DE102007009229A1 - Light source for illuminant for illuminant arrangement, has multiple carrier element plates, each carrier element plate is flat surface section on which light emitting diode is arranged - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle mit mehreren Trägerelementen, wobei die Trägerelemente jeweils einen im Wesentlichen planen Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine Licht emittierende Diode angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Leuchtkörper mit einer derartigen Lichtquelle, sowie eine Anordnung von mehreren derartigen Leuchtkörpern.The The present invention relates to a light source with a plurality of carrier elements, wherein the carrier elements each having a substantially planar surface portion, on the at least one light-emitting diode is arranged. It also concerns the invention with a luminous body Such a light source, as well as an arrangement of several such luminaires.
Mit „Lichtquelle" soll im Folgenden der Einfachheit halber eine „Lichtquelleneinheit" bezeichnet sein, also nicht nur die eigentliche Lichtquelle, beispielsweise eine Licht emittierende Diode, sondern eine Einheit, die mehrere Komponenten umfassen kann, die der Lichterzeugung dienen. Beispielsweise sollen auch Komponenten, die zur Ansteuerung oder Stromversorgung der „eigentlichen" Lichtquelle vorgesehen sind, als Elemente der „Lichtquelle" verstanden sein.By "light source" is meant below for the sake of simplicity a "light source unit", So not just the actual light source, such as a Light-emitting diode, but a unit that has multiple components which serve to generate light. For example, should also components which are provided for driving or powering the "actual" light source are to be understood as elements of the "light source".
Kugelleuchten weisen eine im Wesentlichen kugelförmige Oberfläche auf, durch die Licht abgestrahlt werden kann. Die Oberfläche wird durch einen lichtdurchlässigen „Lichtaustrittskörper" gebildet, der beispielsweise aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein kann. Dabei ist bekannt, eine Lichtquelle für die Leuchte im Inneren des Lichtaustrittskörpers anzuordnen.globes have a substantially spherical surface, through which light can be radiated. The surface becomes formed by a translucent "light exit body", for example can be made of glass or plastic. It is known a light source for to arrange the lamp inside the light exit body.
Bei Kugelleuchten kann es erwünscht sein, dass der Lichtaustrittskörper von innen möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet wird, so dass also eine Leuchte ermöglicht wird, die nach allen Richtungen möglichst gleichstark Licht abstrahlt, also eine möglichst homogene Abstrahlung aufweist.at Ball lights may be desired be that the light exit body illuminated from the inside as evenly as possible so that a lamp is made possible after all Directions as possible the same amount of light is emitted, so that the radiation is as homogeneous as possible having.
Eine absolut homogene Ausleuchtung einer Kugel ist nur mit einer Punktlichtquelle zu erzielen. Eine Glühbirne kann bei genügend großem Lichtaustrittskörper in sehr guter Näherung als Punktlichtquelle dienen. Allerdings bedingt eine Lichtquelle in Form einer Glühbirne gewisse Nachteile. Beispielsweise kann damit Licht nur in einer bestimmten Farbe abgestrahlt werden.A absolutely homogeneous illumination of a sphere is only possible with a point light source to achieve. A light bulb can be enough great Light emitting body in a very good approximation serve as a point light source. However, requires a light source in the form of a light bulb certain disadvantages. For example, light can only be in one certain color are emitted.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lichtquelle für eine Leuchte anzugeben, die in guter Näherung als Punktlichtquelle, insbesondere für eine Kugelleuchte, dienen kann und dabei mehr Möglichkeiten der Lichtbeeinflussung bietet. Des Weiteren soll ein entsprechender Leuchtkörper angegeben werden.Of the The present invention is based on the object, a light source for one Indicate, in good approximation, as a point light source, especially for a ball lamp, can serve and offers more possibilities of light influencing. Furthermore, a corresponding luminous body should be specified.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Lichtquelle gelöst, welche die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is according to the invention solved with a light source, which has the features mentioned in claim 1. Special embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Gemäß der Erfindung ist eine Lichtquelle vorgesehen, die mehrere Trägerelemente aufweist, wobei die Trägerelemente jeweils einen im Wesentlichen planen Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine Licht emittierende Diode angeordnet ist. Dabei sind die Trägerelemente relativ zueinander derart angeordnet, dass die Oberflächenabschnitte der Trägerelemente die Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders, insbesondere eines regulären oder semiregulären Polyeders, definieren.According to the invention a light source is provided which has a plurality of carrier elements, wherein the carrier elements each having a substantially planar surface portion on which at least one light-emitting diode is arranged. There are the carrier elements arranged relative to each other such that the surface portions the support elements the surface or part of the surface a convex polyhedron, in particular a regular or semiregular polyhedron, define.
Durch diese besondere Art der Anordnung der Trägerelemente lässt sich eine Abstrahlung der Leuchte erzielen, deren Stärke besonders wenig von der Abstrahlrichtung abhängig ist. Sie eignet sich daher besonders als Lichtquelle für eine Kugelleuchte bzw. für die gleichmäßige Ausleuchtung der Innenfläche einer Kugel oder zumindest eines Kugelabschnitts, wie beispielsweise einer Halbkugel. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Oberflächenabschnitte der Trägerelemente denjenigen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders definieren, dessen Flächennormalen in einen Halbraum gerichtet sind. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Oberflächenabschnitte denjenigen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders definieren, dessen Flächennormalen zumindest in einen Achtelraum oder zumindest in einen Viertelraum gerichtet sind.By this special type of arrangement of the support elements can be achieve a radiation of the lamp whose strength is particularly little of the Radiation dependent is. It is therefore particularly suitable as a light source for a ball lamp or for the uniform illumination the inner surface a ball or at least a ball section, such as a hemisphere. It can therefore be provided, for example, that the surface sections the support elements that part of the surface of a convex polyhedron whose surface normal is directed into a half-space are. Advantageously, it is provided that the surface sections that part of the surface a convex polyhedron whose surface normal at least in one Eighth room or at least in a quarter space are directed.
Ein konvexes Polyeder ist ein von mehreren ebenen Flächen begrenzter, konvexer Körper. Falls – im Rahmen der Ungenauigkeit, die durch die technische Umsetzung bedingt ist – die planen Oberflächenabschnitte der Trägerelemente jeweils auf einer der Flächen eines konvexen Polyeders liegen, definieren sie somit die Oberfläche dieses Polyeders.One convex polyhedron is a convex body bounded by several flat surfaces. If - in the frame the inaccuracy that is due to the technical implementation - the plan surface sections the support elements each on one of the surfaces of a convex polyhedron, they thus define the surface of this Polyhedron.
Herstellungstechnisch einfach ist es, als Trägerelemente Platten vorzusehen.production engineering it is easy as carrier elements To provide plates.
Besonders gut hinsichtlich der Kontaktierung der Licht emittierenden Dioden eignen sich als Trägerelemente Leiterplatten. Flexible Leiterplatten sind dabei besonders vorteilhaft, weil sie ein leichtes Zusammenfügen der Trägerelemente ermöglichen.Especially good in terms of contacting the light-emitting diodes are suitable as carrier elements Printed circuit boards. Flexible printed circuit boards are particularly advantageous because they are easy to put together the support elements enable.
Besonders vorteilhaft sind die Trägerelemente zumindest teilweise aus einem Zuschnitt einer flexiblen Leiterplatte gebildet. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Trägerelemente durch entsprechende Biegungen der zugeschnittenen Leiterplatte in die vorgesehene gegenseitige Anordnung gebracht sind.Especially advantageous are the support elements at least partially from a blank of a flexible circuit board educated. It can be provided, for example, that the support elements by appropriate bends of the cut PCB in the proposed mutual arrangement are brought.
Es kann also vorgesehen sein, dass die Lichtquelle durch eine flexible Leiterplatte geformt ist, die einen sich tragenden Körper bildet. Die flexible Leiterplatte kann also als Form bestimmendes Element der Lichtquelle vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Führung der Leiterbahnen realisieren, insbesondere hinsichtlich der elektrischen Verbindung der Trägerelemente untereinander.It can therefore be provided that the light source is formed by a flexible printed circuit board, which forms a supporting body. The flexible circuit board may therefore be provided as a form-determining element of the light source. hereby can be realized in an advantageous manner, the leadership of the conductors, in particular with regard to the electrical connection of the carrier elements with each other.
Die Ausleuchtung der Innenfläche einer Kugel kann im Allgemeinen umso gleichmäßiger gestaltet werden, je flacher die Winkel zwischen den Trägerelementen bzw. den betreffenden Oberflächenabschnitten der Trägerelemente sind. Allerdings ist – bedingt durch die technische Realisierung der Trägerelemente – die Lichtquelle im Allgemeinen umso größer, je flacher diese Winkel sind. Falls also die Ausleuchtung einer vergleichsweise kleinen Kugelfläche erwünscht ist, ergibt sich daher, dass die Lichtquelle auch dementsprechend klein sein muss, was eine gewisse Mindestgröße für die besagten Winkel bedingt. Bei einer erfindungsgemäßen Lichtquelle kann durch geeignete Anpassung zwischen dem Abstrahlwinkel der LEDs und dem dazu passenden Durchmesser des Polyeders in Bezug auf den Innendurchmesser einer auszuleuchtenden Kugelfläche eine sehr gute Annäherung an eine Punktlichtquelle erzielt werden.The Illumination of the inner surface a ball can generally be made even more uniform, depending shallower the angle between the support elements or the respective surface sections the support elements are. However - is conditional through the technical realization of the support elements - the light source generally larger, ever shallower these angles are. So if the illumination of a comparatively small spherical surface he wishes is, therefore, results that the light source also accordingly must be small, which requires a certain minimum size for the said angle. In a light source according to the invention can by suitable adaptation between the emission angle of the LEDs and the matching diameter of the polyhedron with respect to the inner diameter a to be illuminated spherical surface a very good approach be achieved to a point light source.
Beispielsweise hat sich für die Ausleuchtung einer Kugelfläche mit einem Durchmesser von ungefähr 120 mm als besonders geeignet erwiesen, als zu Grunde liegende Polyederform einen Dodekaeder zu wählen. Dies stellt also in diesem Sinne einen geeigneten Kompromiss zwischen möglichst flachen Winkeln einerseits und einem möglichst kleinen Durchmesser der Lichtquelle andererseits dar.For example has for the illumination of a spherical surface with a diameter of about 120 mm proved to be particularly suitable as the underlying polyhedron shape to choose a dodecahedron. So in this sense, this makes a suitable compromise preferably flat angles on the one hand and the smallest possible diameter the light source on the other hand.
Die Trägerelemente können in diesem Fall als Platten gestaltet sein, die im Wesentlichen die Form von (gleich großen) regelmäßigen Fünfecken haben, die unmittelbar die zwölf Flächen des entsprechenden Dodekaeders repräsentieren. Mit „im Wesentlichen" soll dabei zum Ausdruck gebracht werden, dass dabei gewisse, insbesondere technisch bedingte Formabweichungen möglich sind. Derartige Formabweichungen können beispielsweise durch Verbindungselemente bedingt sein, beispielsweise durch Ösen bzw. Laschen, die zur gegenseitigen Verbindung der Trägerelemente vorgesehen sind.The support elements can in this case be designed as plates, which are essentially the shape from (same size) have regular pentagons, the immediate twelve surfaces represent the corresponding dodecahedron. By "essentially" is intended to express be brought that certain, especially technically conditioned Shape deviations possible are. Such form deviations can be achieved, for example, by connecting elements be conditional, for example, by eyelets or tabs, the mutual Connection of the carrier elements are provided.
Die Dodekaeder-Form eignet sich beispielsweise im Fall einer Lichtquelle zur Ausleuchtung einer Kugel mit einem Durchmesser von zwischen 10 und 15 cm, beispielsweise etwa 12 cm, wobei die Lichtquelle einen Durchmesser von etwa 45 bis 50 mm aufweisen kann. Diese Größe der Lichtquelle ist (bei derzeitigen technischen Rahmenbedingungen) zur Unterbringung der nötigen Bauelemente innerhalb der Lichtquelle ausreichend.The Dodecahedron shape is suitable, for example, in the case of a light source for illuminating a sphere with a diameter of between 10 and 15 cm, for example about 12 cm, the light source a Diameter of about 45 to 50 mm may have. This size of the light source is (under current technical conditions) for accommodation the necessary Components within the light source sufficient.
Um eine Abstrahlung der Lichtquelle mit einer besonders geeigneten Leuchtdichte zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, auf den Trägerelementen jeweils mindestens zwei Licht emittierende Dioden anzuordnen.Around a radiation of the light source with a particularly suitable To enable luminance It is advantageous on the support elements each to arrange at least two light-emitting diodes.
Beispielsweise können als Licht emittierende Dioden an sich bekannte RGB-LEDs verwendet werden.For example can used as light-emitting diodes known RGB LEDs become.
Zur Befestigung und Kontaktierung der Licht emittierenden Dioden auf den Trägerelementen kann vorteilhaft die SMD-Technik verwendet werden (SMD: surface mounted device).to Attachment and contacting of the light-emitting diodes the carrier elements Advantageously, the SMD technique can be used (SMD: surface mounted device).
Vorteilhaft umfasst die Lichtquelle weiterhin eine Ansteuereinheit für die Licht emittierenden Dioden, wobei diese Ansteuereinheit auf den Trägerelementen angeordnet sein kann. Die Ansteuereinheit kann beispielsweise einen PWM-IC aufweisen (PWM: pulse width modulated). Weiterhin vorteilhaft umfasst die Ansteuereinheit mehrere, beispielsweise im Fall von RGB-LEDs drei Konstantstromtreiber, insbesondere Konstantstromtreiber mit Pegelanpassung.Advantageous the light source further comprises a drive unit for the light emitting diodes, said drive unit on the support elements can be arranged. The drive unit can, for example, a PWM-IC (PWM: pulse width modulated). Further advantageous the drive unit more, for example in the case of RGB LEDs three constant current drivers, in particular constant current drivers with Level adjustment.
Weiterhin vorteilhaft umfasst die Lichtquelle eine Stromversorgungseinheit für die Licht emittierenden Dioden, wobei die Stromversorgungseinheit auf den Trägerelementen angeordnet ist. Die Stromversorgungseinheit kann einen Linearregler, Schutzdioden und Elkos (Elektrolytkondensatoren) aufweisen.Farther Advantageously, the light source comprises a power supply unit for the Light-emitting diodes, wherein the power supply unit on the carrier elements is arranged. The power supply unit can be a linear regulator, Protective diodes and Elkos (electrolytic capacitors) have.
Vorteilhaft weist die Lichtquelle eine Ansteuereinheit und eine Stromversorgungseinheit auf, wobei die Ansteuereinheit auf einem ersten Teil der Trägerelemente angeordnet ist und die Stromversorgungseinheit auf einem zweiten, von dem ersten Teil verschiedenen, Teil der Trägerelemente angeordnet ist. Dies ist mit Bezug auf die Kabelverbindungen günstig.Advantageous the light source has a drive unit and a power supply unit on, wherein the drive unit on a first part of the support elements is arranged and the power supply unit on a second, is arranged from the first part different, part of the support elements. This is favorable with respect to the cable connections.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste Teil der Trägerelemente aus einem ersten Zuschnitt flexibler Leiterplatten gebildet ist und der zweite Teil der Trägerelemente aus einem zweiten Zuschnitt flexibler Leiterplatten.there can also be provided that the first part of the support elements is formed from a first blank of flexible printed circuit boards and the second part of the carrier elements from a second cut of flexible printed circuit boards.
Zur leichten gegenseitigen Verbindung der Trägerelemente können diese Rastelemente, beispielsweise in Form von Ösen und Laschen aufweisen.to easy mutual connection of the support elements can this Have locking elements, for example in the form of eyelets and tabs.
Eine Aussparung für eine Kabelzuführung bzw. -durchführung kann vorteilhaft zwischen wenigstens zwei Trägerelementen vorgesehen sein. Im Fall eines zu Grunde liegenden Dodekaeders kann eine derartige Aussparung an einer Ecke, also an den betreffenden drei Trägerelementen, durch die die Ecke gebildet ist, in einer Umgebung der Ecke vorgesehen sein.A Recess for a cable feed or -execution can be advantageously provided between at least two support elements. In the case of an underlying dodecahedron, such Recess at one corner, ie at the respective three support elements, by which the corner is formed, provided in an environment of the corner be.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Leuchtkörper vorgesehen, der eine erfindungsgemäße Lichtquelle aufweist und einen im Wesentlichen kugelförmigen, lichtdurchlässigen Lichtaustrittskörper, wobei die Lichtquelle im Inneren des Lichtaustrittskörpers angeordnet ist.According to one Another aspect of the invention, a luminous body is provided, which is a light source according to the invention and a substantially spherical, light-transmitting light exit body, wherein the light source is arranged in the interior of the light exit body.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Leuchtkörperanordnung vorgesehen, die wenigstens zwei erfindungsgemäße Leuchtkörper aufweist, die durch ein gemeinsames Versorgungskabel miteinander verbunden sind.According to one Still another aspect of the invention is a filament assembly provided, which has at least two filaments according to the invention, which by a common supply cable are connected together.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment and with reference closer to the drawings explained. Show it:
Eine
erfindungsgemäße Lichtquelle
ist in den
In
den
Die Trägerelemente sind plattenförmig, im Wesentlichen gleich groß und haben jeweils im Wesentlichen die Form eines regulären Fünfecks. Auf diese Weise können die Trägerelemente so zusammengesetzt werden, dass ihre Oberflächen – im Rahmen der durch die technische Umsetzung bedingten Genauigkeit – einen Dodekader beschreiben.The support elements are plate-shaped, essentially the same size and each have essentially the shape of a regular pentagon. That way you can the carrier elements be assembled so that their surfaces - in the context of the technical Implementation conditional accuracy - describe a dodecader.
In
Auf
Grund der Plattenform der Trägerelemente
weisen diese plane Oberflächenabschnitte auf,
die im zusammengefügten
Zustand der Trägerelemente
Die so gebildete Lichtquelle ermöglicht eine Abstrahlung, die – einen gewissen Mindestabstand vorausgesetzt – derjenigen einer Punktlichtquelle nahe kommt. Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Lichtquelle hat einen Durchmesser von etwa 45 bis 50 mm und eignet sich beispielsweise zur Ausleuchtung einer Kunststoffkugel mit einem Innendurchmesser von etwa 120 mm.The so formed light source allows a radiation that - a assuming a minimum distance - close to that of a point light source comes. The in this embodiment The light source shown has a diameter of about 45 to 50 mm and is suitable for example for illuminating a plastic ball with an inner diameter of about 120 mm.
Als LEDs sind im Ausführungsbeispiel RGB-LEDs gewählt, so dass die Farbe des abgestrahlten Lichts einstellbar ist.When LEDs are RGB LEDs in the exemplary embodiment selected so that the color of the emitted light is adjustable.
Im
Ausführungsbeispiel
sind als Trägerelemente
Die
LEDs
Die
(in
Komponenten,
die zur Ansteuerung der LEDs
Auf
einem zweiten Teil der Trägerelemente
Bei
der hier dargestellten Aufteilung der Komponenten für die Ansteuerung
und die Stromversorgung sind nur sechs Leiterbahnen erforderlich, welche
die beiden Gruppen
Die Trägerelemente weisen Vorrichtungen auf, die zur mechanischen Verbindung der Trägerelemente untereinander dienen. Dabei kann es sich um Verrastungsmittel handeln, beispielsweise um Ösen und Laschen, welche rastend ineinandergefügt werden können. Zur Fixierung der Verbindungen sind Pads vorgesehen, die miteinander verlötet werden können.The support elements have devices for mechanical connection of the support elements serve each other. It may be latching means, for example, eyelets and Tabs, which can be interlocked latching. For fixing the compounds Pads are provided, which can be soldered together.
Zur
Zuführung
eines Hauptkabels in das Innere der Lichtquelle sind beim Ausführungsbeispiel an
einer Ecke einer Gruppe
Die
elektrische Verbindung zwischen dem Hauptkabel und den Trägerelementen
Die Datenübertragung erfolgt seriell über drei Leitungen, wobei eine Lichtquelle einzeln oder mit einer oder mehreren weiteren derartigen Lichtquellen in Reihe auf einem Hauptkabel angeordnet betrieben werden kann. Das Hauptkabel kann dabei zwei Leitungen für die Stromversorgung und drei Datenleitungen führen.The data transfer takes place serially over three Lines, wherein a light source individually or with one or more operated further such light sources arranged in series on a main cable can be. The main cable can be two wires for the power supply and three data lines.
In
den
- 11
- Lichtquellelight source
- 22
- Trägerelementesupport elements
- 2'2 '
- zentrales Trägerelement der ersten Gruppe von Trägerelementencentral support element the first group of support elements
- 2''2 ''
- zentrales Trägerelement der zweiten Gruppe von Trägerelementencentral support element the second group of carrier elements
- 33
- Licht emittierende Diodenlight emitting diodes
- 1010
- erste Gruppe von Trägerelementenfirst Group of support elements
- 1111
- zweite Gruppe von Trägerelementensecond Group of support elements
- 1515
- Aussparung für eine Kabelzuführung in der ersten Grupperecess for one cable entry in the first group
- 1616
- Aussparung für eine Kabelzuführung in der zweiten Grupperecess for one cable entry in the second group
Claims (19)
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