector 12 of the first optics and the LED 6 and the thermal contacting of the board 4 with the heat sink 3 the second optics 2, ie here the lens 16, referenced by screws to the board 4 and thus to the virtual light source 5.
  • the reference of the second optic 2 (lens 16) to the virtual light source 5 thus does not extend over the heat sink 3.
  • the heat sink 3 and the circuit board 4 are each integral with the corresponding recesses, for a "triple interface" and a "loading" of Board 4 are necessary, provided.
  • FIG. 18 shows an eighteenth embodiment of a lamp 1 which is based on that of Figure 17.
  • the eighteenth embodiment has an auxiliary reflector 17 shown in FIG.
  • Embodiment for example, is integrally connected to the lens 16. Alternatively, it may be mounted with the lens 16 via the so-called “triple-interface.” Additional auxiliary light 17, which is lost after passing through the through-hole 9 in the seventeenth embodiment, will continue to be used through the lens 16 be directed.
  • a nineteenth embodiment also builds on that of Figure 17 and also has an auxiliary reflector 17. This is connected in sections on its rear side with the heat sinks 3, or formed on this. In this way, the heat transfer from the auxiliary reflector 17 to the heat sink 3 can be improved.
  • the auxiliary reflector 17 is in the 19th embodiment on the holder 15 and thus over the lens 16 radially over.
  • FIG. 20 shows various exemplary embodiments of the passage recess 9.
  • the passage recess 9 according to FIG. 20 on the left has, for example, a required low-beam light distribution impressed with a 15 ° angle.
  • a through-passage 9 is shown, which has a circular cross-section and is thus easy to manufacture.
  • FIG. 20 shows a through-passage 9 with a rectangular cross-section.
  • a through-hole 9 is shown with an oval cross-section.
  • a passage recess with a slot-like cross section is shown.
  • the left embodiment in FIG. 20 with the 15 ° angle is of interest for an imaging refractive optic, as used for example in the exemplary embodiments 17 to 19.
  • the through-passage 9 is formed via a separate passage-recessed component. This is clipped onto the board 4. This has the advantage that a through-hole of the board 4, into which the through-hole recessed component 9 is clipped, does not have to be manufactured so precisely. The optical accuracy is then provided by the very precisely finished, separate passage recessed member 9.
  • the twenty-second embodiment according to FIG. 22 is based on that according to FIG. 21, wherein here the through-recessed component 9 is connected in one piece with the second optical system 2 instead of the first optical system 12. Accordingly, the above
  • Tolerance advantage can be used in this embodiment for the virtual light source 5 and the second reflector 2 of the second optics.
  • the tolerance advantage of the one-piece construction consists in the fact that the referencing of the respective reflector to the passage recess component 9 is clearly secured.
  • the passage recess member 9 may be formed separately from the respective reflector. This is shown in FIG. 23, wherein the first reflector 12 is configured as a component that is separated from the passage recess component 9.
  • the naturalgangsaus supraungsbauteil 9 be implemented as a simple and inexpensive Einclipsteil modular or variable.
  • a twenty-fourth embodiment according to FIG. 24 is based on that according to FIG. 23, wherein a remote phosphor element 18 is integrated in the passage recess component 9 as an optically active element.
  • the LED 6 is formed by a blue laser diode.
  • This can already contain an attachment optics, which adapts the radiation emitted by it in its angle and its area to the first reflector 12 of the first optics.
  • the remote phosphor 18 in the through-hole 9 then partially converts the blue laser radiation, thereby producing a white virtual light source 5.
  • a transmissive material 18 is introduced into the passage recess component 9.
  • This can be, for example, a light guide or a mixing rod.
  • a sealing of the fürgangsaus Principleungsbauteils 9 take place at this point.
  • a combination of the remote phosphor 18 according to FIG. 24 and the transmissive material 18 according to FIG. 25 can be used in particular for the use of LARP technology (Laser Activated Remote Phosphor).
  • the twenty-sixth embodiment according to FIG. 26 essentially builds on the seventeenth exemplary embodiment according to FIG. 17, wherein, instead of the lens 16 used there, an optical waveguide 18 is used as the second optical system 2.
  • a level of virtual Light source 5 is then on an entrance surface of the light guide 18, which is arranged in the through-hole 9.
  • the optical waveguide 18 can also be connected via the so-called "triple interface" (see FIG. 17) .
  • the optical waveguide 18 can be provided directly with outcoupling structures in order to realize a suitable light distribution
  • the optical waveguide 18 can be linear and cylindrical as shown Alternatively, it may vary in thickness and shape, in particular, it may be curved, with curves or may be 3-dimensional in space, and optical fiber 18 may be used as an optical lead to another optical element.
  • the optical waveguide 18 can be formed, for example, by a glass fiber, and again the use combined with LARP technology is suitable.
  • the twenty-seventh embodiment according to FIG. 27 has a first reflector 12 as the first optical system, but in this embodiment it spans a complete half-space above the LED 6. In this way, the collection efficiency of the first reflector 12 is increased compared to the exemplary embodiment according to FIG.
  • the twenty-eighth embodiment shown in FIG. 28 has an auxiliary reflector 19 disposed on the passage recess member 9, which is integrally connected to the passage recess member 9 in this embodiment.
  • the auxiliary reflector 19 serves the same as the spatially extended first reflector 12 in FIG. 27 an additional collection of direct light of the LED 6.
  • the auxiliary reflector 19 collects directly incoming rays or already reflected rays and passes them to the virtual light source 5 on.
  • a twenty-ninth exemplary embodiment is based on that according to FIG. 28, but now additionally has again as second optics a second reflector 2, which has an aperture 20 integrally connected to it, from which the through-passage 9 and thus the virtual light source 5 is delimited.
  • the second reflector 2 is referenced. With the aperture 20, the second reflector 2 can limit the virtual light source 5 again and / or for the first time.
  • the at least one semiconductor light source comprises at least one light emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white). Also, the light emitted by the at least one light emitting diode can be a infrared light (IR LED) or ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor
  • the phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor").
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate (“submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • organic LEDs e.g. based on InGaN or AlInGaP
  • the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser.

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Abstract

LED-Träger mit einer LED und Leuchte mit einem derartigen LED-Träger Offenbart ist ein LED-Träger (4) mit einer ersten Seite (4a), die mit einer LED (6) bestückt ist, und auf der eine erste Optik (12, 12a, 19) angeordnet ist, über die ein Strahlengang der LED umlenkbar ist. Der LED-Träger weist eine Durchgangsöffnung (9) auf, die den LED-Träger (4) von der ersten Seite (4a) hin zu einer zweiten Seite (4b) durchsetzt, und durch die der Strahlengang der LED (6) verläuft. Des Weiteren ist eine Leuchte, insbesondere eine Fahrzeugleuchte, mit einem derartigen LED-Träger offenbart.

Description

Beschreibung
LED-Träger mit einer LED und
Leuchte mit einem derartigen LED-Träger
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem LED-Träger, der mit wenigstens einer LED bestückt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und von einer Leuchte gemäß Anspruch 15.
Die in vielen Industriebereichen und Applikationen weit verbreitete Technologie einer Bestückung von SMD- Bauteilen auf Trägern, insbesondere Platinen, beispielsweise MPCB, FR4, gewinnt zunehmend auch in der Beleuchtungstechnik im Automobilbereich an Bedeutung. Neben Verwendung im Signallichtfunktionsbereich dringen weiße Highpower-LEDs als SMD-Bauteile auf den Markt.
Stand der Technik
Obschon diese Technologie gegenüber klassischen Lichtquellen wie Halogenlampen und Gasentladungslampen ähnliche Vorteile im Hinblick auf Design und Bau anbieten kann, ist sie dennoch meist auf 2D-Platinen mit einer flächigen Anordnung beschränkt. Aus dieser Anordnung der Lichtquellen resultieren design-, licht- und bauraumtechnische Beschränkungen . Mehr Freiheit im Hinblick auf das Design und eine Bauraumnutzung kann durch eine dreidimensionale Anordnung mehrerer Platinen erreicht werden. Zum Einsatz kann eine derartige Lösung beispielsweise in einem Scheinwerfer kommen . Häufig ist eine von der 2D-Konstruktion abweichende 3D- Konstruktion dadurch realisiert, dass flexible Leiterbahnfolien und dreidimensional ausgeprägte Stufen, Absätze, Kammern oder Kühlkörper in Aluminiumdruckguss oder Spritzgussteile aus Kunststoff miteinander verbunden werden .
Trotz der genannten Anstrengungen besteht jedoch weiterhin permanenter Bedarf, noch größere
Gestaltungsfreiheit für spezielle Design- und Bauraumsituationen und Referenzierungsmöglichkeiten zu erlangen .
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen LED-Träger zu schaffen, der einen hohen Freiheitsgrad zur Anpassung an Design- und Bauraumsituationen bietet. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchte mit einem derartigen LED-Träger zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch einen LED-Träger gemäß dem Anspruch 1, die zweite durch eine Leuchte gemäß dem Anspruch 15. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ein LED-Träger weist zwei Seiten auf. Eine erste seiner Seiten ist mit wenigstens einer LED bestückt. Auf der gleichen, ersten Seite ist zudem wenigstens eine erste Optik angeordnet, über die ein Strahlengang der LED umlenkbar ist. Erfindungsgemäß weist der LED-Träger wenigstens eine Durchgangsausnehmung auf, die ihn von der ersten Seite hin zu einer zweiten, insbesondere gegenüber angeordneten Seite durchsetzt. Durch die
Durchgangsausnehmung hindurch verläuft der Strahlengang im Anschluss an seine Umlenkung an der ersten Optik von der ersten Seite auf die zweite Seite.
Durch den auf der zweiten Seite austretenden Strahlengang der ursprünglich auf der ersten Seite angeordneten LED ist somit auf der zweiten Seite am Ausgang der Durchgangsausnehmung eine virtuelle Lichtquelle geschaffen. Das Licht kann somit beidseitig des LED- Trägers genutzt werden, wodurch mit Hinblick auf spezielle Design- und Bauraumsituationen, sowie Referenzierungsmöglichkeiten eine größere gestalterische Freiheit gegeben ist. Die erste und zweite Seite des LED-Trägers sind vorzugsweise an einer Platine ausgebildet. Die Platine kann beispielsweise eine Metallkernplatine oder eine FR4- Platine sein. Die LED kann beispielsweise als Surface- mounted-device (SMD) -LED oder als Laserchip aufgebracht sein. Die Platine kann beispielsweise als Standard 2D- Platine ausgestaltet sein. Es ist jedoch denkbar, andere Platinenformen mit beispielsweise Stufen oder nicht planaren Abschnitten zu verwenden, wodurch eine 3D- Ausführung ermöglicht ist. Die erste Optik ist auf der ersten Seite zur LED derart referenziert , dass der oder die umgelenkten Strahlengänge durch die
Durchgangsausnehmung verlaufen. Die erste Optik sammelt dabei das Licht der LED.
Die Durchgangsausnehmung kann in Abhängigkeit von an die virtuelle Lichtquelle gestellten Anforderungen geformt sein. So kann sie beispielsweise in Abhängigkeit eines geforderten Formfaktors oder Aspect-ratio ausgebildet sein .
Die Durchgangsausnehmung kann direkt in den LED-Träger durch Bohrung oder Fräsung oder Schabung eingebracht sein .
In einer bevorzugten Weiterbildung ist auf der zweiten Seite des LED-Trägers eine zweite Optik angeordnet, über die der aus der Durchgangsausnehmung austretende Strahlengang der wenigstens einen LED ein weiteres Mal umlenkbar ist. Auf diese Weise kann das Licht der über die Durchgangsausnehmung bereitgestellten, virtuellen Lichtquelle auf der zweiten Seite noch zielgerichteter auf ein gewünschtes Leuchtfeld gerichtet werden. Je nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum und einer Relativposition des LED-Trägers zum auszuleuchtenden Leuchtfeld kann eine erste Hauptabstrahlrichtung der ersten Optik zu einer zweiten Hauptstrahlabrichtung der zweiten Optik parallel oder angestellt ausgerichtet sein. Die beiden genannten Richtungen sind diesbezüglich beispielsweise in einer Referenzebene definiert, zu der sich die Durchgangsausnehmung etwa normal erstreckt.
Dabei kann in der Referenzebene eine Richtungskomponente der ersten Hauptabstrahlrichtung zu einer Richtungskomponente der zweiten Hauptabstrahlrichtung gleich gerichtet oder entgegen gerichtet oder orthogonal ausgerichtet sein. Die entsprechende Ausrichtung ist dabei vorzugsweise durch eine Relativanordnung der ersten zur zweiten Optik realisiert. Auf diese Weise können verschiedene Leuchtfelder äußerst flexibel von den von der zweiten Optik umgelenkten Strahlengängen ausgeleuchtet werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste Seite mit mehreren LEDs bestückt. Diese können vereinzelt oder geordnet, insbesondere matrixartig angeordnet sein.
Bei mehreren LEDs können in einer Weiterbildung deren emittierte Strahlengänge gemeinsam von der ersten Optik zusammengefasst umgelenkt werden. Alternativ oder ergänzend können die von den LEDs emittierten Strahlengänge von mehreren auf der ersten Seite angeordneten, ersten Optiken zusammengefasst werden und umgelenkt werden. Dabei kann beispielsweise jeder LED eine individuelle erste Optik zugeordnet sein.
Bei mehreren vorhandenen LEDs auf der ersten Seite können deren Strahlengänge gemeinsam durch die genannte Durchgangsausnehmung verlaufen und/oder jeder LED oder einigen der LEDs ist jeweils eine individuelle, eigene Durchgangsausnehmung zugeordnet.
Auch bezüglich der auf der zweiten Seite angeordneten zweiten Optik ist es möglich, dass bei auf der ersten Seite vorhandenen, mehreren LEDs, diesen entweder auf der zweiten Seite eine gemeinsame zweite Optik zugeordnet ist oder dass jeder der LEDs oder zumindest einigen der LEDs auf der zweiten Seite jeweils eine individuelle, zweite Optik zugeordnet ist, über die der jeweilige Strahlengang der jeweiligen LED umlenkbar ist.
Für jede Durchgangsausnehmung gilt, dass ein Querschnitt eines Bündels von durch die Durchgangsausnehmung verlaufenden Strahlengängen einer oder mehrerer LEDs kleiner oder gleich dem Querschnitt der
Durchgangsausnehmung sein kann. Alternativ dazu kann der Querschnitt der von der ersten Optik reflektierten Strahlengänge selbstverständlich größer sein als der Querschnitt der Durchgangsausnehmung, so dass die Durchgangsausnehmung einen Teil des von der LED oder den LEDs emittierten Lichts abschattet.
Die Durchgangsausnehmung hat vorzugsweise eine an die jeweilige lichttechnische Anwendung angepasste Form. Dies betrifft nicht nur ihre laterale Berandung, sondern auch die Ausgestaltung der Durchgangsausnehmung bezüglich eines Verlaufs ihres Querschnitts in
Erstreckungsrichtung, einer Schräge oder Neigung einer Mantelfläche der Durchgangsausnehmung, usw. Hier erfolgt vorzugsweise eine Anpassung an die jeweils herrschenden lichttechnischen und optischen Gegebenheiten der lichttechnische Anwendung, wie beispielsweise einer Anzahl und Größe der LED-Lichtquellen, eine Verschiedenheit der LED-Lichtquellen oder eine Etendue der LED-Lichtquellen.
In einer Weiterbildung weist die jeweilige erste und/oder zweite Optik eine Linse und/oder einen Reflektor auf.
Vorrichtungstechnisch vereinfacht und sicher referenziert ist die jeweilige Optik mit Bezug zur Durchgangsausnehmung in einer Weiterbildung, in der sie einstückig mit einer Mantelfläche der
Durchgangsausnehmung gebildet ist.
Grundsätzlich kann die Durchgangsausnehmung ein weiteres optischen Element, beispielsweise einen Lichtleiter oder ein Remote-Phosphor-System aufweisen. So ist grundsätzlich die Verwendung anderer LED-Technologien als SMD-Lichtquellen möglich. Beispielsweise kann ein LARP- System - Laser Activated Remote Phosphor - verwendet werden. Auch kann die Durchgangsausnehmung mit einem Remote-Phosphor als optisch aktivem Element versehen sein, welches über Laserlicht anregbar ist und beispielsweise als weißes Licht weiterverwendbar ist.
Selbstverständlich können LEDs verschiedenster Farben beispielsweise blau, rot, grün, oder gelb Anwendung finden. Insbesondere können auch weiße LEDs bestückt werden, die einen konvertierenden Phosphor enthalten.
Zur Beeinflussung des Leuchtfeldes kann in einer Weiterbildung am LED-Träger ein vorzugsweise schaltbares Abdeckelement, insbesondere ein Shutter, vorgesehen sein, von dem die Durchgangsausnehmung, in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtfunktion des LED-Trägers, zumindest abschnittsweise abdeckbar ist.
Eine Leuchte, insbesondere eine Fahrzeugleuchte, beispielsweise ein Front- oder Rückscheinwerfer eines Fahrzeugs, ist vorzugsweise mit einem LED-Träger der nach wenigstens einem Aspekt der vorhergehenden Beschreibung ausgestaltet ist, versehen.
Mittels der vorbeschriebenen flexiblen Ausgestaltung bezogen auf eine Anzahl der LEDs auf der ersten Seite, eine Anzahl und Zuordnung der ersten Optiken auf der ersten Seite, eine Anzahl und Zuordnung der Durchgangsausnehmungen und eine Anzahl und Zuordnung der zweiten Optik auf der zweiten Seite, sowie einer Ausrichtung der Hauptabstrahlrichtungen der ersten und zweiten Optiken, ermöglicht die erfindungsgemäße Leuchte eine bauraumoptimierte Ausgestaltung mit hohem Freiheitsgrad .
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die erste Optik einen elipsoidartigen Sammelreflektor auf, wie er beispielsweise in AM-Proj ektionssystemen Verwendung findet. Über den Sammelreflektor werden dabei die Strahlengänge der wenigstens einen LED in der Durchgangsausnehmung gesammelt und eine
Intensitätsverteilung oder Leuchtdichte der von der Durchgangsausnehmung repräsentierten virtuellen
Lichtquelle bestimmt. Dabei ist die Intensitätsverteilung über eine Ausformung einer Freiformfläche und einer oder mehrerer Leitkurven des Sammelreflektors steuerbar. Als erste Optik können aber auch einfachere Komponenten wie Compound Eliptic Concentrators (CEC) und/oder Angle Rotators (AR) eingesetzt sein. Beim Einsatz eines Angle Rotators als erste Optik ist eine sehr kleine und kompakte Bauweise der ersten Optik möglich.
In einer Weiterbildung ist der LED-Träger oder die Platine an einem oder mehreren Kühlkörpern befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise über Schrauben oder Niete oder über eine Klemmung oder eine Einfassung in einer Nut erfolgen .
In einer Weiterbildung ist die Leuchte oder der LED- Träger einer Luftströmung oder Fluidströmung aussetzbar, insbesondere ausgesetzt. Insbesondere dann, wenn die Leuchte Teil einer Außenhaut eines Fahrzeugs ist. Dann kann der oder können die Kühlkörper in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Fahrzeugfront, angeordnet sein, wodurch vorteilhafter Weise Abwärme des oder der Kühlkörper für eine Enttauung einer Abdeckscheibe der Leuchte nutzbar ist. Alternativ oder ergänzend kann ein derartiger Kühlkörper als Blende für unerwünschtes Streulicht fungieren und/oder als sichtbares Design-Element dienen.
Der LED-Träger oder die Platine kann mit einem oder mit mehreren Rändern in eine Vertiefung, insbesondere eine Nut, eines oder mehrerer Kühlkörper eingeschoben sein.
Bei mehreren Kühlkörpern können diese auf verschiedenen, insbesondere einander entgegengesetzten, oder auf beiden Seiten des LED-Trägers oder der Platine (erste und zweite Seite) angeordnet sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Kühlkörper rückwärtig von der ersten und/oder der zweiten Optik angeordnet, so dass sie den oder die Strahlengänge unbeeinflusst lassen.
Im Fall der Weiterbildung mit mehreren LEDs, denen jeweils eine erste Optik zugeordnet ist, können die ersten Optiken miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sein. Alternativ können sie voneinander getrennt, mehrstückig ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung weist die Leuchte oder der LED- Träger einen einstückigen Kühlkörper oder mehrere, voneinander getrennte Kühlkörper auf. Bei Verwendung mehrerer LEDs oder SMD-Lichtquellen können diese zueinander identisch oder verschieden in Form, Farbe und/oder Lichtstrom sein, wodurch beispielsweise eine Farbmischung oder ein Intensitätsverlauf der von der Durchgangsausnehmung repräsentierten, virtuellen
Lichtquelle beeinflussbar ist.
In einer Weiterbildung mit mehr als zwei LEDs, beispielsweise mit drei, vier oder mehr, können diese mit Bezug zur Durchgangsausnehmung etwa sternförmig angeordnet sein, wobei die Hauptabstrahlrichtung der ersten Optiken, die jeweils einer LED zugeordnet sind, dann im Wesentlichen auf die Durchgangsausnehmung weisen.
Bei Verwendung mehrerer, verschiedenfarbiger LEDs kann über die Bündelung der mehreren, verschiedenen Strahlengängen in der Durchgangsausnehmung eine virtuelle Lichtquelle mit insbesondere weißem Licht gemischt werden .
Eine Anzahl der LEDs auf der ersten Seite des LED-Trägers ist prinzipiell nicht beschränkt.
Für den Fall, dass den LEDs an der zweiten Optik jeweils ein im wesentlichen eigenständiger Abschnitt zugeordnet ist, können den unterschiedlichen Abschnitten der zweiten Optik unterschiedliche Lichtfunktionen des LED-Trägers, bzw. der Leuchte zugeordnet sein. Den Abschnitten können dabei beispielsweise ein Abblendlicht und ein Fernlicht zugeordnet sein oder sie werden aufgrund der Verschiedenfarbigkeit der verwendeten LEDs mit unterschiedlichen Lichtfarben beliefert. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Abschnitte durch dunkle, unbestrahlte Abschnitte voneinander getrennt sind oder dass sie sich abschnittsweise überschneiden. Freigelassene Abschnitte könnten dann von anderen LEDs oder Lichtquellen beleuchtet sein. Mit Bezug zu einer Horizontalebene können die Abschnitte oberhalb und unterhalb dieser Ebene liegen oder sie können mit Bezug zu einer Vertikalebene rechts und links dieser Ebene liegen. Als erste Optik kann alternativ zu einem elipsoidartigen Reflektor beispielsweise ein Angle Rotator Verwendung finden. Dieser ist beispielsweise als 180° Angle Rotator ausgebildet .
Eine Weiterbildung der Leuchte weist zwei oder mehrere LED-Träger auf. Bei Verwendung von zwei LED-Trägern kann beispielsweise im Gebiet der Fahrzeugbeleuchtung ein duales Bi-Reflektordesign mit beispielsweise insgesamt vier unabhängig arbeitenden Fernfeldreflektoren realisiert werden. Zwei der Fernfeldreflektoren werden dabei durch je einen Reflektor der primären Optik beliefert und können beispielsweise eine unterschiedliche Lichtverteilung oder Farbe zur Verfügung stellen. Auch kann die Verteilung zweier oder mehrerer
Fernfeldreflektoren überlagert werden, um mehr Freiheiten in der Ausprägung der Lichtverteilung zu erhalten. Insbesondere kann mit einer derartigen Leuchte eine Kombination von Abblendlicht, Fernlicht, DRL und einem Zusatzfernlicht mit einer einseitig bestückten Platine erreicht werden. Alternativ kann die Leuchte auch als Kombination von Abblendlicht (zwei Reflektoren) und Fernlicht und DRL realisiert sein. Eine Ausweitung des Prinzips auf drei kombinierte Bi-Reflektorsysteme, oder mehr, ist dabei natürlich möglich. Die jeweiligen Fernfeldreflektoren können in einer als Scheinwerfer ausgebildeten Leuchte beispielsweise auf gleicher Tiefe angeordnet sein oder sie können in der Tiefe gestaffelt angeordnet sein, um einen haptischen 3D-Effekt in der Ansicht der Scheinwerfers zu realisieren.
In einer Weiterbildung, in der der LED-Träger mehr als eine LED aufweist, können die LEDs in einer Reihe oder einem „Array" angeordnet sein. Das Licht des Arrays ist dabei über die erste Optik, insbesondere den ersten Reflektor, sammelbar und erzeugt auf diese Weise in der Durchgangsausnehmung die virtuelle Lichtquelle. Auf diese Weise kann ein matrixbeamartiges System und/oder eine AFS-Funktionalität geschaffen werden. Die Anordnung der LEDs in Reihe oder im Array kann insbesondere auch in Kombination mit dem genannten Abdeckelement Verwendung finden, insbesondere wenn die LEDs der Reihe oder des Arrays nicht oder nur teilweise einzeln schaltbar sind. In einer alternativen Weiterbildung sind die mehreren LEDs, oder zumindest einige davon, einzeln schaltbar.
In einer Weiterbildung ist die erste Optik über einen Reflektor und die zweite Optik zumindest über eine Linse ausgebildet . In einer Weiterbildung ist die zweite Optik über einen Reflektor und über eine Linse ausgestaltet.
In einer Variante ist dabei ein Leuchtfeld des Reflektors der zweiten Optik kleiner oder etwa gleich einem Leuchtfeld der Linse. In einer Variante dazu ist das Leuchtfeld des Reflektors der zweiten Optik größer als das Leuchtfeld der Linse der zweiten Optik.
In einer Weiterbildung ist die Durchgangsausnehmung über ein oder an einem in den LED-Träger eingesetzten Durchgangsausnehmungsbauteil ausgebildet. Dieses kann auf oder in den LED-Träger oder die Platine geclipst, geklebt und / oder geschraubt sein. Das
Durchgangsausnehmungsbauteil kann dabei alle bereits beschriebenen Eigenschaften der Durchgangsausnehmung aufweisen. Ein derartig zusätzliches
Durchgangsausnehmungsbauteil hat den Vorteil, dass man die Durchgangsausnehmung in der Platine nicht so genau fertigen muss, was sich als schwierig erweisen könnte. Zudem kann das zusätzliche Durchgangsausnehmungsbauteil beispielsweise reflektiv, absorbierend matt reflektiv oder ähnlich ausgelegt sein, um bestimmtes Licht noch zu nutzen oder zu unterdrücken. Insbesondere aufgrund der in der Realität nicht unendlich kurz ausgestaltbaren Erstreckung der Durchgangsausnehmung in der Platine bzw. dem LED-Träger, kann eine reflektive Wand des Durchgangsausnehmungsbauteils einen Effizienzgewinn oder ein Lichtrecycling bedeuten.
In einer Weiterbildung ist in das
Durchgangsausnehmungsbauteil ein Remote-Phoshor-Element integriert. Beispielsweise kann in diesem Fall die LED eine blaue Laserdiode sein, von der die erste Optik angestrahlt wird. Der Remote-Phosphor wandelt dann die blaue Laserstrahlung teilweise um und wird in der Durchgangsausnehmung bzw. im Durchgangsausnehmungsbauteil, eine weiße, virtuelle Lichtquelle erzeugt.
Die LED kann eine Vorsatzoptik aufweisen, die die von der LED emittierten Strahlengänge in Winkel und Fläche an die erste Optik anpasst. Insbesondere für Fälle, in denen die Durchgangsausnehmung oder das Durchgangsausnehmungsbauteil eine abdichtende Wirkung haben muss, kann darin ein transmittives Material, wie beispielsweise ein Lichtleiter oder ein Mixing-rod eingebracht sein. Das transmittive Material kann auch als Linse ausgebildet sein. In einer Weiterbildung kann diese in der Durchgangsausnehmung oder in dem Durchgangsausnehmungsbauteil translatorisch bewegbar sein. Auch ein Einbringen von Streuzentren oder matten Stellen in das transmittive Material ist möglich.
In einer Weiterbildung wird als zweite Optik alternativ oder ergänzend zu Linse und / oder Reflektor ein Lichtleiter verwendet. Dabei kann der Lichtleiter direkt mit Auskopplungsstrukturen versehen sein, um beispielsweise eine für ein Fahrzeug geeignete Lichtverteilung zu realisieren. Der Lichtleiter kann eine lineare, insbesondere zylindrische Erstreckung aufweisen. Alternativ dazu kann er auch in Dicke und Form entlang seiner Längserstreckung variieren. Insbesondere kann er gebogen sein, Kurven aufweisen oder dreidimensional im Raum angeordnet/verlaufend sein. Auch kann der Lichtleiter als Zuleiter zu einem weiteren optischen Element genutzt sein. Der Lichtleiter kann beispielsweise durch eine Glasfaser ausgebildet sein. Insbesondere hierbei bietet sich wieder die Nutzung mit LARP an.
In einer Weiterbildung ist die erste Optik als Reflektor ausgestaltet und umspannt einen Halbraum in
Abstrahlrichtung der LED. Dadurch ist eine Sammeleffizienz erhöht. In einer Weiterbildung weist der LED-Träger das Durchgangsausnehmungsbauteil mit einem daran angesetzten Hilfsreflektor auf, der an der ersten Seite angeordnet ist. Zusätzlich weist es einen ans Durchgangsausnehmungsbauteil angesetzten, zweiten
Reflektor als zweite Optik auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von 29 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen : Fig. 1 bis 5 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit unterschiedlichen Kühlkörperkonzepten,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit unterschiedlichen Hauptabstrahlrichtungen ihrer ersten und zweiten Optik, Fig. 7 bis 9 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit gebündelten Strahlengängen mehrerer LEDs,
Fig. 10 und 11 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit getrennten Strahlengängen mehrerer LEDs,
Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einem Angle-rotator,
Fig 13 und 14 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit mehreren, voneinander unabhängigen
Lichtverteilungen,
Fig. 15 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einer Abdeckfunktion, Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit einer LED-Matrix,
Fig. 16 bis 18 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einer refraktiven Optik, Fig. 20 eine Auswahl möglicher Ausführungsformen von Durchgangsausnehmungen von LED-Trägern der Leuchten,
Fig. 21 und 22 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einstückig mit einem Reflektor ausgebildeten Durchgangsausnehmungen,
Fig. 23 bis 27 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einem Durchgangsausnehmungsteil und mit oder ohne eingesetztem, optisch aktiven Element, und Fig. 28 und 29 Ausführungsbeispiele von Leuchten mit einem Durchgangsausnehmungsteil und einem daran angesetzten Hilfsreflektor.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Leuchte 1, die als Frontscheinwerfer eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Eine Abstrahlrichtung der Leuchte 1 ist in Figur 1 durch den von Links nach Rechts verlaufenden Pfeil symbolisiert. Eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in der Vorwärtsfahrt entspricht dabei der Z-Koordinate des in Figur 1 gezeigten Koordinatensystems. Gemäß Figur 1 hat die Leuchte 1 einen als Platine ausgestalteten LED-Träger 4 mit einer ersten Seite 4a und einer zweiten Seite 4b. Auf der ersten Seite 4a ist der LED-Träger 4 mit einer LED 6 bestückt. Die als Surface-Mounted-Device, bzw. als SMD- Bauteil auf dem LED-Träger montiert und kontaktiert ist. An der ersten Seite 4a befestigt ist eine als ellipsoider Reflektor ausgestaltete erste Optik 12, die das von der LED 6 emittierte Licht sammelt. Der LED-Träger 4 hat eine Durchgangsausnehmung 9, von der er von der ersten Seite 4a hin zur zweiten Seite 4b durchsetzt ist. Auf der zweiten Seite 4b ist am LED-Träger 4 eine als ellipsoider Reflektor ausgestaltete zweite Optik 2 befestigt. Über Niete 10 mit dem LED-Träger 4 fest verbunden sind Kühlkörper 3. Der erste Reflektor 12 sammelt das Licht der SMD-LED 6 und wirft es durch die Durchgangsausnehmung 9. Auf diese Weise bildet sich auf der zweiten Seite 4b des LED-Trägers 4 eine virtuelle Lichtquelle 5 aus. Diese ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausdehnung kleiner als ein Durchmesser der Durchgangsausnehmungen 9. Jenseits der Durchgangsausnehmung 9 sammelt der Reflektor 2 das aus der virtuellen Lichtquelle 5 austretende Licht und reflektiert es in Fahrtrichtung mit einer endgültigen Scheinwerferlichtverteilung .
Auf eine Darstellung der Strahlengänge, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, wird aus Gründen der Übersicht im Folgenden überwiegend verzichtet. Figur 2 entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und unterscheidet sich von diesem dadurch, dass der in der Figur 2 linke Kühlkörper 3 nicht über eine Niet mit der Platine 4 verbunden ist, sondern eine nutartige Ausnehmung 11 aufweist, in der ein Rand der Platine 4 eingesetzt ist. Dem entsprechend erstreckt sich der linke Kühlkörper 3 zu beiden Seiten 4a, 4b der Platine 4.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, die im Wesentlichen denjenigen in Figur 2 entspricht, wobei als Abwandlung der in der Figur rechte Kühlkörper 3 nun anstatt mit einer Niet 10 (vgl. Figur 1 und 2) ähnlich wie der linke Kühlkörper 3 durch ein nutartige Ausnehmung 11 an der Platine 4 festgelegt ist.
Auch Figur 4 baut im Wesentlichen auf dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 auf, wobei in diesem Fall die beiden Kühlkörper 3 jeweils über eine Niet, jedoch jeweils auf der einander entgegengesetzten Seite 4a, 4b der Platine 4 festgelegt sind.
Den ersten vier Ausführungsbeispielen ist gemein, dass die Kühlkörper 3 jeweils an einander gegenüberliegenden Randseiten der Platine 4 angeordnet sind.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, das im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entspricht, jedoch eine Hauptabstrahlrichtung des zweiten Reflektors 2, verglichen zum ersten Ausführungsbeispiel, um die Hochachse y um 180° gedreht ist. In Abhängigkeit einer Anwendung der Leuchte 1 kann diese Orientierung Vorteile bezüglich des Bauraums und der Kühlkörper 3 bringen. Zudem sind die Kühlkörper 3 dadurch außerhalb des Strahlengangs des zweiten Reflektors 2 angeordnet.
In Figur 5 unten ist die gleiche Leuchte 1 in einer Ansicht von oben, d. h., aus der Y-Richtung, zu sehen. Ein Nachteil der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele ist, dass der in den Figuren rechte Kühlkörper 3 die vom zweiten Reflektor 2 umgelenkten Strahlengänge teilweise abschattet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 wird dieses Problem gelöst, in dem eine Hauptabstrahlrichtung 6a des ersten Reflektors 12 zu einer Hauptabstrahlrichtung 5a des zweiten Reflektors 2 in einer Ebene senkrecht zur Längserstreckung der Durchgangsausnehmung 9 angestellt ist. Auf diese Weise wird der Kühlkörper 3 optisch umgangen. Hierzu können alle bisher gezeigten Kühlkörper 3 genutzt werden, wobei eine Störung des Strahlengangs durch den Kühlkörper 3 ausgeschlossen ist.
Figur 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, die im Unterschied zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen zwei LEDs 6 aufweist. Diese sind jeweils einer als Reflektor ausgebildeten ersten Optik 12a zugeordnet. Die ersten Optiken 12a sind dabei einstückig zur ersten Optik 12 zusammengefasst . Beide ersten Reflektoren 12a sammeln das Licht der ihnen zugeordneten LEDs 6 ein und lenken die Strahlengänge derart um, dass sie durch die Durchgangsausnehmung 9 von der ersten Seite 4a zur zweiten Seite 4b der Platine 4 durchtreten. Auf diese Weise entsteht auf der zweiten Seite 4b die bereits besprochene virtuelle Lichtquelle 5. Nach Austritt auf der zweiten Seite 4b werden die Strahlengänge vom zweiten Reflektor 2 umgelenkt. In Figur 7 unten ist die besprochene Leuchte 1 in einer Draufsicht von oben dargestellt, wobei erkennbar ist, dass die in der X-Z-Ebene gemessenen Komponenten der Hauptabstrahlrichtungen 6a und 5a zueinander parallel sind .
Alternativ kann gemäß Figur 8 im achten Ausführungsbeispiel der zweite Reflektor 2 um die Y-Achse um etwa 90° gedreht sein, so dass die in der X-Z-Ebene gemessenen Komponenten der Hauptabstrahlrichtungen 6a, 5a im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann auf spezifische Bauraumsituationen durch geänderte Anordnung oder Drehung des zweiten Reflektors 2 reagiert werden.
Ein neuntes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 ähnelt in weiten Teilen dem achten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8, weist nun jedoch anstatt zweier LEDs 6 vier LEDs 6 auf. Diese sind um die Durchgangsausnehmung 9 herum etwa auf einem Halbkreis verteilt angeordnet, wobei jeder LED 6 ein erster Reflektor 12a der ersten Optik 12 zugeordnet ist. Die ersten Reflektoren 12a sind dabei einstückig zur ersten Optik 12 zusammengefasst . Bezogen auf die x-z- Ebene ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die zweite Hauptabstrahlrichtung 5a gegen die ersten
Hauptabstrahlrichtungen 6a der beiden links und rechts angeordneten LEDs 6 orthogonal und bezüglich der ersten Hauptabstrahlrichtungen 6a der beiden mittigen LEDs 6 etwa in einem Winkel von 135° angeordnet. Die LEDs 6 sind dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel verschiedenfarbig ausgebildet, wodurch sich in der Durchgangsausnehmung 9 durch Mischung der Strahlengänge eine Farbmischung des entlang der zweiten Hauptabstrahlrichtung 5a emittierten Lichts ergibt. Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 zeigt das zehnte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10, dass die Strahlengänge der beiden LEDs 6 zueinander beabstandet auf den zweiten Reflektor 2 treffen. Strahlengänge der in Figur 10 rechten LED 6 treffen in einem Abschnitt B auf den zweiten Reflektor 2, Strahlengänge der in Figur 10 linken LED 6 treffen in einem Abschnitt A auf den zweiten Reflektor 2. Dadurch ist am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9 eine virtuelle Lichtquelle 5b für den Abschnitt B des zweiten Reflektors 2 und eine virtuelle Lichtquelle 5c für den Abschnitt A des zweiten Reflektors 2 definiert. Die Abschnitte A, B können dabei unterschiedliche Lichtfunktionen, wie z. B. ein Abblendlicht und ein Fernlicht erzeugen oder sie können mit unterschiedlichen Lichtfarben der LEDs 6 beliefert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Abschnitten A, B ein dunkler Bereich C belassen. Ein derartiger, freier Bereich des zweiten Reflektors 2 könnte von einer zusätzlich auf die Platine 4 aufgebrachten, dritten LED 6 besetzt werden.
Ein elftes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 wandelt die Idee des zehnten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 10 dahingehend ab, dass die unterschiedlichen Abschnitte A, B auf den zweiten Reflektor 2 nun nicht durch eine im Wesentlichen horizontale Trennlinie oder einen horizontalen Trennbereich C (vgl. Figur 10), sondern durch eine im Wesentlichen parallel zur Y-Achse verlaufende Trennlinie c getrennt sind. Die virtuellen Lichtquellen 5b, 5c beliefern somit die links und rechts der Trennlinie c gelegenen Abschnitte B, A des zweiten Reflektors 2. Weiterhin abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist die um etwa 90° gedrehte Anordnung des zweiten Reflektors 2, bezogen auf die Y-Achse.
Figur 12 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, wobei die erste Optik 12 als sogenannter Angle-rotator ausgebildet ist. Dieser rotiert das von der LED 6 emittierte Licht um 180° um die y-Achse.
Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel ist gemäß Figur 13, wie bereits die Ausführungsbeispiele 5, 6, 7, 8, 9, sowohl in einer Seitenansicht (obere Figur) als auch in einer Draufsicht (untere Figur) dargestellt. In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass lediglich die in Figur 13 linke LED 6 der ersten Optik 12 (erster Reflektor) zugeordnet ist und die Durchgangsausnehmung 9 lediglich von deren Licht bestrahlt wird, um die virtuelle Lichtquelle 5 auszubilden. Mittels dem zweiten Reflektor 2 erfolgt wie bereits mehrfach beschrieben die Umlenkung der Strahlengänge in Richtung der zweiten Hauptabstrahlrichtung 5a. Zusätzlich weist die Leuchte 1 gemäß Figur 13 einen Reflektor 13 auf, dem eine LED 6 individuell zugeordnet ist. Beide LEDs 6 sind auf der ersten Seite der Platine 4 angeordnet. Der zusätzliche Reflektor 13 erzeugt dabei eine eigene Lichtverteilung, die von der Lichtverteilung des zweiten Reflektors 2 der zweiten Optik unabhängig ist. Designtechnisch erscheinen beide Lichtverteilungen als obere (Reflektor 13) und untere Halbschale (zweiter Reflektor 2). Beispielsweise können die beiden Halbschalen Abbiend- und Fernlicht in einem Kfz-Scheinwerfer erzeugen. Insgesamt erhält man so ein Bi-Reflektormodul mit einer einseitig bestückten Platine 4. Das heißt, die LEDs 6, bzw. die Lichtquellen, sind auf der ersten Seite 4a der Platine 4 und die Reflektoren 13 und 2 auf beiden Seiten der Platine 4 angeordnet. Mit klassischen Leuchtkonzepten ist dies bisher nur über doppelseitig bestückte Kühlkörper bzw. Platinen und/oder über mehrere Platinen in unterschiedlicher Ausrichtung möglich.
Das vierzehnte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 zeigt ein duales Bi-Reflektordesign mit insgesamt vier unabhängig arbeitenden Fernfeldreflektoren, wobei zwei davon durch je einen ersten Reflektor der ersten Optiken bestrahlt werden. Die unabhängig arbeitenden
Fernfeldreflektoren können jeweils eine unterschiedliche Lichtverteilung und/oder Farbe zur Verfügung stellen. Auch kann man die Verteilungen zweier oder mehrerer Fernfeldreflektoren überlagern, um mehr Freiheiten in der Ausprägung der Lichtverteilung zu erhalten. Insbesondere kann man mit diesem System z. B. die Kombination von Abblendlicht, Fernlicht, DRL und einem Zusatzfernlicht mit einer einseitig bestückten Platine erreichen. Alternativ kann auch eine Kombination von Abblendlicht (zwei Reflektoren) und Fernlicht und DRL erreicht werden. Eine Ausweitung des Prinzips auf drei Bi- Reflektorsysteme, oder mehr, ist durchaus möglich. Die verschiedenen Fernfeldreflektoren können im Scheinwerfer auf gleicher Tiefe angeordnet oder auch in der Tiefe gestaffelt sein, um einen haptischen 3D-Effekt in der Ansicht des Scheinwerfers, bzw. der Leuchte zu erreichen.
Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 15 baut auf demjenigen gemäß Figur 7 auf, und hat zudem einen beweglichen Shutter, das heißt ein bewegliches Abdeckelement 14, über das die virtuelle Lichtquelle 5 auf der zweiten Seite 4b der Platine 4 zumindest abschnittsweise abdeckbar ist. Die erste Optik 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei getrennt voneinander angeordnete, erste Reflektoren 12a ausgebildet.
Figur 16 zeigt ein sechzehntes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1, bei der die LEDs 6 in Reihen zu einer Matrix oder einer sogenannten LED-Array angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Array 2 x 4 LEDs 6 auf. Das Licht des Arrays wird vom ersten Reflektor 12 gesammelt und es folgt die Ausbildung der virtuellen Lichtquelle am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9. Diese Lösung kann für matrix-beamartige Systeme und AFS- Funktionalitäten verwendet werden und ist z. B. auch in Kombination mit einem Shutter oder Abdeckelement gemäß Figur 15 verwendbar, vor allem dann, wenn die LEDs 6 in der Matrix nicht oder nur teilweise einzeln schaltbar sind .
Das siebzehnte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 zeigt eine Leuchte 1, bei der die zweite Optik 2 eine Linse 16 aufweist. Diese ersetzt gegenüber den vorangegangenen Ausführungsbeispielen den zweiten Reflektor. Die Linse 16 bildet dabei die virtuelle Lichtquelle 5 am Ausgang der Durchgangsausnehmung 9 ins Fernfeld ab. Über eine Halterung 15 wird dabei die Linse 16 an der Platine 4 befestigt. Dabei spielt die Platine 4 zusammen mit der LED 6, zusammen mit dem ersten Reflektor 12 der ersten Optik die Rolle eines LED-Trägers mit Lichtquelle. Die Linse 16 ist dabei zunächst lose im Kühlkörper 3 gehaltert. Erst nach Einsetzen der Platine 4, mit dem an ihr befestigten, ersten Reflektor 12 der ersten Optik und der LED 6 und der thermischen Kontaktierung der Platine 4 mit dem Kühlkörper 3, wird die zweite Optik 2, d. h. hier die Linse 16, durch Schrauben an die Platine 4 und damit auf die virtuelle Lichtquelle 5 referenziert . Die Referenz der zweiten Optik 2 (Linse 16) zur virtuellen Lichtquelle 5 verläuft damit nicht über den Kühlkörper 3. Der Kühlkörper 3 und die Platine 4 sind jeweils einstückig mit den entsprechenden Aussparungen, die für ein „Triple Interface" und ein „Einlegen" der Platine 4 nötig sind, versehen.
Ein Vorteil dieser Anordnung ist der in der Leuchte 1 nach vorne, in Richtung einer Abdeckscheibe weisende Kühlkörper 3, dessen Abwärme optional für eine Scheibenenttauung genutzt werden kann. Zusätzlich ist in einem hinteren Bereich der Leuchte 1 ein Zugang für eine Auswechslung der Platine 4 frei. Im Auswechselfall kann die Platine 4 zusammen mit dem ersten Reflektor 12 und der LED 6, und allen zusätzlichen Bestückungselementen, getauscht werden. Figur 18 zeigt ein achtzehntes Ausführungsbeispiel einer Leuchte 1 die auf demjenigen der Figur 17 aufbaut. Zusätzlich weist das achtzehnte Ausführungsbeispiel einen Hilfsreflektor 17 auf, der im gezeigten
Ausführungsbeispiel beispielsweise einstückig mit der Linse 16 verbunden ist. Alternativ dazu kann er mit der Linse 16 über das sogenannte „Triple-Interface" montiert sein. Über den Hilfsreflektor 17 wird zusätzliches, seitliches Licht, das nach Durchtritt durch die Durchgangsausnehmung 9 im siebzehnten Ausführungsbeispiel verloren geht, weiter genutzt werden und durch die Linse 16 geleitet werden. Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel baut ebenso auf demjenigen des der Figur 17 auf und hat ebenso einen Hilfsreflektor 17. Dieser ist auf seiner Rückseite abschnittsweise mit den Kühlkörpern 3 verbunden, bzw. an diese angeformt. Auf diese Weise kann der Wärmeübergang vom Hilfsreflektor 17 auf die Kühlkörper 3 verbessert werden. Der Hilfsreflektor 17 steht im 19. Ausführungsbeispiel über die Halterung 15 und damit über die Linse 16 radial über. Auf diese Weise kann, wie bereits beim achtzehnten Ausführungsbeispiel, Licht, das nach Durchtritt durch die Durchgangsausnehmung 9 verloren ginge, vom Hilfsreflektor 17 eingefangen werden und auf ein noch breiteres Leuchtfeld als das der Linse 16 gerichtet werden. Figur 20 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Durchgangsausnehmung 9. Die Durchgangsausnehmung 9 gemäß Figur 20 links weist beispielsweise eine mit einem 15° Winkel eingeprägte, geforderte Abblendlichtverteilung auf. Rechts daneben in Figur 20 ist eine Durchgangsausnehmung 9 dargestellt, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und auf diese Weise einfach zu fertigen ist. Mittig zeigt Figur 20 eine Durchgangsausnehmung 9 mit einem rechteckigen Querschnitt. Neben ihr ist eine Durchgangsausnehmung 9 mit ovalem Querschnitt gezeigt. Ganz rechts in Figur 20 ist eine Durchgangsausnehmung mit schlitzartig gekreuztem Querschnitt gezeigt. Insbesondere das in Figur 20 linke Ausführungsbeispiel mit dem 15° Winkel ist für eine abbildende refraktive Optik, wie sie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen 17 bis 19 zur Anwendung kommt, interessant . In einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 21 ist gezeigt, dass die Durchgangsausnehmung 9 über ein gesondertes Durchgangsausnehmungsbauteil ausgebildet ist. Dieses ist auf die Platine 4 aufgeclipst. Dies hat den Vorteil, dass eine Durchgangsausnehmung der Platine 4, in die das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 eingeclipst wird, nicht so genau gefertigt werden muss. Die optische Genauigkeit wird dann durch das sehr exakt fertigbare, gesonderte Durchgangsausnehmungsbauteil 9 bereitgestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
Durchgangsausnehmungsbauteil 9 einstückig mit dem ersten Reflektor der ersten Optik 12 ausgeführt. In Figur 21 unten ist dieses Ausführungsbeispiel in der Draufsicht gezeigt.
Das zweiundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 22 baut auf demjenigen gemäß Figur 21 auf, wobei hier das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 anstatt mit der ersten Optik 12 einstückig mit der zweiten Optik 2 verbunden ist. Entsprechend kann der vorbeschriebene
Toleranzvorteil bei diesem Ausführungsbeispiel für die virtuelle Lichtquelle 5 und den zweiten Reflektor 2 der zweiten Optik genutzt werden. Der Toleranzvorteil der Einstückigkeit besteht wie erwähnt darin, dass die Referenzierung des jeweiligen Reflektors auf das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 eindeutig gesichert ist.
Alternativ dazu kann das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 getrennt von dem jeweiligen Reflektor ausgebildet sein. Dies zeigt Figur 23, wobei der erste Reflektor 12 als vom Durchgangsausnehmungsbauteil 9 getrenntes Bauteil ausgestaltet ist. Bei dieser Variante kann das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 als einfaches und kostengünstiges Einclipsteil modular oder variabel realisiert sein.
Ein vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 24 baut auf demjenigen gemäß Figur 23 auf, wobei im Durchgangsausnehmungsbauteil 9 als optisch aktives Element ein Remote-Phosphor-Element 18 integriert ist. Dabei wird beispielsweise die LED 6 von einer blauen Laserdiode gebildet. Diese kann bereits eine Vorsatzoptik enthalten, die die von ihr emittierte Strahlung in ihrem Winkel und ihrer Fläche an den ersten Reflektor 12 der ersten Optik anpasst. Der Remote-Phosphor 18 in der Durchgangsausnehmung 9 wandelt dann die blaue Laserstrahlung teilweise um, wodurch eine weiße virtuelle Lichtquelle 5 erzeugt wird.
Gemäß einem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 25 ist in das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 ein transmittives Material 18 eingebracht. Dieses kann beispielsweise ein Lichtleiter oder ein Mixing-Rod sein. Auf diese Weise kann an dieser Stelle beispielsweise eine Abdichtung des Durchgangsausnehmungsbauteils 9 erfolgen. Eine Kombination des Remote-Phosphors 18 gemäß Figur 24 und des transmittiven Materials 18 gemäß Figur 25 kann insbesondere für den Einsatz von LARP-Technologie (Laser Activated Remote Phosphor) verwendet werden.
Das sechsundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 26 baut im Wesentlichen auf dem siebzehnten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 auf, wobei anstatt der dort verwendeten Linse 16 ein Lichtleiter 18 als zweite Optik 2 verwendet wird. Eine Ebene der virtuellen Lichtquelle 5 liegt dann auf einer Eintrittsfläche des Lichtleiters 18, die in der Durchgangsausnehmung 9 angeordnet ist. Der Lichtleiter 18 kann auch über das sogenannte „Triple-Interface" (vgl. Figur 17) angebunden sein. Der Lichtleiter 18 kann direkt mit Auskoppelstrukturen versehen sein, um eine geeignete Lichtverteilung zu realisieren. Der Lichtleiter 18 kann wie gezeigt linear und zylindrisch ausgebildet sein. Alternativ dazu kann er in seiner Dicke und Form variieren. Insbesondere kann er gebogen ausgebildet sein, wobei er Kurven aufweisen kann oder 3-dimensional im Raum verlaufen kann. Des Weiteren kann der Lichtleiter 18 als optisches Zuleitungselement zu einem weiteren optischen Element genutzt werden. Der Lichtleiter 18 kann beispielsweise durch eine Glasfaser ausgebildet sein. Auch hier bietet sich wieder die Nutzung kombiniert mit LARP-Technologie an.
Ähnlich dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 23 hat das siebenundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 27 einen ersten Reflektor 12 als erste Optik, der in diesem Ausführungsbeispiel jedoch einen kompletten Halbraum über der LED 6 überspannt. Auf diese Weise ist die Sammeleffizienz des ersten Reflektors 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 23 erhöht. Aufbauend auf dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel hat das achtundzwanzigste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 28 einen am Durchgangsausnehmungsbauteil 9 angeordneten Hilfsreflektor 19, der in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Durchgangsausnehmungsbauteil 9 verbunden ist. Der Hilfsreflektor 19 dient genauso wie der räumlich erweiterte erste Reflektor 12 in Figur 27 einer zusätzlichen Sammlung von direktem Licht der LED 6. Der Hilfsreflektor 19 sammelt direkt eingehende Strahlen oder bereits reflektierte Strahlen ein und leitet sie zur virtuellen Lichtquelle 5 weiter. Ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel baut auf demjenigen gemäß Figur 28 auf, weist jedoch nun zusätzlich wieder als zweite Optik einen zweiten Reflektor 2 auf, der eine einstückig mit ihm verbundene Apertur 20 hat, von der die Durchgangsausnehmung 9 und damit die virtuelle Lichtquelle 5 begrenzt ist. Auf die Apertur 20 ist der zweite Reflektor 2 referenziert . Mit der Apertur 20 kann der zweite Reflektor 2 die virtuelle Lichtquelle 5 nochmals und/oder erstmals begrenzen. Eine derartige Weiterbildung ist vor allem dann interessant, wenn das Durchgangsausnehmungsbauteil 9 einstückig mit Elementen der ersten Optik verbunden ist. Im gezeigten Fall ist dies die einstückige Verbindung des Durchgangsausnehmungsbauteils 9 mit dem Hilfsreflektor 19. Somit hat die zweite Optik, und damit der zweite Reflektor 2, eine eigene, gut auf sich selbst referenzierte Apertur 20 und ist in gewissen Grenzen unabhängig von den Toleranzen des mit dem Hilfsreflektor 19 der ersten Optik verbundenen
Durchgangsausnehmungsbauteils 9. Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten
(Konversions-LED) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer- OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen .

Claims

Ansprüche
LED-Träger mit einer ersten Seite (4a) , die mit einer LED (6) bestückt ist, und auf der eine erste Optik (12, 12a, 19) angeordnet ist, über die ein Strahlengang der LED (6) umlenkbar ist, gekennzeichnet durch eine Durchgangsausnehmung (9), die den LED-Träger (4) von der ersten Seite (4a) hin zu einer zweiten Seite (4b) durchsetzt, und durch die der Strahlengang der LED (6) verläuft.
LED-Träger nach Anspruch 1, wobei die Seiten (4a, 4b) an einer Platine (4) ausgebildet sind.
LED-Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der zweiten Seite (4b) eine zweite Optik (2, 16, 17) angeordnet ist, über die der aus der Durchgangsausnehmung (9) austretende Strahlengang der LED (6) umlenkbar ist.
4. LED-Träger nach Anspruch 3, mit einer Referenzebene, zu der sich die Durchgangsausnehmung (9) etwa normal erstreckt, wobei eine in der Referenzebene gemessene erste Hauptabstrahlrichtung (6a) der ersten Optik (12, 12a) zu einer in der Referenzebene gemessenen zweiten Hauptabstrahlrichtung (5a) der zweiten Optik (2, 16, 17) parallel oder angestellt ist.
5. LED-Träger nach Anspruch 4, wobei in der Referenzebene eine Richtungskomponente der ersten Hauptabstrahlrichtung (6a) zu einer
Richtungskomponente der zweiten Hauptabstrahlrichtung (5a) gleichgerichtet, entgegengerichtet oder orthogonal ist.
LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Seite (4a) mit mehreren LEDs (6) bestückt ist.
LED-Träger nach Anspruch 6, wobei Strahlengänge der LEDs (6) über die erste Optik (12, 12a, 19) umlenkbar sind, und / oder wobei den LEDs (6) auf der ersten Seite (4a) jeweils eine erste Optik (12a) zugeordnet ist, über die der Strahlengang der jeweiligen LED (6) umlenkbar ist.
LED-Träger nach Anspruch 6 oder 7, wobei Strahlengänge der LEDs (6) gemeinsam durch die Durchgangsausnehmung (9) verlaufen.
LED-Träger nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei den LEDs (6) im Wesentlichen getrennte Abschnitte (A, B) der zweiten Optik (2) zugeordnet sind, und / oder wobei den LEDs auf der zweiten Seite jeweils eine zweite Optik zugeordnet ist, über die der Strahlengang der jeweiligen LED umlenkbar ist.
LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Querschnitt von durch die
Durchgangsausnehmung (9) verlaufenden Strahlengängen der LED (6) oder der LEDs (6) kleiner ist als ein Querschnitt der Durchgangsausnehmung (9). LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Optik (12, 12a, 2) eine Linse (16) und / oder einen Reflektor (12, 12a, 2, 17, 19) aufweist .
LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Optik (12, 19) und / oder die zweite Optik (2) einstückig mit einer Mantelfläche der Durchgangsausnehmung (9) gebildet ist.
LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Durchgangsausnehmung (9) ein Lichtleiter (18) und / oder ein optisch aktives Element (18) angeordnet ist.
LED-Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Abdeckelement (14) von dem die Durchgangsausnehmung (9) zumindest abschnittsweise abdeckbar ist.
Leuchte, insbesondere Fahrzeugleuchte, mit einem LED- Träger (4) der nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
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