Aus der DE 100 09 782 A1 ist eine Beleuchtungseinheit für Kraftfahrzeuge be- kannt, die als Lichtquelle eine Mehrzahl von in einem Gitter angeordnete Halb- leiterlichtquellen aufweist. Das Gitter von Halbleiterlichterquellen ist in Gitter- segmente aufgeteilt, wobei den jeweils unterschiedlich ansteuerbaren Gitter- segmenten eine unterschiedliche Lichtfunktion zugeordnet werden kann. Das von den Gittersegmenten abgestrahlte Lichtbündel wird mittels einer in Licht- ausbreitungsrichtung vorgelagerten Linse entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung abgebildet. Zwischen dem Gitter von Halbleiterlichtquellen und der Linse ist eine Blende angeordnet, so dass die bekannte Beleuchtungsein- heit auf Basis des Projektionsprinzips arbeitet.

Nachteilig an der bekannten Beleuchtungseinheit ist, dass die Gitter bzw. Git- tersegmente eine relativ große zweidimensionale Ausdehnung haben, da jede Halbleiterlichtquelle über ein eigenes Gehäuse verfügt. Darüber hinaus ist es stets erforderlich, dass zwischen dem Gitter von Halbleiterlichtquellen und der Linse eine Blende angeordnet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinheit für Kraft- fahrzeuge derart weiterzubilden, dass die Beleuchtungseinheit kompakter und platzsparender aufgebaut ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquellen auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sind mit einer in Lichtaus- breitungsrichtung lichttransparenten Chipabdeckung, dass die Chipabdeckung mit einem lichtstreuenden und/oder lichtkonvertierenden Zusatzmaterial gefüllt ist und das ein Abschatter vorgesehen ist, derart, dass in dem Grenzbereich zwischen dem angesteuerten Gittersegment und dem nicht angesteuerten Git- tersegment ein relativ steiler Lichtstärkeübergang einstellbar ist zur Bildung ei- ner Hell-Dunkel-Grenze.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die konzentrierte . Anordnung der Halbleiterlichtquellen auf einem gemeinsamen Trägersubstrat und die damit verbundene hohe Packungsdichte der Halbleiterlichtquellen die Leuchtdichte der Lichtquelle wesentlich erhöht werden kann. Herstellungstech- nisch einfach können die einzelnen Halbleiterlichtquellen als Chips auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sein. Eine gemeinsame lichttranspa- rente Chipabdeckung und ein in dasselbe integrierte lichtstreuende und/oder lichtkonvertierende Zusatzmittel bewirken eine homogen leuchtende Lichtaus- trittsfläche. Vorteilhaft ergibt sich nach der Erfindung eine räumlich konzentrier- te Lichtquelle mit einer relativ großen Leuchtdichte. Ein Abschatter bewirkt ei- nen relativ steilen Lichtstärkeübergang in einem Grenzbereich zwischen einem von einer Steuereinheit angesteuerten ersten Gittersegment und einem von der Steuereinheit nicht angesteuerten zweiten Gittersegment. Hierdurch kann eine relativ scharfe Hell-Dunkel-Grenze verwirklicht werden. Die Gittersegmente

können beispielsweise zur Bildung eines Abblendlichtes und eines Fernlichtes angesteuert werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Abschatter als eine im Grenze- reich zwischen dem ersten Gittersegment und dem zweiten Gittersegment an- geordnete Trennwand ausgebildet, wobei das freie Ende der Trennwand zu einer Vorderseite der Chipabdeckung derart beabstandet ist, dass zwischen den benachbarten Gittersegmenten eine geringe lichttechnische Wechselwir- kung besteht. Die Lichtfunktionen der einzelnen Gittersegmente werden nur geringfügig von einem Streulicht des benachbarten Gittersegmentes gestört.

Die Ausbildung des Abschatters als Trennwand ermöglicht eine eindeutige Festlegung der gegenseitigen lichttechnischen Beeinflussung benachbarter Gittersegmente bereits bei der Herstellung der Lichtquelle.

Vorteilhaft ragt die Trennwand derart von dem Trägersubstrat ab, dass bei gleichzeitiger Ansteuerung benachbarter Gittersegmente die Bildung eines schwarzen Striches auf einem Messschirm verhindert wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Halbleiterlichtquellen jeweils als Chips ausgebildet, wobei die Chips auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sind. Hierdurch kann eine Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen platzsparend und miniaturisierend gebildet werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind auf der Vorderseite der Chipabde- ckung Optikelemente klebend angeordnet und auf die entsprechenden Chips abgestimmt. Hierdurch ist eine gezielte Lichtführung unmittelbar an der Licht- austrittsfläche der Lichtquelle ermöglicht.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich- nungen näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 : ein schematischer Querschnitt durch eine Beleuchtungseinheit, Figur 2 : eine Draufsicht auf ein Gitter von Halbleiterlichtquellen, Figur 3 : einen vergrößerten Querschnitt durch eine Beleuchtungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform und Figur 4 : eine auf einen Messschirm projizierte Beleuchtungsstärkeverteilung der Beleuchtungseinheit in einem Grenzbereich zwischen einem angesteuerten ersten Gittersegment und einem nicht angesteuer- ten zweiten Gittersegment.

Eine Beleuchtungseinheit für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 1 und einem Optikelement 2, das das von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Lichtbündel direkt entsprechend einer vor- gegebenen Lichtverteilung abbildet.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit kann beispielsweise als Schein- werfer zur Erzeugung einer Abblendlicht-, Fernlicht-, Autobahnlicht-und/oder Kurvenlichtfunktion dienen.

Die Lichtquelle 1 wird gebildet aus einer Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen 3, insbesondere LED-Lichtquellen (lichtemittierende Dioden), die nach Art eines Gitters 4 auf einem gemeinsamen Trägersubstrat 5 angeordnet sind.

Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, sind die Halbleiterlichtquellen 3 regelmäßig ne- ben-und untereinander angeordnet. Die Halbleiterlichtquellen 3 sind als soge- nannte Chips ausgebildet, die auf einem gemeinsamen Trägersubstrat 5 auf- gebracht sind.

Wie sich aus Figur 1 ergibt, sind die Chips 3 auf einer der Trägersubstrat 5 ab- gewandten Seite mit einer gemeinsamen lichttransparenten Chipabdeckung 6 versehen. Die Chipabdeckung 6 sowie das Trägersubstrat 5 bilden ein Gehäu- se 7, das die Halbleiterlichtquellen 3 vollständig umschließt. Die Chipabde- ckung 6 ist als ein flächiger Vergusskörper ausgebildet, der nach dem Bestü- cken des Trägersubstrats 5 mit dem Chip 3 aufgebracht wird.

Der Vergusskörper 6 weist ein lichtstreuendes und/oder lichtkonvertierendes Zusatzmaterial 8, insbesondere ein Leuchtstoff auf. Das Zusatzmaterial 8 be- wirkt, dass weißes Licht von einer Vorderseite 15 der Chipabdeckung 6 in Lichtausbreitungsrichtung abgestrahlt wird. Das Zusatzmaterial 8 ist gleichmä- ßig in dem Vergusskörper 6 verteilt angeordnet.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist ein Optikelement 16 als Primär- optikelement (Linse) unmittelbar auf der Vorderseite 15 des Vergusskörpers 6 durch Verklebung anliegend ausgebildet. Das Primäroptikelement weist eine Mehrzahl von Linsenelementen 17 auf, die jeweils in bezug auf den Chip 3 ausgerichtet sind. Das Primäroptikelement 16 ist einstückig aus einem Kunst- stoffmaterial hergestellt und auf der Vorderseite 15 des Vergusskörpers 6 mit demselben durch Verklebung verbunden.

Das Gitter 4 von Halbleiterlichtquellen 3 ist mittels eines Abschatters 9 in ein oberes Gittersegment 10 und in ein unteres Gittersegment 11 aufgeteilt. Das obere Gittersegment 10 dient zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion. Das

untere Gittersegment 11 dient zur Erzeugung einer Fernlichtfunktion. Es wird zur Erzeugung des Fernlichtes mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit zu dem oberen Gittersegment 10 hinzugeschaltet, so dass alle Halbleiterlichtquel- len 3 des Gitters 4 im Einsatz befindlich sind.

Der Abschatter 9 ist als Trennwand ausgebildet, die sich senkrecht zur Erstre- ckung des Trägersubstrat 5 zwischen demselben und der Gehäuseabdeckung 6 erstreckt. Die Trennwand 9 bewirkt eine vollkommene lichttechnische Tren- nung der beiden Gittersegmente 10 und 11. Die Trennwand 9 bewirkt insbe- sondere, dass bei alleiniger Ansteuerung eines Gittersegmentes 10 oder 11 kein Randstreifen oder ein reduzierter Randstreifen entlang der Trennwand 9 des anderen Gittersegmentes 11 oder 10 mitleuchtet. Ein solches Mitleuchten könnte durch das Zusatzmaterial 8 bewirkt werden, das sich im benachbarten Gittersegment 10 oder 11 befindet. Vorteilhaft lässt sich hierdurch eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze bilden.

Ein freies Ende der Trennwand 9 ist verjüngend als eine Spitze 18 ausgebildet und beabstandet zu der Vorderseite 15 des Vergusskörpers 6 angeordnet.

Hierdurch wird gewährleistet, dass bei gleichzeitiger Ansteuerung des ersten und des zweiten Gittersegmentes 10 und 11 kein störender dunkler Streifen durch den Grenzbereich derselben projiziert wird. Damit wird ein homogener Lichtübergang im Grenzbereich zwischen den Gittersegmenten 10 und 11 er- zielt zur Bildung des Fernlichtes. Darüber hinaus kann alternativ ein zweites Gittersegment ein Kurvenlicht oder ein Autobahnlicht homogen zum Abblend- licht aufgeschaltet werden.

Das Trägersubstrat 5 bildet zusammen mit den gitterförmig angeordneten Halb- leiterlichtquellen 3 ein Halbleiterlichtquellen-Array. Hierdurch lässt sich eine konzentrierte und platzsparende Lichtquelle erzeugen, die gegebenenfalls auf

einfache Art und Weise unterschiedlich angesteuerte Gittersegmente aufweist.

Vorteilhaft lässt sich hierdurch eine Miniaturisierung einer Lichtquelle erzeugen, die auf herstellungstechnisch einfache Weise eine Variabilität in der Anwen- dung von Lichtfunktionen verbessert. Zum einen kann das Array eine vorgege- bene Form aufweisen, die abhängig ist von der erforderlichen Leuchtstärke, Lichtfunktion oder der Form der Karosserieöffnung des Fahrzeugs. Dies kann durch entsprechendes Zuschneiden des Chipwafers erfolgen.

Zum anderen können die Chips 3 selbst auch eine an die Erfordernisse ange- passte Form aufweisen. Beispielsweise können die Chips 3 dreieckförmig oder wabenförmig ausgebildet sein, so dass der Knick der 15°-Hell-Dunkel-Grenze besser nachgebildet werden kann bzw. die Packungsdichte größer ist.

Durch die Erstreckung des Abschatters 9 lässt sich eine vorgegebene Hell- Dunkel-Grenze erzeugen. Einzelne Gruppen von Halbleiterlichtquellen 3 kön- nen zur Bildung von Basislicht, asymetrischen Licht oder anderen Lichtanteilen zusammengefasst sein.

Vorteilhaft kann das Trägersubstrat 5 auch die Ansteuerschaltung für die Halb- leiterlichtquellen 3 enthalten. Die Steuereinheit kann beispielsweise als integ- rierte Schaltung ausgebildet sein.

Das Trägersubstrat 5 kann aus einem elektrisch leitenden, insbesondere Kup- fer, oder einem nicht leitenden Material, insbesondere Keramikmaterial oder einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Das Trägersubstrat 5 dient als Trä- ger der lichttechnischen Bauteile bzw. passiver oder aktiver Bauelemente und zur Stromführung. Die Chips 3 sind in Bondtechnik mit entsprechenden An- schlussstellen des Trägersubstrats 5 verbunden und durch die Vergussfläche 6 vollständig abgedeckt.

Zu diesem Zweck sind auf dem Trägersubstrat 5 elektrisch leitende Leiterbah- nen angeordnet.

Die Lichtquelle 1 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in einer Brennebene der Linse 2 (Sekundäroptikelement) angeordnet, so dass das von der Lichtquelle 1,3 ausgesandte Lichtbündel ausschließlich durch die Formge- bung der Linse 2 entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung abgebildet wird.

In Figur 4 ist die Beleuchtungsstärkeverteilung L über den Weg x dargestellt, der sich auf einem Messschirm ergibt, wenn lediglich das erste Gittersegment 10 angesteuert wird zur Bildung einer Abblendlichtfunktion. Die Beleuchtungs- stärkeverteilung ist gemäß der durchgezogenen Linie dargestellt, wobei in ei- nem Grenzbereich G zwischen dem ersten Gittersegment 10 und dem zweiten Gittersegment 11 sich ein großer Gradient der Beleuchtungsstärkeverteilung ergibt. Dies wird erzielt durch den Abschatter 9, der in diesem Grenzbereich G angeordnet ist. Hierdurch lässt sich eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze erzielen.

Im Vergleich dazu ist die Beleuchtungsstärkeverteilung ohne das Vorhanden- sein eines Abschatters 9 im Grenzbereich G dargestellt (gestrichelte Linie).

Durch den kontinuierlichen und stetigen Übergang dieser Beleuchtungsstärke- verteilung von dem ersten Gittersegment 10 zu dem zweiten Gittersegment 11 kann keine scharfe Hell-Dunkel-Grenze erzielt werden.