CN114585855A - 用于聚光灯的通用光源以及聚光灯 - Google Patents

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Abstract

照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境的聚光灯(100)的光源包括载体(10)，所述载体至少部分地构成为单层电路板，其中在载体(10)处设置有具有N>2种不同颜色类型的多个LED(12)和具有带有N种线路类型的多个线路(141，142)的输电线系统(14)，所述输电线系统用于给LED(12)供电。

Description

用于聚光灯的通用光源以及聚光灯
技术领域
本发明涉及用于聚光灯的光源(所谓的光引擎)的实施方式以及具有这种光源的聚光灯的实施方式，所述聚光灯用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境。
背景技术
聚光灯通常用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境。有时期望的是，包括光产生组件的聚光灯提供足够的光通量并且满足其他要求，如对于电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境常见的其他要求。这种要求例如包括多个小时的持续运行、发射角的宽的调节范围、均匀的和/或柔和射出的光场。也必须在困难的环境条件下并且在聚光灯的强烈的负载下可靠地提供所述功能。
替代早已熟知的光源、例如白炽灯泡或气体放电灯，越来越多地使用具有LED装置的光产生组件。在此，可以将多个LED设置在载体上，并且可以对由所述LED产生的光进行光学进一步处理，以便提供具有特定特性的聚光灯。
通常期望的是，构造非常紧凑的、颜色可设定的光源。这有时需要将LED彼此紧邻地设置。然而，高的包装密度可能需要电流供给装置的高耗费的实现方案，因为必须在不同位置处向不同颜色类型的LED供给不同的运行电流。
由于损耗功率还可能伴随的高温可能需要使用良好导热的衬底，然而这可能引起涉及电流线路的设计和铺设的限制。
因此，包装密度、冷却和良好的颜色混合有时会彼此影响。
此外，尤其在相对紧凑的光产生组件中，对进一步处理从LED发出的光的光学器件的几何精度提出高的要求。尤其在所谓的透镜阵列的情况下重要的是，单个透镜精确地定位在分别相关联的LED上方，并且单个透镜具有非常低的形状和位置公差，并且所述单个透镜的内部结构和所述单个透镜的表面没有缺陷。
由于紧凑的光产生组件中的高温，可能还必要的是，由玻璃而不是塑料制造光学器件。这需要高耗费的和相对昂贵的制造，也因为玻璃中的微结构仅能够在大的限制情况下制造，例如比在塑料透镜中有更大的棱边半径。低于结构的特定最小尺寸，由玻璃制造透镜阵列如今甚至不可行。
透镜阵列的另一缺点是，不能在没有其他措施的情况下使用由所述透镜阵列放射的聚束的光来例如借助于阶梯透镜或投影光学器件在几米远产生颜色均匀的光场。更确切地说，需要在从透镜阵列出射的光在阶梯透镜或投影光学器件中进一步聚束、扩宽或以其他方式成形之前，所述光首先通过另一光学组件、例如全光导体或中空光导体在颜色上混合。但是，光混合的光学组件在此使效率变差并且增大整个光学器件的结构空间。
US2012/0087116A1公开一种具有权利要求1的前序部分的特征的光源。
因此，本发明的目的是提出普遍可使用的光源(光引擎)。
发明内容
根据第一方面，提出具有权利要求1的特征的用于聚光灯的光源，所述聚光灯用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境。
光源的有利的实施方式的特征在从属权利要求中说明。只要未明确地另外说明，在那里提及的特征和下文中列出的可选的特征可以组合以形成另外的实施方式。
用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境的聚光灯形成另一方面。聚光灯包括根据第一方面的光源，用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境。
附图说明
根据附图阐述其他特征。
在附图中所示出的部分不一定是合乎比例的；更确切地说，重点在于示出本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记表示彼此对应的部分。在附图中示出：
图1示意性和示例性示出具有根据一个或多个实施方式的光源的聚光灯；
图2和图3分别示意性和示例性示出根据一个或多个实施方式的光源；
图4示意性和示例性示出根据多个实施方式的光源的输出光学器件；
图5至图8分别示意性和示例性示出根据一个或多个实施方式的光源的输电线系统的方面；
图9A至图9C示意性和示例性示出根据一些实施方式的光源的两个分解视图和一个立体视图的局部；
图10示意性和示例性示出根据多个实施方式的光源的输出光学器件的俯视图。
具体实施方式
在以下的详细描述中参照附图，在所述附图中通过图解说明示出怎样可以在实践中实现本发明的特定的实施方式。
在上下文中，说明方向的术语，例如“上”、“下”、“背”、“前”、“后”、“下游”、“上游”等可以参照所描述的附图的取向来使用。此外，术语如“前”、“后”或“后方”可以表示构件关于光束的方向的设置。“透镜后”例如意味着朝向透镜的光出射侧的区域。因为实施方式的部分可以在一系列不同的取向上定位，所以说明方向的术语可以用于图解说明的目的并且绝不是限制性的。应指出，可以应用另外的实施方式并且可以执行结构的或逻辑的改变，而不脱离本发明的范围。因此，以下详细描述不应在限制的意义上理解，并且本发明的保护范围通过所附权利要求来限定。
现在详细参照不同的实施方式和在附图中图解说明的一个或多个示例。每个示例以阐述的方式和方法呈现，并且不应解释为本发明的限制。例如，图解说明的或作为实施方式的一部分描述的特征可以转用于另外的实施方式或结合另外的实施方式应用，以便产生又一实施方式。有意的是，本发明包括这种修改和变型。利用不应被解释为限制所附权利要求的保护范围的特定语言来描述示例。附图不合乎比例地再现并且仅用于图解说明。为了更好地理解，如果没有另外说明，则相同的元件在不同附图中通过相同的附图标记来表示。
图1示意性和示例性示出用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境的聚光灯100。为此，聚光灯100将光在方向L上输出到环境中。为了产生光，聚光灯100包括光源，所述光源具有载体10、会聚光学器件20和输出光学器件30。如此配备的光源也可以称为光引擎。然而，在下文中主要讨论光源。除了光源之外，聚光灯100还可以包括对于用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境的聚光灯典型的一些其他的部件，例如壳体40、翼门50、用户接口、控制装置、各种各样的控制和功率输入端等，并且也包括用于进一步处理由基于载体10、会聚光学器件20和输出光学器件30的光源提供的光的其他部件。然而，在此不应进一步讨论所述可选的其他部件。
光源形成本发明的一个重点，所述光源可以基本上由组成部分即载体10、会聚光学器件20和输出光学器件30组成，并且可以表示用于多个不同的聚光灯的普遍可使用的光引擎。此外，光源具有用于控制设置在载体10处的多个LED的控制设备70的至少一个部件。
根据一些实施方式，组成部分即载体10、会聚光学器件20和输出光学器件30基本上在没有其他光产生或光处理的部件的情况下组装从而形成基于LED的光引擎。为了控制LED，设有控制设备70作为所述光引擎的一部分。
在下文中，提及组成部分即载体10、会聚光学器件20和输出光学器件30以及控制设备70的特性；在此也参照图2、图3和图9A至图9C。
载体10至少部分地构成为单层电路板。单层载体的术语当前理解为载体10的构成方案，据此，至少部分地在载体衬底中、即在载体内不构成线路的交叉区域。例如，在载体中或载体处，在载体10单层地构成的位置中仅存在第一段印制导线，然而不存在(与第一段垂直交错地)与第一段构成交叉区域的另一部分印制导线。
根据一个实施方式，整个载体10构成为单层载体。交叉区域至多借助于其他构件、例如线桥或零欧姆电阻器在载体外、例如在载体10上方和/或下方构成，然而不在载体10中构成。因此，载体可以是成本有利的，并且可以实现有利的散热。
根据一个实施方式(参见图9A至图9C)，载体10设置在光源的支承机构90上。支承机构90也可以构成聚光灯100的壳体40的一部分。为了将载体10紧固在支承机构90上，可以使用对应于(在下文中还更详细地描述的)LED 12留空的耦联层80、例如压力板。根据光源的一个实施方式，耦联层80具有(例如无透镜的)留空部83，从LED 12发出的光穿过所述留空部。例如，耦联层80一件式构成，如在图9A至图9B中图解说明，或两件式构成，如在图9C中图解说明。
将载体10紧固在支承机构90上例如借助于螺栓81来进行，所述螺栓例如经由弹簧82接合到支承机构90的对应的容纳部91中(参见图9A至图9B)。为了保护载体10的前侧101，可以在载体10的前侧101与一件式或多件式的耦联层80的背侧之间设有弹性中间层89(例如O形环)，所述弹性中间层同样对应于包围所有LED 12的包络线129留空。中间层89例如作用在载体前侧101的未配备的区域处，例如邻接包络线129(参见图9A)。因此，载体10的与前侧101相对置的背侧放置在支承机构90上。根据光源的一个实施方式，支承机构90构成冷却体。
具有N>2种不同颜色类型的多个LED 12处于载体10处，例如处于所述载体的前侧101上。为了给LED 12供电，具有带有N种线路类型的多个线路的输电线系统14设置在载体10处(其中所述表述也应理解为，线路可以至少部分地集成在载体中和/或线路施加在载体、例如其前侧101上)。
为了控制LED 12，设有控制设备70、例如根据用户输入控制LED的控制设备。用户输入例如涉及以下设定可行性中的至少一个设定可行性：亮度设定、色温、颜色、光效果的选择和/或参数化、关于主从配置的设定等。可以有线和/或无线地由控制设备接收用户输入。为了接收用户输入，控制设备70例如具有自身的(例如包括显示器以及输入和选择机构的)用户接口。替选地或附加地，控制设备70可以耦联到聚光灯100的控制装置上并且经由所述控制装置接收用户输入。
控制设备70可以包括多个分布的部件(也参见图9A、9C)，其中至少一个部件设置在载体10处。所述部件例如包括：
-用户接口，用户可以经由所述用户接口输入涉及以下设定可行性中的一个设定可行性的用户输入：亮度设定、色温、颜色、光效果的选择和/或参数化、关于主从配置的设定等。
-数据存储器，所述数据存储器例如可调用地存储LED特定的设定数据(例如LED特定的校准数据)和/或输入的用户数据；
-传感装置，例如温度传感装置和/或颜色测量传感装置，所述传感装置检测LED12的一个或多个当前运行参数，并且将对应的测量数据提供给逻辑装置；
-逻辑装置或控制器，所述逻辑装置/所述控制器例如基于LED特定的设定数据和/或基于当前用户输入或所存储的用户数据和/或基于测量数据为LED 12提供控制数据；
-功率电子装置、如电源件和/或LED驱动器电路，所述功率电子装置例如基于控制数据借助于输电线系统14为LED 12提供供给电流；
-用于操控聚光灯的光源的LED的其他典型的控制部件。
控制设备70的至少一个部件、例如上文中提及的部件中的至少一个部件形成光源的一部分。控制设备70的所述至少一个部件例如设置在载体10处。
上文中提及的部件可以包括相应的子部件。因此，控制设备70可以由空间分布的部件和子部件的系统形成。根据一个变型方案，例如设有LED驱动器电路板，所述LED驱动器电路板设置在载体10附近并且在控制技术和功率技术上经由对应的线路耦联到LED 12上。
根据一个实施方式，控制设备70至少部分地设置在载体10处。例如，在载体10上存在数据存储器71(参见图9A)，所述数据存储器用于存储特定涉及LED 12的设定数据、例如参数，和/或LED特定的校准数据。载体10上的数据存储器71例如是EEPROM(电可擦除可编程只读存储器(英文：Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory))。替选地或附加地，一个或多个温度传感器设置在载体10处，以便确定LED 12中的一个或多个LED的当前温度。所述温度传感器例如可以构成为NTC电阻器，其电压作为用于相应的温度的量度由LED驱动器电路板(或驱动器电路板上的对应的部件)检测。
无透镜的会聚光学器件20会聚和混合从LED 12发出的光。为此，会聚光学器件20可以包围所有LED 12并且会聚和混合从LED 12中的每个LED发出的光，如在下文中还更详细地说明的那样。会聚光学器件20处于如下位置：在所述位置，会聚光学器件可以会聚LED12的光。会聚光学器件20要么可以紧固在载体10上，例如通过旋拧或粘接紧固在载体10处或载体上，要么可以紧固在任意其他部位上，例如紧固在聚光灯100的壳体40上。根据一个实施方式，会聚光学器件20耦联到载体10上。
输出光学器件30封闭光源；输出光学器件使光源终结。输出光学器件30透射来自会聚光学器件20的光并且将所述光例如以限定的散射特性输出到环境中。输出光学器件30可以是覆盖片、例如呈光成形或光散射元件的形式的覆盖片。
应理解，在聚光灯100构成具有输出光学器件30的光源时，可以设有下游(光学)部件，例如后续光学器件，所述部件、例如翼门50在光射到最终待照明的另外的环境中之前对从输出光学器件30输出的光进行进一步成形、聚束和/或对准或以其他方式处理。参照图10更详细地说明所述方面。
尤其地，在一个实施方式中，光传感器和/或颜色传感器设置在载体10或会聚光学器件20、输出光学器件30、后续光学器件处，或设置在另一部位处，在所述另一部位处，光传感器和/或颜色传感器可以直接或借助于光导体接收由光源放射的光。然后，例如将光传感器和/或颜色传感器的对应的输出数据输送给控制设备70、例如控制设备70的存储器，使得所述输出数据可以由控制设备70的逻辑装置/控制器调用，并且在控制LED 12时予以考虑。
在下文中讨论具有载体10、无透镜的会聚光学器件20、输出光学器件30和控制设备70的光源的其他可选的特征，其中仍然参照图1、图2、图3和图9A至图9C。
载体10例如是陶瓷载体、例如陶瓷电路板。于是，载体10例如主要由陶瓷构成。如果载体10构成为电路板，则线路构成为向LED供给电流的印制导线。所述印制导线可以施加在载体10上(例如层压、粘接和/或借助于物理或化学方法沉积在载体10上)和/或集成在载体10中。
载体10也可以构成为IMS(集成金属衬底(英文：integrated metal Substrate))电路板。在载体10的所述变型方案中，电路板例如是金属板，在所述金属板的上侧和/或下侧上紧固有非常薄的电介质、例如塑料膜或陶瓷层。材料组合例如是具有铝氧化物的铝。在薄的电介质上再次以蒸镀或其他方式紧固有印制导线。例如，在载体10的所述设计方案中，陶瓷层包覆金属芯、例如由铝构成的金属芯。IMS电路板具有有利的导热性。
根据一个实施方式，载体10构成为至少部分地、优选完全地单层的(具有或不具有金属芯的)陶瓷电路板，其中输电线系统14的线路实现为层压在载体10上的印制导线，并且其中交叉区域至多在载体10外(例如上方和/或下方)构成，然而不在载体10的内部或在载体10上的层中构成。
在另一设计方案中，载体10可以由环氧树脂织物形成，例如载体10可以是常见的FR-4电路板。
在载体10处、例如在其前侧101上设置有多个LED 12。此外，在载体10上可以设有控制设备70(参见图2)的一个或多个部件、例如提供电流以用于给LED 12供电或参与电流的提供的一个或多个部件。这种部件例如是功率电子转换器、控制器、传感器等，如上文中所说明的那样。
LED 12可以分别构成为单个LED、例如无透镜(或不具有透镜)的单个LED。例如除了对于光产生和放射严格必要的光学部件之外，LED 12不具有其他光学部件，所述其他光学部件仅仅用于成形或以其他方式影响所放射的光。这种无透镜的LED在构造上比较简单，并且可以在市场上成本有利地获得。此外，所述无透镜的LED具有紧凑的尺寸。在另一变型方案中，LED 12设置在LED集群中，其中LED集群可以分别无透镜或不具有透镜地构成。
然而，根据光源的哪个放射特性是期望的，原则上可以使用所有类型的LED。然而先决条件是，从LED 12发出的光也可以由会聚光学器件20接收，使得会聚光学器件20可以进行光混合。因此，不考虑仅向前放射光的LED、例如根据垂直于前侧101延伸的光束的方式放射光的LED，使得所述光不再能够由会聚光学器件20混合。
LED 12的相应的焊接面侧或下侧(所谓的“足迹侧”)指向载体10的前侧101的方向，并且LED 12的光出射侧分别在方向L上、即垂直于前侧101指向。LED 12的数量例如大于20、50或大于100。
不同颜色类型的数量至少为2。但是，也可以提出多于两种颜色类型，例如三种颜色类型或四种颜色类型(例如红、绿、蓝和白)。
所有LED 12可以相同大。包装密度例如大于每平方厘米25个LED。
例如在DE 10 2016 224341A1中描述用于将LED 12设置在载体10上的一个可行性。
(在图1、图2、图3和图9中未示出的)输电线系统14例如对于每种颜色类型包括线路类型。不同的线路类型可以彼此绝缘并且引导不同的电流或不同的电势。
借助于N种线路类型，N种颜色类型的LED 12可以以颜色类型的方式单独地或以任意组合接通。因此，光源可以提供对应于N种颜色类型及其组合的光。对于组合被接通的情况，由光源输出的光此外由于会聚光学器件20而被混合。
考虑到图5至图8，应提出用于将输电线系统14设置在载体10处的不同可行性。
首先，线路141至144可以分别构成为印制导线，所述印制导线施加(或紧固)在载体10上和/或集成在载体10中。为了构成可能的交叉区域145，可以在载体10下方/上方设有桥146。替选地，交叉区域可以构成在载体10中。根据一些实施例，输电线系统14还包括连接轨道149，所述连接轨道可以与LED的对应的接触部段128连接，以便将LED 12连接到输电线系统14上。
根据一个变型方案提出，输电线系统14的(例如构成为印制导线的)线路141-144或其他部分在包围LED 12的包络线的垂直投影(即通过包络线129限定的面的投影)中不交叉。例如参照图9，这意味着，在包围所有LED 12的包络线129(大约对应于在会聚光学器件20与载体10之间的接口处的会聚光学器件20的环周延伸)的投影下方和上方完全不构成交叉区域，在载体10中也不构成交叉区域。因此，在对应于包络线的垂直投影的所述区域中，载体10可以单层地构成，并且对应地具有有利的散热特性。
然而，这种关于交叉区域的预设略微限制不同类型(从而颜色混合)的LED的包装密度和设置可行性。
根据另一变型方案，输电线系统14构成为，使得输电线系统14的线路141、142或其他部分在LED 12中的每个LED的垂直投影中不交叉。所述变型方案例如在图5至图8中示出，图5至图8图解说明，在任何情况下在那里不构成与LED 12的垂直投影中的一个垂直投影重叠的交叉区域，而是仅在与LED 12的垂直投影不构成重叠的区域中(例如在载体10中或在载体10上方/下方)构成交叉区域。
如果交叉区域构成在载体10中，则载体在那里仅仅在交叉区域中多层地构成，然而不在与LED 12中的每个LED的垂直投影重叠的区域中多层地构成。
相对于输电线系统14的设置的又一替选方案是，允许在载体中、载体10下方和/或载体10上方的任意部位处的交叉区域，然而，则这考虑到散热在如下情况下可能是有问题的：构成多个交叉区域，尤其所述交叉区域处于包络线129的投影内。在包络线129外，交叉区域的构成更可能是没有问题的，从而也是常见的。
现在考虑到图5至图8阐述输电线系统14的示例性的设置的其他细节。
在根据图5至图8的实施方式中，不同线路类型的线路141-144(或输电线系统14的连接到所述线路上的部件)在交叉区域145中交叉，其中交叉区域145中的仅一些交叉区域设有附图标记。在此，交叉区域145处于载体前侧101的垂直俯视图中并且处于LED 12的垂直投影外。换言之，在LED下方和上方不构成交叉区域145。
此外，交叉的线路141-144(或输电线系统14的连接到所述线路上的部件)在垂直于载体前侧101的方向上在彼此上或彼此下延伸。在此，所述线路彼此电绝缘。
交叉的线路141-144在相应的交叉区域145中可以集成在载体10中，或可以施加到载体10上并且与所述载体连接。于是，载体10在交叉区域145中多层地实施。
替选地，载体10可以是完全单层的，并且交叉的线路部段中的一个(或多个)线路部段构成为(例如在载体10上方和下方的)桥146。例如，载体10至少在包围所有LED 12的包络线129的区域中构成为单层电路板，并且桥146(而不是载体10中/载体处的多层子部段)被用于构成交叉区域145。
用于构成交叉区域145的桥146可以是所谓的微线桥或所谓的零欧姆电阻器，或者可以实施为键合桥。
桥146的示例性实施方式在图8中示出。在所述附图中示出的桥146a至146d可以以任意组合使用。例如，线路141-142将相同类型的LED 12相对于彼此串联接通。为了在LED的垂直投影面外构成交叉区域145，设有将不同类型的LED 12连接到相应的线路141-142上的桥146a-146d。桥146a-146b例如将LED 12中的一个LED与构成主印制导线的第一线路141串联连接。所述桥在此桥接构成另一主印制导线的第二线路142。另一类型的两个LED 12与桥接第一线路141的桥146c串联接通。另一桥146d同样桥接第一线路141从而连接第二线路142的彼此错开的子部段。
如果设有呈键合线形式的桥146，则符合目的的是，为载体10设有所谓的ENEPIG(化学镀镍钯浸金(Electroless Nickel Electroless PalladiumImmersion Gold))覆层。
如在图5至图7中对于一个实施方式示例性图解说明的那样，所有LED 12根据规律的网格设置在载体前侧101上。为此，设有多个彼此不重叠地且以横向间距设置的网格轨道120。每个网格轨道120在此包括多个网格安置位置，LED 12中的各一个LED可以定位在所述网格安置位置上。网格安置位置在此单独地依次沿着从网格轨道入口至网格轨道出口的延伸轨道121设置。
然而，根据规律的网格在载体前侧101上设置LED 12不是强制性的，并且也可能不是有利的。可选地省略用于LED的透镜阵列或使用无透镜的会聚光学器件20不需要根据载体前侧101上的规律的网格来设置LED。更确切地说，根据另一实施方式，LED 12也可以不规律地、例如关于高的包装密度和/或好的颜色混合优化地设置在载体前侧101上。
在所示出的实施方式中，在载体前侧101上设置的所有网格安置位置被LED 12占用。
在此，根据一个实施方式，在所有网格轨道120的至少90％中的每个网格轨道中设有N种不同颜色类型中的每种颜色类型的至少一个LED 12。在此，不同颜色类型的LED 12以任意顺序定位。N例如为四。
至少90％的值在此意味着，在实际所有网格轨道120中设有N种不同颜色类型中的每种颜色类型的至少各一个LED 12。对此的例外例如是如下网格轨道120：所述网格轨道在边缘处延伸或者由于几何形状的限制仅包括少的网格安置位置。
沿着网格轨道120的延伸轨道121延伸，线路系统14包括由线路141-144构成的主印制导线，所述主印制导线不仅彼此不重叠而且不与网格轨道120重叠。主印制导线以彼此不交叉的方式延伸。主印制导线例如涉及紧固到载体前侧101上的印制导线，所述印制导线在通过包围所有LED 12的包络线限定的面中不交叉。
为了供给电流，LED 12中的每个LED借助于两个连接轨道149在横向于延伸轨道121的方向上与关于颜色类型相关联的主印制导线电连接。连接轨道149形成输电线系统14的一部分。
连接轨道149又分别与相关联的LED 12的接触部段128电连接。在此，接触部段128例如沿着延伸轨道121延伸。
交叉区域145中的每个交叉区域可以通过分别与不同颜色类型相关联的连接轨道149和主印制导线形成。形成交叉区域145的主印制导线在此始终与如下主印制导线相邻设置：形成交叉区域145的连接轨道149与所述主印制导线电连接。
就网格轨道120在横向于延伸轨道121的方向上的间距而言，根据一个变型方案，在两个相邻的网格轨道120之间至多存在N个主印制导线，其中由线路141-144构成的主印制导线分别与不同颜色类型相关联。
例如，在根据图5和图6的实施方式中就是这种情况，其中三个或四个主印制导线在相邻的网格轨道120之间延伸。
替选地，输电线系统14可以包括主印制导线，其中在相邻的网格轨道120之间至多存在0.5x N个主印制导线。0.5x N在此向上凑成下一个更大的整数。在横向于网格轨道120的虚拟的延伸轨道121的方向上两侧相邻的主印制导线分别与不同颜色类型相关联。这在根据图7的实施例中示出。在那里设有N＝4种不同颜色类型，然而其中在相邻的网格轨道120之间仅存在两个主印制导线。
就沿着延伸轨道121相邻的网格安置位置、即LED 12之间的间距而言，在所有实施例中，在所述相邻的网格安置位置之间至多延伸有两个连接轨道149，其中连接轨道149分别与对应于沿着延伸轨道121邻接的LED 12的颜色类型相关联。
输电线系统14的设置的参照图5至图8示出的变型方案仅仅是示例。另外的设计方案是可行的，并且替选的设计方案也是可行的。一个变型方案是LED 12不规律地设置在载体前侧101上。
总之，存在考虑到交叉区域145设计输电线系统14和载体10的三个可行性：
根据第一可行性，输电线系统14的线路141-144或其他部件在包围LED 12的包络线的垂直投影(即通过所述包络线限定的面的垂直投影)中不交叉。在垂直投影的所述区域中，既不在载体10中也不在载体10上方或下方构成交叉区域。于是，在通过包络线限定的面的区域中，载体10例如构成为单层电路板。在载体10上方或下方，在对应于包络线的区域中也不构成交叉区域145。
然而，禁止在所述区域中构成交叉区域145当然具有考虑到不同的LED 12的可行设置的含义。尤其地，如果设有多种颜色类型，则必须在LED 12之间安置多个印制导线，以便避免交叉区域的产生。因此，总体上，虽然可以实现非常好的热传导，然而对实现高的包装密度和有利的颜色混合提出特定挑战。如所述的那样，文件DE 10 2016 224 341 A1与此相关地教导一些用于设置LED 12的方案。
第二可行性是仅允许在不与LED 12的垂直投影构成重叠的区域中的交叉区域。用于设计所述可行性的变型方案在图5至图8中图解说明。交叉区域145可以构成在载体10中、载体10上方和/或下方。据此在任何情况下在载体中或载体处不构成交叉区域(例如层压的交叉区域)的变型方案是符合目的的。于是，根据第二可行性，载体10也可以在通过包围LED12的包络线限定的面的区域中构成为单层电路板，所述单层电路板具有不交叉的集成的/层压的印制导线。于是，如所阐述的那样，利用对应的桥146，交叉区域145与LED 12错开地构成，例如构成在载体10上方。替选地或附加地，交叉区域145在载体10中构成。在所述变型方案中，载体10例如部分多层地(在对应于交叉区域145的区域中)构成，并且部分单层地(在对应于LED 12的垂直投影的区域中)构成。
第三可行性不提出关于交叉区域的数量和位置的条件。
在这一点上应提及，在此使用的单层性或多层性的术语涉及载体10关于输电线系统14的构成，所述输电线系统在载体10处和/或载体中实现。因此，在一个设计方案中，载体10在LED 12下方单层地构成，并且在LED之间要么多层地要么单层地构成。交叉区域145可以在LED之间构成，例如利用例如可以通过键合安置的微线桥(参见桥146)构成。在所述变型方案中，载体例如设有所谓的ENEPIG(化学镀镍钯浸金)覆层，如开始所阐述的那样。
在此应指出，在载体10外构成的交叉区域145可以由浇注料、例如树脂包围。
如上文中已经说明的那样，根据一个实施方式，输电线系统14耦联到控制设备70上，例如耦联到控制设备70的功率电子部件的多个电流输出连接端上。例如，作为功率电子部件，在载体10下方设有LED驱动器电路板，所述LED驱动器电路板经由线路与载体10的输电线系统14连接。同样地，例如载体10处的传感器可以将其测量值(例如NTC电阻处的电压)经由对应的传感器线路提供给LED驱动器电路板。
根据一个设计方案，在载体10处安置有主动冷却装置、如水冷却装置。
在光源的一个实施方式中，由LED 12产生的损耗热量仅通过环境空气来冷却。为了所述目的，可以设有对应的通风机。根据另一实施方式，冷却完全被动地进行，而无需附加的其他主动冷却部件，如通风机、水冷却装置等。
冷却部件中的一个或多个冷却部件可以根据一个实施方式设置在光源处，冷却部件例如包括：冷却肋、载体10下方的所谓的蒸汽室、例如在反向于光出射方向L的方向上引走热量的热管、通风机、液体冷却装置(例如水冷却装置)等。
根据一个实施方式，光出射侧212的面积是光入射侧214的面积的至少80％。
内部镜反射的反射器21例如构成具有在光出射方向L上增大的多边形的横截面，例如根据具有六个棱边(参见图2和图9，即具有垂直于光出射方向的在数值上增加的六边形横截面(“六角形”))或四个棱边(参见图3)或八个棱边的棱台的形式。通过增大的横截面，可以确保光被聚束并且不散射。
例如，内部镜反射的反射器21构成准直反射器。
反射器21可以具有不同的形状，在此例如有利的是：
-特定的、限定的和可理解地待生产的反射度，
-可选的镜面反射的或扩散的反射特性，
-朝向光出射侧212变大的直径(例如，借此使光束聚束并且不散射)和/或
-多边形的横截面，借此使光束来回反射，从而在颜色上混合。
内部镜反射的反射器21例如由镜反射的板展开部(Blechabwicklung)成形。这对应于成本有利的制造方式。例如考虑Alanod公司的MIRO板。对应于一个实施方式，使用切割成具有特定形状的条并且例如折叠成六角形的棱台的反射器21。
会聚光学器件20——如所述的那样——是无透镜的。因此，根据一个实施方式提出，在输出光学器件30与LED 12之间既不设有用于LED 12的单个透镜，也不设有单个透镜阵列。会聚光学器件20可以构成光源的初级光学器件并且不包括具有跨越LED 26的整体的至少一个透镜的透镜装置。
因此，光源例如是无透镜阵列的。这意味着光源不具有透镜阵列。由于用于LED装置的透镜阵列包括在紧凑光源的意义上必须非常小的多个单个透镜(例如，对于每个LED恰好一个单个透镜)，这种透镜阵列的透镜的最小的、仍可制造的尺寸在紧凑构造的方向上限制光源的结构尺寸。一方面，这从技术角度进行，因为在低于一定最小尺寸的情况下，具有期望的光学特性的透镜不再能够制造。另一方面，在经济角度下，也存在限制，因为对于较小的透镜阵列可能产生较高的制造成本，例如由于必须对透镜进行高耗费的后处理而产生较高的制造成本。因此，通过省去透镜阵列打开在设计光源时的自由度，尤其可以实现，特别紧凑地设计光源或其部分。
根据光源的一个实施方式，会聚光学器件20、例如反射器21嵌入到保持件25中(参见图9A至图9C)。以所述方式，可以保护会聚光学器件免受外部的力影响的影响。保持件25例如具有容纳部250，会聚光学器件20、例如反射器21完全嵌入到所述容纳部中。为了紧固会聚光学器件20，所述会聚光学器件例如在其外侧可以设有粘接剂，所述粘接剂构成与容纳部250的连接。保持件25的前侧251例如构成用于输出光学器件30、例如扩散器片的支承面，如在图4(A)中示意性图解说明的那样。
保持件25的背侧252例如根据法兰的形式构成，并且可以根据在图9A至图9B中图解说明的变型方案借助于螺栓253(或其他紧固机构)紧固在耦联层80上。例如，保持件25的背侧252、耦联层80、支承机构89以及中间层89和支承机构90可以以一种夹层结构彼此耦联，如在图9A至图9B中图解说明的那样。
另一变型方案在图9C中图解说明。在那里，耦联层80根据两件式压力板的方式构成具有两个部分801和802，所述两个部分从左边或右边在保持件的法兰状的背侧252上推动并且在那里压制保持件25。借助于弹簧82保持在张紧下的螺栓81再次用于所述目的，如在图9C中所示。
封闭光源的输出光学器件30，例如呈扩散器30的设计的输出光学器件例如具有精确限定的散射特性和尽可能高的透射性。
如果(例如在图4中示出的)输出光学器件30设计为扩散器，则扩散器30可以是随机扩散器或全息扩散器。替选地，扩散器30构成为体积扩散器(参见根据图4(C)的变型方案)。
例如构成为随机扩散器或全息扩散器的输出光学器件30例如包括衬底31(参见图4(B))，(薄的)光散射层32施加在所述衬底上或集成到表面中，其中衬底31覆盖无透镜的会聚光学器件20的光出射侧212(参见图4(A))，并且其中层32指向待照明的环境的方向。层32当然也可以不同地成形，借此，子部段可以具有不直接指向待照明的环境的方向的面法线。
衬底31可以由玻璃或光学塑料构成。层32可以与衬底31合并，例如如果玻璃或塑料已经通过激光雕刻或蚀刻衬底表面进行处理，则所述层可以与所述衬底合并。
因此，输出光学器件30可以构成为扩散器片。
例如，输出光学器件30覆盖无透镜的会聚光学器件20的光出射侧212，使得会聚光学器件20的内部210在光出射侧212处相对于环境(Umgebungsfest)密封。
输出光学器件30例如可以(除了其光学功能之外)同时形成聚光灯100朝向环境的水密的和防尘的封闭。为此，输出光学器件30例如紧固在聚光灯100的壳体40上。借此，整个聚光灯100在所述部位处相对于环境密封，并且在所述变型方案中，输出光学器件也不必强制性地以密封的方式与会聚光学器件20连接。
只要(关于材料)可行，则光源的一个实施方式的被光穿过的塑料或玻璃元件(例如，输出光学器件30)的每个表面设有抗反射覆层。先前反射的光束现在同样偏转穿过，并且这提高成像的效率和质量。例如，所谓的“界面反射”可以通过附加的抗反射覆层从4％降低到0.5％。
根据一个实施方式，输出光学器件30一件式构成。即输出光学器件30可以是整体式的并且在所述特性的情况下可以连接到例如构成为内部镜反射的反射器的会聚光学器件20上。
根据另一实施方式，输出光学器件30多件式、例如两件式构成。在此，例如设有玻璃片，所述玻璃片覆盖例如构成为内部镜反射的反射器的会聚光学器件20的光出射侧212。在所述玻璃片上可以安置有全息扩散器。
图10示出输出光学器件30的示例性实施方式。在所述实施方式中，输出光学器件30两件式构成；玻璃片33在此封闭例如构成为内部镜反射的反射器的会聚光学器件20的光出射侧212。因此，玻璃片33接收由会聚光学器件20会聚和混合的光，并且沿着其厚度在光出射方向L上透射所述光。在玻璃片33上设有全息扩散器34，所述全息扩散器接收和输出由玻璃片33透射的光。
可以实现下文中基于图10描述的涉及输出光学器件30的其他可选特征，而与输出光学器件30一件式还是多件式构成无关。
例如，光源包括框架结构35，输出光学器件30经由所述框架结构耦联到会聚光学器件20上。为此，框架结构35例如围绕输出光学器件30。此外设有同样由框架结构35围绕的耦联结构36，所述耦联结构设置在框架结构36与输出光学器件30之间，并且构成用于与后续光学器件(在此未示出)构成机械耦联。为此，耦联结构36例如包括带有用于紧固后续光学器件的卡口式连接件的法兰。因此，光源可以有利地用作为用于构成一系列不同类型的聚光灯的基础；根据应用目的，可以选择对应的后续光学器件，并且经由耦联结构36将其与光源机械耦联。
此外，为了在后续光学器件与光源之间传输数据、控制信号和/或功率信号，设有具有一定数量的(例如五个)线路371-375的界面37，其中界面37可以与控制设备70连接。因此，控制设备70也可以对后续光学器件在控制技术上起作用，和/或可以在后续光学器件与光源之间交换数据。所使用的光学器件可以经由滑动件38来解锁。
为了辨识光源，例如为了确定光源的物品编号和/或序列号，以及必要时与此相关的数据(如产品规格、用户指南等)，可以在载体10、例如其前侧处安置机器可读代码、例如QR码。

Claims (16)

1.一种用于聚光灯(100)的光源，所述聚光灯用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境，所述光源包括：
(i)载体(10)，所述载体至少部分地构成为单层电路板，其中在所述载体(10)处设置有：
ο具有N>2种不同颜色类型的多个LED(12)；
ο具有带有N种线路类型的多个线路(141，142)的输电线系统(14)，所述输电线系统用于给所述LED(12)供电；
(ii)无透镜的会聚光学器件(20)，所述会聚光学器件会聚和混合从所述LED(12)发出的光；
(iii)封闭所述光源的输出光学器件(30)，所述输出光学器件透射来自所述会聚光学器件(20)的光并且将所述光输出到环境中；以及
(iv)用于控制所述多个LED(12)的控制设备(70)的至少一个部件，
其特征在于，所述光源还包括：
(v)保持件(25)，其中所述会聚光学器件(20)嵌入在所述保持件(25)中，并且所述保持件(25)的前侧(251)邻接所述输出光学器件(30)，并且其中所述保持件(25)的背侧(252)法兰状地构成；
(vi)耦联层(80)，其中所述保持件(25)在其法兰状的背侧(252)处至少借助于所述耦联层(80)紧固在所述载体(10)上。
2.根据权利要求1所述的光源，其中所述会聚光学器件(20)包括内部镜反射的反射器(21)，所述反射器包围所述LED(12)的整体，并且从所述LED(12)中的每个LED发出的光在所述反射器(21)的内部(210)混匀，并且例如在发射角减小的情况下在所述反射器(21)的光出射侧(212)处输出。
3.根据权利要求2所述的光源，其中所述输出光学器件(30)直接连接到所述反射器(21)的光出射侧(212)上。
4.根据权利要求2或3所述的光源，其中所述反射器(21)构成具有在光出射方向(L)上增大的多边形的横截面。
5.根据上述权利要求2至4中任一项所述的光源，其中所述反射器(21)由镜反射的板展开部成形。
6.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中在所述输出光学器件(30)与所述LED(12)之间既不设有用于所述LED(12)的单个透镜，也不设有单个透镜阵列。
7.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述会聚光学器件(20)构成所述光源的初级光学器件，并且不包括具有跨越所述LED(26)的整体的至少一个透镜的透镜装置。
8.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述输出光学器件(30)包括衬底(31)，在所述衬底上施加有光散射层(32)，其中所述衬底(31)覆盖所述会聚光学器件(20)的光出射侧(212)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述输出光学器件(30)覆盖所述会聚光学器件(20)的光出射侧(212)，使得所述会聚光学器件(20)的内部(210)在所述光出射侧(212)处相对于环境密封。
10.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述载体(10)是陶瓷载体(10)，并且所述线路(141，142)构成为施加在所述载体(10)上的印制导线，例如层压或借助于物理或化学方法沉积在所述载体上的印制导线。
11.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述输电线系统(14)和所述载体(10)构成为，使得
-在包围所述LED(12)的包络线的垂直投影中不构成交叉区域；和/或
-在所述LED(12)中的每个LED的垂直投影中不构成交叉区域。
12.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述输电线系统(14)和所述载体(10)构成为，使得在所述载体(10)中、在所述载体(10)上方和/或在所述载体(10)下方，仅在如下区域中构成有交叉区域：
-所述区域与包围所述LED(12)的包络线的垂直投影重叠，以及
-所述区域不与所述LED(12)中的每个LED的垂直投影重叠。
13.根据上述权利要求中任一项所述的光源，其中所述输出光学器件(30)包括扩散器。
14.根据权利要求13所述的光源，其中所述扩散器是全息扩散器。
15.一种用于照明电影环境、工作室环境、舞台环境、活动环境和/或剧院环境的聚光灯(100)，所述聚光灯包括根据上述权利要求中任一项所述的光源。
16.根据权利要求15所述的聚光灯(100)，其中所述输出光学器件(30)紧固在所述聚光灯(100)的壳体(40)上，并且将所述聚光灯(100)在所述部位处相对于环境密封。
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