CN1640200A

CN1640200A - 灯

Info

Publication number: CN1640200A
Application number: CNA038056976A
Authority: CN
Inventors: 哈拉尔德·霍夫曼; A·希尔斯彻尔; T·诺尔; M·察豪
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2023-01-03
Also published as: US20050099108A1; AU2003205509A1; WO2003059013A1; JP4456870B2; EP1466505A1; EP1466505B1; JP2005514753A; CN100493274C

Abstract

灯(10，10’)包括至少一个用来连接到一个照明侧的灯座上的灯头(11，11’)和至少一个发光二极管元件(12)。其特征在于，设置了多个发光二极管元件(12)，它们离该灯头间隔距离地布置，并组成一个结构单元(13，13’)。

Description

灯

技术领域

本发明涉及一种灯，该灯包括至少一个用于连接在照明侧的灯座上的灯头和至少一个发光二极管元件(发光二极管)。

背景技术

DE 198 29 270 A1描述了这种灯。该灯配有不同色温的至少两个分灯，其中该灯的总色温是可变的。两个分灯之一设计成发光二极管元件。

在一个灯内布置发光二极管元件时，必须考虑到发光二极管元件通常只发射定向光线。为了达到从灯发出的发光二极管光线或在两个分灯的情况中从灯发射出的、具有发光二极管光线成分的光线的均匀亮度分布，发光二极管元件需要特殊布置。

发明内容

本发明的目的是这样继续改进这种灯，使该灯在简单结构的情况下实现从发光二极管元件发射出的发光二极管光线的均匀亮度分布。

本发明是这样实现上述目的的：设置了多个发光二极管元件，它们离灯头间隔距离地布置并组成一个结构单元。

因此本发明的原理基本上在于，发光二极管元件不是布置在灯头内，以及在灯头附近或灯头内产生的发光二极管光线不是借助于光导元件或光转向元件在灯的容积中分布，而是发光二极管元件离灯头间隔距离地布置，这样就可在灯体积内使得多个发光二极管元件发射出的发光二极管光线产生一定均匀性。当然，可设置光转向元件或导元件来进一步改善亮度分布的均匀性。为此，例如可设置散射元件。但通过发光二极管元件按本发明的分布的布置至少可在灯体积的一部分区域内达到灯的发光二极管光线亮度分布的明显的均匀性。

此外，本发明的解决方案提供了一种特别简单的灯结构的构造。结构单元例如可预制成单独的、待固定在灯头上的元件，然后安装在灯头上。此外原则上可用公知的结构单元，这可导致廉价的按照本发明的灯。通过把多个发光二极管元件组成一个结构单元，可按特别简单的方式制作根据本发明的灯。

按这种方式还可在很大程度上避免单个发光二极管元件的连接部位由于在灯的可能设置的其他分灯的连接部位产生的热而对元件产生温度影响。特别是在设置了不同分灯的灯的情况下，按这种方式可只把第二种分灯直接布置在灯头上，并把发光二极管元件布置在结构单元上，并由此只是间接地布置在灯头上。按此方式为由发光二极管元件所产生的热的散射提供了一个较大的表面，即在发光二极管元件布置在灯头内部时，不存在这样大的结构单元表面。此外，该结构单元的表面与灯座的表面是分开的。

根据本发明的灯可一端或两端设有灯头，例如可以是带一个螺口灯头的呈滴状的常规基本形状的灯，其中，具有发光二极管元件的结构单元布置在灯体积内。另一种方案是，根据本发明的灯也可按常规的紧凑型荧光灯的形状设计成一端用卡口连接的灯。最后，灯的形状也可象常规荧光灯那样具有两端插座。

按照本专利申请，所谓发光二极管光线是指由发光二极管元件发射出的、最好为可见波长范围内的辐射。但根据本发明，原则上发光二极管光线的概念也包括所用的发光二极管元件发射的其它不可见的波长范围，例如短波的紫外线范围。在使用这种发光二极管元件时，例如可设置一个附加的、封闭一个灯体积的灯泡元件，该灯泡元件的内侧设置一层荧光物质层，该层把短波的发光二极管紫外线光线转换成可见光。

根据本发明的灯的发光二极管元件可以是单色的，也可具有不同的颜色。按此方式，通过适当的控制例如也可产生色彩过程。

根据本发明，在一个结构单元上布置多个发光二极管元件除了可实现特别简单的控制外，还可实现连接线和控制线的特别简单的布置。特别是，灯头的结构可设计得特别简单。结构单元可插接到灯头上。

根据本发明的一种优选方案，多个发光二极管元件至少部分地基本上呈排状进行布置。这种方案例如可实现结构单元基本上沿灯的一根纵轴线布置，这样就以简单的方式在灯体积内达到发光二极管光线的照度分布的最大均匀性。此外，可应用公知的结构单元。

根据本发明的另一种优选方案，发光二极管元件组成一个线性的棒形布置。这种方案可特别简单地利用公知的元件，因而可保持很少的研制费用。例如发光二极管元件的棒状布置装入树脂玻璃(Acrylglas)(胶质玻璃)中，从别的领域是公知的。这种结构单元必要时在作一些修改的情况下可用来布置在灯中。此外，发光二极管元件组成线性的棒状布置导致在灯体积内的发光二极管元件的均匀分布的布置，并由此导致均匀的亮度分布。

根据本发明的另一种方案，棒状布置基本上沿灯的纵轴线对齐。特别是在纵向延伸的即例如具有一个灯泡形的灯体积的灯的情况下，这种布置可达到特别均匀的亮度分布。在这种情况中，具有发光二极管元件的棒状布置基本上垂直于一个通过灯头的横截面(宽边)构成的平面进行布置。这可实现特别简单的安装，达到在灯头上的特别稳固的棒形布置。

根据本发明的另一种优选方案，所述结构单元基本上是透光的。这种方案可实现均匀的光混合。

根据本发明的另一种可供选择的方案，所述结构单元基本上是光反射的或光散射的。这种方案的一个主要优点是，可在所述结构单元的表面产生多次反射。为此，该结构单元或发光二极管元件以及可能选用的其他分灯可采取适当的几何布置，使得同样达到均匀的光混合。特别是，该结构单元可直接布置在一个第二种分灯的附近，这样就可在该结构单元和该分灯的材料部位之间产生大量的多次反射。

根据本发明的另一种优选方案，设置了一个灯泡元件来至少部分地封闭该结构单元。例如可用一个透光的玻璃圆筒或塑料圆筒作为灯泡元件。原则上该灯泡元件可设计成保护灯泡，以便例如在灯体积内产生一定的压力或保持一定的充气。最后，该灯泡元件也可设置例如用来通过冷空气流的孔。

根据本发明的一种优选方案，所述灯泡元件设计成散射体。该散射元件用来保证灯的亮度分布的进一步均匀化。此外，在用不同颜色的多个发光二极管时，该散射元件可保证颜色的均匀混合。最后，当设置了一个第二种分灯时，该散射元件还有助于发光二极管光线和由该第二种分灯所发射出的光线的均匀混合。

根据本发明的一种优选方案，所述灯泡元件用塑料制成。这种方案可把散射体加入制造灯泡元件的塑料颗粒物中。按此方式，这种特别是作为塑料压注件制成的灯泡元件可配置特别均匀分布的散射体。在这种情况下，制造费用是很少的。散射体可掺入塑料颗粒中，也可为塑料颗粒的整体组成部分。

所述散射体也可由荧光物质组成。

根据本发明的另一种优选方案，在灯头上至少布置了一个第二种分灯。这时例如可以是一种紧凑型荧光灯，但也可以是一种高压放电灯。特别是，当第二种分灯和布置在该结构单元中的发光二极管元件具有不同的色温时，灯的总色温可像DE 19829270 A1所述的那样进行改变。为此，结构单元的发光二极管元件必要时还有单个的和/或第二种分灯可变暗和/或可接通或断开。

按此方式，例如也可设计这样一种灯，该灯提供由发光二极管元件产生的有效应急光线或持续光线，并在需要时附加接通第二种分灯来产生大的光通量。

根据本发明可实现这样一种灯，该灯的发光二极管元件发射出的光线的亮度分布至少很类似于由第二种分灯所发射出的光线的亮度分布。

根据本发明的一种特别有利的方案，所述发光二极管元件用红色发光二极管制备，并与一个设计成汞荧光灯的第二种分灯相组合。按此方式可产生色温小于2500K的白色光，与白炽灯变暗时产生的光一样。

这种也可多个设置的汞荧光灯可具有任意的形状，并可例如设计成紧凑型灯或棒型灯。例如可以是带放电管的紧凑型荧光灯，该放电管至少具有一个特别是呈U形弯曲的分管，尤指由OSRAM所生产的DULUX-T/E紧凑型荧光灯或DULUX-S/E或DULUX L型灯。

根据本发明另一种优选方案，该灯泡元件至少部分地既包封带有发光二极管元件的结构单元，又至少部分地包封第二种分灯。按此方式，可变成具有一个共同的灯泡元件的紧凑的灯，该灯泡元件例如设计为散射体，并用来保证由两个分灯所产生的光线的均匀混合。此外，按此方式可把本发明的灯设计成至少很近似于常规灯的结构型式。

根据本发明的另一种优选方案，所述结构单元基本上是透光的。所用的材料例如可以是树脂玻璃或一种其他的透光塑料。按此方式，除了例如可放入结构单元中的发光二极管元件本身及其只具有很小直径的控制线外，该结构单元对发光二极管元件所发射的光线和对由一个可能设置的第二种分灯所发射的光线都是透光的。这种结构导致实际上完全避免阴影问题。此外，按此方式可在灯体积内进行该结构单元的几乎任意的布置，而不产生阴影问题。

根据本发明的另一种优选方案，所述灯基本上对称于该灯的一个中间平面。这例如通过在灯头上该结构单元的在中间中心的布置和第二种分灯的相应对称结构来实现。最后，也可设想两个结构单元对称地沿着灯的一个中间平面进行布置。另一个方案是，该结构单元也可包括两部分，且这两部分对称于灯的中间平面布置。

特别是通过至少两个结构单元间隔距离地对称于中间平面的布置、或通过一个结构单元的至少两部分间隔距离地并对称于中间平面的布置，一方面可达到发光二极管光线的对称的、最好也是定向的光分布，另一方面，所述距离还可实现对于由发光二极管元件所产生的热进行良好的导热。

根据本发明的另一种优选方案，发光二极管元件分别布置在所述结构单元的一侧上。特别是对该结构单元具有至少部分弯曲的表面和透光的情况，按此方式可由该结构单元构成一个透镜、特别是一个柱面透镜来进行发光二极管光线的聚束。按此方式，光流可导入一个优选方向，从而几乎可完全避免阴影问题。

附图说明

本发有的其他优点可从两个在附图中所示的实施例的下列说明中得知。附图示出：

图1带一端灯头的本发明灯的第一实施例的局剖示意侧视图；

图1a至1c大致沿图1剖面线X-X剖开的图1的灯的三种不同结构的局剖示意图；

图2根据本发明的两端灯头的灯的第二实施例的局部示意图；

图2a和2b大致沿图2中的剖面线Y-Y剖开的图2的灯的两种不同结构的局剖示意图，其中图2b具有两个结构单元和一个第二种分灯；

图3一端灯头的灯的第三实施例的示意侧视图；

图4大致按图3中视图箭头IV示意示出的图3的实施例。

优选实施方案

图1表示具有一个灯头11的总体上用10表示的灯。该灯头11配有电接头20和机械接头21，以便与一个图中未示出的照明侧灯座连接。

在灯头11上布置一个结构单元13，该结构单元在图1的实施例中具有6个不同的发光二极管元件12。这些发光二极管元件12呈线性地布置成一排，所以结构单元13总体呈棒形并沿灯10的纵轴线L延伸。结构单元13在中间中心地地布置在灯头11上。

这6个发光二极管元件12例如可放入一个由树脂玻璃制成的结构单元13中。但发光二极管元件12也可布置在结构单元13的一个侧面26上。

按图1，棒形结构单元13被一个大致为U形的第二种分灯15包围。第二种分灯15例如可设计成紧凑型荧光灯。

第二种分灯15和结构单元13在灯头11上配有单独的连接部位18或19。第二种分灯15和结构单元13单独通过未详细示出的连接线控制，该连接线至少部分地通过灯头11延伸。也可考虑相互独立地控制单个发光二极管元件12，需要时包括一个变暗过程。

灯体积25定义为一个灯泡元件24的内腔，该内腔封闭结构单元13和第二种分灯15。灯泡元件24可单独通过连接部位27连接到灯头11上。

灯泡元件24例如可以是一个完全封闭的玻璃泡，该玻璃泡可在灯体积25内建立一个不同于灯10的外部空间28的压力或在灯体积25内充一种气体。

灯头11和灯泡元件24的横截面为圆筒形。

在图1所示实施例中，灯泡元件24设计为散射体16，它的任务特别在于把由第二种分灯15和由发光二极管元件12发出的光线相互混合，以使观察者感受灯10的均匀的亮度分布。

按图1的实施例，在散射元件16中设置了两个孔17，这两个孔设计为通气孔，并用来流通待散热的气流。

由发光二极管元件12发出的光线的走向用箭头14a、14b和14c示意说明如下：

由发光二极管元件12发出的光线的一部分大致沿示意示出的光路14a直接离开灯10。另一部分光线则在散射元件16处按箭头14b散射或反射并只有在一次或多次反射后才离开灯10。第三部分光线例如也可光线转向通过第二种分灯15，大致如箭头14c所示。最后，也可进行箭头14b和14c的组合。这同样适用于由第二种分灯15发出的光线。在这方面，结构单元13的材料起着特殊的作用：

特别是，当发光二极管元件12放入一个用透光材料、例如树脂玻璃所制成的结构单元13中时，几乎可完全避免阴影问题。在这种情况中，结构单元13对发光二极管光线14以及对于第二种分灯15所发出的光线都是透光的，当然，在结构单元13中延伸的发光二极管元件12的未示出的连接线除外。

最后，结构单元13也起散射体的作用，它对于由发光二极管元件12和由第二种分灯15发出的光线进行附加的混合。

结构单元13的连接部位19大致在中间中心地布置在灯头11上。第二种分15的大致呈圆环形的连接部位18则按图1相当靠近灯头11的边缘R地布置。连接部位18中产生的热由于发光二极管元件12到连接部位18的较大距离而对发光二极管元件影响很小。按此方式，发光二极管元件12和第二种分灯15可并联运行。发光二极管元件12所产生的热可特别通过单个发光二极管元件12的连接部位26内的结构单元13的表面22进行散热。为了提供相当大的表面22，该表面与灯头11的表面23分开布置。

在图1实施例中，棒形结构单元13沿灯10的纵轴线L布置并具有一个长度1，该长度约为灯泡元件24的长度a的三分之二。原则上利用根据本发明的灯可以相应于灯泡元件24的长度a地选择棒形结构单元13的长度1。

图1a至1c示范性地表示结构单元13和分灯15的三种不同的布置：

在图1a实施例中，设置了一个具有发光二极管元件12的结构单元13。分灯15的两部分共同与结构单元13沿一条直线或沿中间平面E布置。这是一种特别简单的结构，且如箭头14所示，结构单元13的发光二极管光线14的光线分布总体上对称于灯10的纵轴线L。

图1b表示两个结构单元13的另一种布置。这两个结构单元也是大致中心地布置在分灯15的两部分之间。每个结构单元13配有多个发光二极管元件12，例如分别配有六个发光二极管元件12。发光二极管元件12分别布置在结构单元13的侧面26上，即分别布置在固定侧面上，所以，为足够的散热提供了一个与固定侧26对应的结构单元13的表面22的区域。

这里最好例如通过使用树脂玻璃构成结构单元13的透明结构，构件13本身就构成一个柱面透镜。光路用箭头14示意表示。另一种办法是，结构单元13可以是粗糙的，并例如起散射体作用。

图1b的结构表示具有定向光线分布的灯10。但亮度分布是特别对称的，即既对称于灯10的纵轴线L(轴向对称)，又镜像对称于灯10的一个中心平面E。

图1c也表示一个有利的方案，两个结构单元13分别设置发光二极管元件12。这里结构单元13间隔距离，从而进一步改善了散热。

图2表示两端插头形式的灯10的本发明第二实施例。图2只示出了本发明灯10的一个端部区域，该灯在其相对于图2的未示出的右端具有另一个完全相同的灯头11。

灯体积25被一个圆形横截面的空心圆筒灯泡元件24封闭。灯泡元件24固定在该灯头上并连接这两个相互对置的灯头11。

类似于图1的布置，在图2的灯体积22中布置了一个棒形结构单元13，该结构单元包括多个发光二极管元件22。为清晰起见，只示出了6个发光二极管元件12，它们呈线性即沿一条直线布置。该直线平行于灯10的纵轴线L延伸。

平行于棒形结构单元13布置了一个第二种分灯15，该分灯按照一个常规的荧光灯的形式进行设计。

与图1类似，发光二极管元件12所发出的光线的光路只示意地用箭头束14a、14b、14c表示。在这个实施例中也设计为散射体16的灯泡元件24一方面保证发光二极管光线14的不同光线部分的混合，另一方面也保证发光二极管光线14与第二种分灯15所发射的光线的混合。这里也由于结构单元13的基本上透光的结构只产生很小的阴影问题。由第二种分灯15发出的光线按箭头29也可通过又是用树脂玻璃所制成的结构单元13，其中只有发光二极管元件12本身和发光二极管元件12的未示出的连接线对光线通过结构单元13有所干扰，但这种干扰实际上无关紧要。

图2a和图2b表示图2所示灯的不同结构。图2a表示类似于图2所示的一个结构单元13和一个分灯15的布置。图2b表示同样也可在灯泡元件24中一起设置两个结构单元13与一个大致中心布置在这两个结构单元13中的分灯15。与图1b和图1c的结构类似，实施例2b以特别有利的方式产生发光二极管光线14的对称亮度分布。特别是，给定了相对于灯10中心平面E的对称性，同时确定了相对于灯10的纵轴线L的对称性。

原则上，也可在灯泡元件24或散射元件16的内侧设置一层未示出的荧光物质层，以便例如把发光二极管元件12所发射的、位于紫外线范围内的短波光线转换成可见光线。

最后，结构单元13也可布置在一个常规荧光灯的保护灯泡内。

图3表示根据本发明的灯的第三实施例，在这种实施例中，一个汞-荧光灯15’与一个具有八个发光二极管元件12的结构单元组合。这种在商业上名叫DULUX S/E或DULUX-L的、设计成紧凑型荧光灯的第二种分灯15’实际上按照一个U形的双股的形式进行设计。结构单元13’与第二种分灯15’分开固定在一个横截面基本上为三角形的灯头11’中。第二种分灯15’和结构单元13’基本上相互平行地对齐。

图3和4的实施例可取消分开的灯泡元件。发光二极管光线的重新分布和均匀性通过分灯15’的荧光物质层以及通过在结构单元13’上的多次反射来实现。在这方面，如果这个实施例的结构单元13’基本上是透光的、但无论如何是反射的，则特别有利。

灯头11’的特殊形状例如可这样实现多个相同的灯10’的成排布置，即相同的灯10’基本上沿箭头X方向呈线性排列，其中第二种分灯15’分别交替地沿Y方向或Y’方向对齐。

另一种可能性是围绕顶点S呈光环状布置多个相同的灯10’。在按图3实施例选用三角形灯头11’的角度的情况下，特别形成一种由六个相同的灯10’组成的光环状的布置。

当然，也可考虑用其他未示出的、原则上任意形状的根据本发明的灯10。

Claims

1.灯(10，10’)，该灯包括至少一个用来连接到一个照明侧的灯座上的灯头(11，11’)和至少一个发光二极管元件(12)，其特征在于，设置了多个发光二极管元件(12)，它们离该灯头间隔距离地布置并组成一个结构单元(13，13’)。

2.按权利要求1所述的灯，其特征在于，结构单元(13，13’)预制成单独的、待固定到灯头(11，11’)上的元件。

3.按权利要求1或2所述的灯，其特征在于，多个发光二极管元件(12)至少部分地组成一个基本上呈排状的布置，特别是组成一个呈线性的棒形布置(13，13’)。

4.按权利要求3的所述灯，其特征在于，棒形布置(13，13’)基本上沿该灯的一根纵轴线(L)对齐。

5.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，发光二极管元件(12)特别是单个的、可变暗的和/或可接通或可断开的。

6.按前述权利要求中任一项的灯，其特征在于，结构单元(13)基本上是透光的。

7.按权利要求1至5中任一项所述的灯，其特征在于，结构单元(13’)至少部分地是基本上反光的或光散射的。

8.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，设置了一个灯泡元件(16，24)，该灯泡元件至少部分地包封所述结构单元。

9.按权利要求8所述的灯，其特征在于，灯泡元件(16，24)用塑料制成。

10.按权利要求9所述的灯，其特征在于，所述塑料含有散射体。

11.按权利要求10所述的灯，其特征在于，所述灯泡元件是塑料压注件，并在压注之前将所述散射体掺入到塑料颗粒中。

12.按权利要求10所述的灯，其特征在于，所述灯泡元件是塑料压注件，且所述散射体是所述塑料颗粒的组成部分。

13.按权利要求10至12中任一项所述的灯，其特征在于，该散射体由荧光物质制成。

14.按权利要求13所述的灯，其特征在于，该荧光物质把紫外线光线部分、特别是把位于蓝色或长波紫外线范围内的发射(例如第二种分灯(15，15’)的汞线)和/或把发光二极管元件所(12，12’)发射的长波紫外线辐射转换成可见光。

15.按权利要求8至14中任一项所述的灯，其特征在于，灯泡元件(16，24)是散射体。

16.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，在灯头(11，11’)上至少布置一个第二种分灯(15，15’)。

17.按权利要求16所述的灯，其特征在于，第二种分灯(15，15’)具有一层荧光物质层。

18.按权利要求17所述的灯，其特征在于，第二种分灯(15，15’)和结构单元(13，13’)的布置这样选择：在发光二极管元件(12，13’)的给定发射特性的情况下，发光二极管辐射只射到分灯(15，15’)的荧光物质层上。

19.按权利要求17或18所述的灯，其特征在于，在该荧光物质层和结构单元(13，13’)之间发生多次反射。

20.按权利要求16至20中任一项所述的灯，其特征在于，第二种分灯(15，15’)是紧凑型荧光灯或高压放电灯。

21.按权利要求16至20中任一项所述的灯，其特征在于，第二种分灯(15，15’)是可变暗的和/或可接通的或可断开的。

22.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，设置了一个灯泡元件(16，24)，该灯泡元件既至少部分地包封具有发光二极管元件(12)的结构单元(13，13’)，又至少部分地包封第二种分灯(15，15’)。

23.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，该灯基本上对称于灯(10，10’)的一个中心平面(E)。

24.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，结构单元(13，13’)在中间中心地布置在灯头(11，11’)上。

25.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，至少两个结构单元(13，13’)特别是沿灯的一个中心平面(E)间隔距离地对称地布置。

26.按权利要求1至24中任一项所述的灯，其特征在于，一个结构单元(13，13’)的两部分间隔距离地对称于该灯的一个中心平面进行布置。

27.按前述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，发光二极管元件(12)分别设置在结构单元(13，13’)的一个侧面上。