CN103460093B - 半导体白炽灯改装灯 - Google Patents
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Abstract
一种半导体白炽灯改装灯（1），其具有至少一个半导体光源（7，8）和至少一个光散射体（16，17），至少一个半导体光源（7，8）的光能够耦合输入到所述光散射体中，其中至少一个光散射体（16，17）设计并且设置成用于将由至少一个半导体光源（7，8）输送给所述光散射体的光基本上以漫射的方式放射。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体白炽灯改装灯，所述半导体白炽灯改装灯具有至少一个半导体光源。术语半导体白炽灯改装灯指的是下述灯，所述灯具有半导体光源，例如发光二极管或激光二极管，以及所述灯构造有通常用于白炽灯的灯头，以及所述灯构成为使得所述灯能够作为白炽灯的替代物在白炽灯灯座中运行。
背景技术
用于替代传统的家用白炽灯的LED白炽灯改装灯是已知的，所述LED白炽灯改装灯具有多个发光二极管(LED)。在此尝试，将由发光二极管以定向的方式发射的光通过发光二极管的三维调整、通过反射器或通过以漫射的方式进行散射的覆盖件尽可能均匀地且大角度地偏转到空间中(LED白炽灯改装灯的全方向的光放射式样)。
从WO 2006/035349 A2中已知一种用于替代传统的家用白炽灯的半导体白炽灯改装灯，所述半导体白炽灯改装灯具有至少一个发光二极管，所述发光二极管将其光耦合输入到同时用作为光散射体的光导纤维中。光导纤维用于将由至少一个发光二极管耦合输入到其中的光以漫射的方式放射。为了模仿传统的家用白炽灯的光放射式样，光导纤维在其中心螺旋形地构成。
在车辆前照灯中努力尝试用LED改装型前照灯来替代传统的前照灯，所述传统的前照灯通常具有作为光源的卤素前照灯灯泡(Halogen-Scheinwerferlampen)。
发明内容
本发明的目的是，提供半导体光源替代白炽灯的一种改进的使用可能性，尤其是用于车辆的一种改进的使用可能性。
所述目的根据本发明的实施例所述的特征来实现。优选的实施形式尤其能够在如下的描述中得知。
所述目的通过半导体白炽灯改装灯来实现，其中该半导体白炽灯改装灯为车辆前照灯灯泡形式，具有：至少一个半导体光源，所述半导体光源安置在半导体白炽灯改装灯的灯头中；至少一个光散射体；以及至少一个光导体，所述光导体将至少一个所述光散射体引导至至少一个所述半导体光源并且至少一个所述半导体光源的光能够耦合输入到所述光导体中，其中至少一个所述光散射体构成为粗糙的、圆柱形的由玻璃或有机玻璃制成的本体，用于将耦合输入其中的光以高度未取向的方式散射，至少一个所述光散射体具有与要替代的传统的白炽灯的螺旋形灯丝至少基本上相同的最大的外部尺寸，并且至少一个所述光散射体设置在与要替换的传统的白炽灯的螺旋形灯丝的位置相应的位置处，其中所述半导体白炽灯改装灯的泡壳保护至少一个所述光散射体并且相应于要替代的传统的白炽灯的泡壳，以及其中在所述半导体白炽灯改装灯的灯头中安置有用于为至少一个所述半导体光源馈电的驱动器。所述半导体白炽灯改装灯具有至少一个半导体光源、至少一个光散射体和至少一个光导体，其中至少一个半导体光源的光能够耦合输入到光导体中，并且其中至少一个光散射体设计并且设置成，将由至少一个半导体光源通过至少一个光导体输送给所述光散射体的光(至少基本上)以漫射的方式放射。至少一个半导体光源的光尤其基本上完全地耦合输入到至少一个光散射体中。因此，至少一个光导体尤其设置为从至少一个半导体光源到至少一个光散射体的光引导机构并且尤其不设置成自身用作光散射体。
所述半导体白炽灯改装灯具有下述优点，其不需要发光二极管、反射器或扩散器的耗费的调整来产生与传统的螺旋形灯丝高度类似的光分布。此外，因此能够借助简单的机构来保持传统的白炽灯的构造。因此，例如在车辆前照灯中，替代必须更换整个前照灯，通过更换前照灯灯泡(Scheinwerferlampe)就已经能够实现LED照明。此外，通过光导体本身不将光放射到空间中，能够实现传统的白炽灯的光分布的极其准确的模仿。这在车辆用灯中是特别重要的，所述车辆用灯必须满足准确限定的光放射样式。此外，通过应用与光导体不同的光散射体，能够弃用光导体的安装密集的、容易出故障的并且不那么有效的复杂的造型(例如，具有螺旋形的部段)。
一个设计方案是，光散射体构成为不具有相对置的面的紧凑的本体。这例如与螺旋形的设计方案相比提高了灯的效率。紧凑的设计方案还能够实现空间上特别均匀的光放射面。
另一设计方案是，光散射体构成为具有圆柱形的基本形状的本体。所述形状在其外部尺寸方面至少大致接近于传统的螺旋形灯丝的形状。因此，传统的灯设计与半导体白炽灯改装灯的匹配减少到小的程度，更确切地说，在放射的光的均匀性与螺旋形的设计方案相比改进的情况下。
但是，光散射体例如也能够构造成直角平行六面体形的、扇形的、多边形的等等。
一个改进形式是，半导体白炽灯改装灯具有至少一个光导体，所述光导体从相应的光散射体引导至与相应的光散射体相关联的至少一个半导体光源。因此，多于一个的半导体光源的光也能够耦合输入到光散射体中。这能够实现光散射体的增强的亮度，尤其是在同类的半导体光源的情况下。
因此，替选地或附加地，也能够有针对性地改变由光散射体放射的光的颜色，特别是在耦合输入的光是不同颜色的情况下，例如，通过应用以不同颜色发射的半导体光源。
又一设计方案是，半导体白炽灯改装灯分别具有(刚好)一个光导体，所述光导体从相应的光散射体引导至与相应的光散射体相关联的(刚好)一个半导体光源。因此，每个光散射体与刚好一个半导体光源相关联。因此，提供以特别简单且紧凑的方式构造的半导体白炽灯改装灯。
此外，一个设计方案是，至少一个光导体具有至少一个光导纤维，例如玻璃纤维。因此，能够以小的空间需求(小的遮蔽)和小的安装耗费实现有效的光导。替选地，例如能够应用光导杆。
此外，一个设计方案是，半导体白炽灯改装灯具有刚好一个光散射体。所述半导体白炽灯改装灯尤其适合于替代具有螺旋形灯丝的传统的白炽灯，例如家用白炽灯或者H7类型的用于汽车的或H11类型的用于摩托车的机动车辆前照灯灯泡。
一个替选的设计方案是，半导体白炽灯改装灯具有两个光散射体。所述半导体白炽灯改装灯特别适合于替代具有两个螺旋形灯丝的传统的白炽灯，例如H4类型的机动车辆前照灯灯泡。
然而，半导体白炽灯改装灯也能够具有多于两个光散射体，例如，用于模仿相等数量的或较少数量的螺旋形灯丝。
一个设计方案也是，至少一个光散射体构成为塑料本体。所述塑料本体能够以简单且几何形状上多样化的方式制造。所述优点尤其能够借助PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)本体来实现。PMMA此外相对于通过光引起的辐射负荷是高度耐受的。然而，例如使用由玻璃等制成的光散射体也是可行的。
光散射特性能够以多种方式引起。特别地，光散射体的表面可以是粗糙的。替选地，表面可以由光学有效的耦合输出元件，例如微透镜覆盖。最普遍的，表面能够具有光耦合输出的结构化部(必要时包括粗糙化部)。替选地或附加地，本体例如可以由半透明的材料制成，所述本体具有作为填充材料的光散射体和/或气体填充的内含物。光散射体也可以具有作为散射材料的至少部分地转化波长或转换波长的、以漫射的方式放射的发光材料(也称作“磷光体”)。
此外，设置在光散射体上的发光材料也可以构成为，使得所述发光材料将例如为蓝光的由半导体光源发射的光或者将由半导体光源发射的紫外辐射转换成白光。发光材料例如能够作为覆层设置在光散射体上或者能够将发光材料颗粒嵌入光散射体的材料中。发光材料也能够是由多种发光材料构成的混合物。替选地，这样的发光材料或这样的发光材料混合物也能够设置在半导体光源上，以至于耦合输入到光散射体中的光已经是白光。
另一设计方案是，至少一个光散射体设置在下述位置上：所述位置至少基本上相应于要替代的传统的白炽灯的螺旋形灯丝的位置。由此，也能够将传统的灯设计与半导体白炽灯改装灯的匹配减小到小的程度。
又一设计方案是，至少一个光散射体具有与要替代的传统的白炽灯的螺旋形灯丝至少基本上相同的最大的外部尺寸。这是将传统的灯设计与半导体白炽灯改装灯的匹配减小到小的程度的另一有利的措施。
此外，一个设计方案是，至少一个光散射体插入到相应的灯座中。这能够实现光散射体的简单的装配。此外，因此，至少一个光导体能够与至少一个光散射体分开安装，这在生产方面能够是有利的并且此外需要在不同的光散射体之间灵活的选择，而不用对灯的其他部件进行匹配。
灯座对于特别简单的装配而言是夹紧灯座。
此外，一个设计方案是，半导体白炽灯改装灯的泡壳基本上相应于要替代的传统的白炽灯的泡壳，尤其是在其形状方面。因此，促进与传统的白炽灯的形状的一致性。
另一设计方案是，至少一个半导体光源包括至少一个发光二极管或是至少一个发光二极管。发光二极管是价格低廉的，具有高的光通量，以紧凑且简单的方式运行。但是替选地，半导体光源也能够具有半导体激光器，尤其是激光二极管。
通常，至少一个半导体光源优选包括至少一个发光二极管。在存在多个发光二极管的情况下，这些发光二极管能够以相同的颜色或以不同的颜色发光。颜色能够是单色的(例如，红色、绿色、蓝色等)或多色的(例如，白色)。多个发光二极管能够产生混合光；例如，白色的混合光。至少一个发光二极管能够包含至少一种波长转换的发光材料(转换LED)。至少一个发光二极管能够以至少一个单独封装的发光二极管的形式或者以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片能够安装在共同的衬底(“Submount”，基板)上。对例如基于InGaN或AlInGaP的无机发光二极管替代地或附加地，通常也能够使用有机LED(OLED，例如聚合物LED)。替选地，至少一个光源例如能够具有至少一个二极管激光器。
另一设计方案是，在半导体白炽灯改装灯的灯头中安置有用于为至少一个半导体光源馈电的驱动器。因此，能够实现尤其紧凑的半导体白炽灯改装灯。
此外，一个设计方案是，半导体白炽灯改装灯是车辆用灯，尤其是前照灯灯泡。这能够实现车辆(汽车、摩托车、飞机、船等)中的LED照明，而不用更换前照灯，更确切地说通过简单地更换灯泡。
一个特殊的设计方案是，半导体白炽灯改装灯设置为替代H类型的、尤其是H4、H7和H11类型的传统的卤素灯。这种类型的前照灯灯泡尤其广泛应用，以至于半导体白炽灯改装灯在此能够尤其有利的使用。通常，根据本发明的改装灯能够构成为，使得其替代ECE类别H1、H3、H4、H7、H8、H9、H11或H15的卤素灯。根据本发明的改装灯此外能够设计成用于不同的照明功能，例如近光灯、远光灯、雾灯、日间行驶灯和导航灯或者设计用于由多种所述功能构成的组合。
附图说明
在下面的附图中，根据实施例示意性地更详细地描述本发明。
具体实施方式
附图示出LED卤素灯改装灯1的侧视的剖面图。LED卤素灯改装灯1被考虑用于替代传统的H类型的、在此为H4类型的卤素前照灯灯泡。卤素灯改装灯1在此具有传统的H4卤素灯的外部轮廓，以至于替代容易地可行。
LED卤素灯改装灯1具有灯头2，从所述灯头在与纵轴L相反的向后的方向上伸出三个对H4卤素灯而言常见的电接触销3。灯头2还具有驱动器壳体5，接触销3导入所述驱动器壳体中并且在所述驱动器壳体中安置有驱动器6。驱动器6接收经由接触销3馈送的电信号并且将所述电信号转化成用于驱动在此呈发光二极管7和8的形式的两个半导体光源或为其供电的电信号。
发光二极管7和8同样安置在灯头6中并且能够由驱动器6分开触发。发光二极管特别能够是放射白光的发光二极管。呈光导纤维11或12的形式的光导体经由相应的耦合输入单元9或10连接于发光二极管7和8的相应的光放射面。光导纤维9和10基本上将由发光二极管7或8放射的光的全部转发。
向前在纵轴线L的方向上，框架13连接于灯头，所述框架具有两个至少大致在纵轴线上间隔开地设置的夹紧灯座14、15。所述夹紧灯座14、15大致位于下述位置上：在传统的H4卤素灯中，螺旋形灯丝位于所述位置上。夹紧灯座14、15用于分别容纳光散射体16和17。发光二极管7的光能够经由光导纤维11耦合输入到光散射体16中，并且发光二极管8的光能够经由光导纤维12耦合输入到光散射体17中。光导纤维11和12在框架13附近或者在框架13上延伸。
光散射体16和17构成为粗糙的、圆柱形的由玻璃或有机玻璃(PMMA)制成的本体，并且所述光散射体以高度未取向的方式将耦合输入到其中的光散射。
光散射体16和17通过泡壳18保护，所述泡壳的形状在此相应于常见的H4泡壳的形状。泡壳18能够由透明的或半透明的塑料或玻璃制成并且具有镜反射的前部区域19。
光散射体16和17基本上位于下述位置中：在传统的H4卤素灯中，螺旋形灯丝位于所述位置上并且关于最大的外部尺寸或外部轮廓(例如，长度和/或直径)的尺寸至少近似地相似于螺旋形灯丝。由于在光散射体16和17以及螺旋形灯丝之间的所述位置相似性和形状相似性以及由于光散射体16和17的漫射的光散射，因此，通过LED卤素灯改装灯1产生与传统的卤素前照灯灯泡的螺旋形灯丝高度类似的光放射式样。因此，LED卤素灯改装灯1能够在无需进一步适配的情况下用作为传统的H4卤素前照灯灯泡的替代物。特别地，已经在传统的H4卤素灯中应用的覆盖罩4基本上在没有改变的情况下继续使用。覆盖罩4确保：由光散射体17放射的光仅放射到(在此为右边的)半空间中。因此，覆盖罩4不用于调整光散射体17自身的光放射特性(这不是必需的)，而是用于使已经接近于螺旋形灯丝的光放射成形，以进一步设计成用于本应用情况。
当然，本发明不局限于所示出的实施例。
因此，LED卤素灯改装灯也能够用于替代其他白炽灯，例如传统的家用白炽灯或H类型的其他卤素前照灯灯泡。例如，LED卤素灯改装灯可以构造成用于替代传统的H7灯，所述H7灯具有仅一个螺旋形灯丝。那么，相应的LED卤素灯改装灯也需要具有仅一个发光二极管、一个光导体和一个光散射体。
然而，也可行的是，多个发光二极管的光耦合输入到光散射体中的至少一个中。因此，能够提高亮度，或者能够放射不同颜色的光(相应于放射不同颜色的发光二极管的光)。
尤其地，发光二极管能够通过驱动器是可调光的，以至于能够调节由光散射体放射的亮度。
紧凑的、尤其是圆柱形的光散射体替代螺旋形灯丝的，尤其是在螺旋形灯丝的位置上以及尤其是具有螺旋形灯丝的外部尺寸的应用也可以表示一个独立的发明，而与至少一个光导体的类型无关(在构成为光散射体或不构成为光散射体的情况下)。
附图标记列表：
1 LED卤素灯改装灯
2 灯头
3 接触销
4 覆盖罩
5 驱动器壳体
6 驱动器
7 发光二极管
8 发光二极管
9 耦合输入单元
10 耦合输入单元
11 光导纤维
12 光导纤维
13 框架
14 夹紧灯头
15 夹紧灯头
16 光散射体
17 光散射体
18 泡壳
19 泡壳的镜反射的前部区域
L 纵轴线
Claims (6)
1.一种半导体白炽灯改装灯(1)，其为车辆前照灯灯泡形式，具有：
-至少一个半导体光源(7，8)，所述半导体光源安置在半导体白炽灯改装灯(1)的灯头(6)中；
-至少一个光散射体(16，17)；以及
-至少一个光导体(11，12)，所述光导体从至少一个所述光散射体(16，17)引导至至少一个所述半导体光源(7，8)并且至少一个所述半导体光源(7，8)的光耦合输入到所述光导体(11，12)中，
-其中至少一个所述光散射体(16，17)构成为粗糙的、圆柱形的由玻璃制成的本体，用于将耦合输入其中的光以高度未取向的方式散射，至少一个所述光散射体(16，17)具有与要替代的传统的白炽灯的螺旋形灯丝至少相同的最大的外部尺寸，并且至少一个所述光散射体(16，17)设置在与要替换的传统的白炽灯的螺旋形灯丝的位置相应的位置处，
其中所述半导体白炽灯改装灯(1)的泡壳(18)保护至少一个所述光散射体(16，17)并且相应于要替代的传统的白炽灯的泡壳，以及
其中在所述半导体白炽灯改装灯(1)的灯头(2)中安置有用于为至少一个所述半导体光源(7，8)馈电的驱动器(6),
其中在纵轴线的方向上，框架(13)连接于所述灯头的上游，所述框架具有两个在纵轴线上间隔开地设置的夹紧灯座(14，15)，以及
其中至少一个所述光散射体(16，17)插入到相应的夹紧灯座(14，15)中。
2.根据权利要求1所述的半导体白炽灯改装灯(1)，
其中所述光散射体(16，17)构成为不具有相对置的面的紧凑的本体。
3.根据权利要求1所述的半导体白炽灯改装灯(1)，其中所述本体由有机玻璃PMMA制成。
4.根据权利要求1或2所述的半导体白炽灯改装灯，具有刚好一个光散射体。
5.根据权利要求1或2所述的半导体白炽灯改装灯(1)，具有两个光散射体(16，17)。
6.根据权利要求1或2所述的半导体白炽灯改装灯(1)，
其中至少一个所述半导体光源(7，8)包括至少一个发光二极管。
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