DE102009010180A1

DE102009010180A1 - Leuchtvorrichtung mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle

Info

Publication number: DE102009010180A1
Application number: DE102009010180A
Authority: DE
Inventors: Ralph Dr. Bertram; Moritz Dr. Engl; Markus Hofmann
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-10-28
Also published as: CN102326450A; WO2010094567A1; US20110304268A1

Abstract

Die Leuchtvorrichtung weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle auf, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Sensor und eine mit dem mindestens einen Sensor funktional verbundene Auswerteelektronik aufweist, wobei die Auswerteelektronik dazu eingerichtet ist, auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin mindestens eine Handlung der Leuchtvorrichtung auszulösen. Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und mindestens einem Sensor wird auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin mindestens eine Handlung der Leuchtvorrichtung ausgelöst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle.
Es sind Retrofitlampen mit Halbleiterlichtquellen bekannt. Eine Halbleiter-Retrofitlampe ist dazu vorgesehen, herkömmliche Lampen, wie Glühlampen und Halogenlampen, zu ersetzen. Zu diesem Zweck weist eine Halbleiter-Retrofitlampe einen herkömmlichen Sockel auf und geht vorteilhafterweise bezüglich ihrer äußeren Kontur nicht Wesentlich über die Abmessungen der zu ersetzenden herkömmlichen Lampe hinaus. Typische LED-Lampen, und auch LED-Retrofitlampen, weisen heutzutage Leuchtdioden (LEDs) auf, sowie eine Optik (z. B. eine lichtdurchlässige – opake oder transparente – Abdeckung wie einen Kolben oder eine Abdeckscheibe und/oder ein optisches Bauelement wie einen Reflektor oder eine Linse), einen Kühlkörper oder einen Träger, eine Ansteuerelektronik und einen Sockel.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit für einen vielseitigeren Einsatz einer Leuchtvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Leuchtvorrichtung und eines Verfahrens nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Leuchtvorrichtung ist mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle ausgerüstet, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Sensor und eine mit dem mindestens einen Sensor funktional verbundene logische Schaltung aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin mindestens eine Handlung der Lampe auszulösen. Diese logische Schaltung wird im Folgenden einfach als ”Auswerteelektronik” bezeichnet.
Mittels des Sensors kann die Leuchtvorrichtung selbsttätig sich ändernde Umgebungs- und/oder Betriebsparameter erkennen und durch eine entsprechend eingerichtete Auswerteelektronik flexibel darauf reagieren. Dadurch kann die Leuchtvorrichtung wiederum vielseitiger eingesetzt werde, z. B. zur Durchführung anderer Funktionen als der normalen Beleuchtung und/oder zum Einsatz in beanspruchenden Umgebungen. Die Leuchtvorrichtung weist also nun eine ”Intelligenz” auf und kann insbesondere interne physikalische Parameter als auch Umgebungsparameter wahrnehmen und weiterverarbeiten.
Die Leuchtvorrichtung kann als Leuchte oder als eine allgemeine Leuchtmittelhaltevorrichtung (”Fixture”) – z. B. als eine Einheit mit Lampe – ausgebildet sein. Die Leuchtvorrichtung kann auch als Lampe ausgebildet sein: dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die neuen, sensorgestützten Funktionen auf der Anwenderseite ohne funktionale Modifikation der die Lampe betreibenden Leuchte implementierbar sind.
Die Lampe kann eine Retrofit-Lampe sein. Dadurch sind die neuen, sensorgestützten Funktionen auf der Anwenderseite durch einen einfachen Austausch der Lampe und ohne jegliche Modifikation der Leuchte implementierbar.
Der mindestens eine Sensor kann beispielsweise einen Feuchtesensor, einen Rauchsensor, einen Temperatursensor, einen Akustiksensor, einen Bewegungssensor, einen Helligkeitssensor, einen Drucksensor, einen Beschleunigungssensor, einen Farbsensor und/oder einen Lagesensor aufweisen.
Die Leuchtvorrichtung kann speziell mindestens einen Feuchtesensor aufweisen, wobei die Auswerteelektronik dazu einge richtet sein kann, eine Wärmequelle der Leuchtvorrichtung zu aktivieren oder verstärkt zu betreiben, wenn ein Sensorsignal des mindestens einen Feuchtesensors einen vorbestimmten Feuchteschwellwert erreicht oder überschreitet. Die Leuchtvorrichtung kann ein dediziertes Heizelement, insbesondere Widerstandsheizelement und/oder IR-LED, als Wärmequelle aufweisen.
So kann der Feuchtesensor zum Schutz der Leuchtvorrichtung und insbesondere der Lichtquelle vor eindringender Feuchtigkeit verwendet werden. Die Lichtquelle(n) kann bzw. können durch einen Verguss (z. B. aus Silikon) oder durch mögliche Spalten zwischen ihren Anschlussbeinchen und dem Gehäuse der Lichtquelle(n) Feuchtigkeit aufnehmen. Die Feuchtigkeit kann die Lichtquelle(n) im schlimmsten Fall beschädigen und zu einem Ausfall der Lichtquelle(n) führen. Diese Schädigungen können insbesondere dann entstehen, wenn die Lichtquelle(n) über einen längeren Zeitraum Feuchtigkeit ausgesetzt sind und nicht oder nur mit einem sehr geringen Strom betrieben werden und dadurch eine Feuchte nicht aus dem Gehäuse ausgeheizt wird. Ein derartiger Betrieb ist beispielsweise bei einer Notbeleuchtung denkbar, die sich in feuchter Umgebung befindet, die aber im Normalfall nicht betrieben wird. Im Notfall muss die Leuchte jedoch funktionieren, wenn es sich um ein sicherheitsrelevantes Teil handelt. Speziell zum Einsatz in feuchten Umgebungen können Leuchtvorrichtungen, z. B. Leuchten oder Lampen, in ein staub- und feuchtegeschütztes Gehäuse montiert werden, um zu verhindern, dass die Feuchte die Elektronik und/oder die Lichtquelle(n) beschädigt. Dieser Schutz durch das Gehäuse wird durch sog. ”IP-Schutzgrade” beschrieben. Auch Gehäuse mit dem höchsten IP-Schutzgrad können jedoch ein Eindringen von Feuchtigkeit nicht vollständig verhindern.
Mittels des Feuchtesensors wird ein Feuchtigkeitswert oder ein damit korrelierter Messwert (z. B. Widerstandswert) im Inneren der Leuchtvorrichtung abfühlt und an die Auswerte elektronik weitergeleitet. Anhand des ermittelten Feuchtigkeitswerts kann die Auswerteelektronik erkennen, ob die Feuchtigkeit im Inneren zu hoch ist und folglich zu einer Schädigung führen kann. Die Auswerteelektronik kann dann eine Handlung auslösen, welche die Feuchtigkeit in der Leuchtvorrichtung auf ein unkritisches Maß reduziert. Dazu kann die Auswerteelektronik beispielsweise eine im Inneren der Leuchtvorrichtung vorhandene Wärmequelle aktivieren oder verstärken, so dass das Innere der Leuchtvorrichtung ausgeheizt wird.
Die Art der Wärmequelle ist nicht beschränkt und kann beispielsweise die Lichtquelle(n) sein, deren Verlustwärme bei der Lichterzeugung zur Ausheizung verwendet wird. Zur Ausheizung wird dann entweder die mindestens eine Lichtquelle angeschaltet oder von einem geringeren Lichtstärkepegel auf einen höheren Lichtstärkepegel hochgefahren. Die Wärmequelle kann auch mindestens eine Widerstandsheizung aufweisen, welche mit einem definierten Strom bestromt wird. Die Wärmequelle kann auch ein dediziertes Infrarotstrahlungselement aufweisen, z. B. eine Infrarot-Leuchtdiode (IR-LED).
Der Feuchtesensor kann vorteilhafterweise möglichst nahe an der Lichtquelle sitzen und misst mit guter Genauigkeit die Feuchtigkeit an der Lichtquelle. Bei dem Feuchtesensor kann es sich beispielsweise um einen einfachen kapazitiven Sensor handeln (z. B. ein Sensor der Serie HCH-1000 der Firma Honeywell) oder auch um einen Sensor, der eine zusätzliche Funktionalität bietet, wie eine Temperaturmessung, z. B. ein Sensor der SHTx-Serie der Firma Sensirion.
Ein Erkennen, ob die Feuchtigkeit im Inneren der Leuchtvorrichtung zu hoch ist, kann vorteilhafterweise durch einen Vergleich mit einem oder mehreren vorbestimmten Feuchtigkeitsschwellwerten durchgeführt werden. Wird beispielsweise in einer möglichen Ausgestaltung ein vorbestimmter Schwellwert der Feuchtigkeit von 60% relativer Feuchte (RH) erreicht oder überschritten, aktiviert die Auswerteelektronik die Wärmequelle die Leuchtvorrichtung und heizt somit die Feuchtigkeit in der Leuchtvorrichtung aus. Bei Unterschreiten des Feuchtigkeitsschwellwerts wird die Wärmequelle wieder deaktiviert. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung wird die Wärmequelle bei Überschreiten eines vorgegebenen ersten Feuchtigkeitswerts, z. B. 60% RH, aktiviert und die Feuchtigkeit aus dem Gehäuse ausgeheizt. Erst bei Unterschreiten eines vorgegebenen zweiten Feuchtigkeitswerts, der geringer ist als der erste Feuchtigkeitswert, z. B. 50% RH, wird die Wärmequelle wieder deaktiviert. Dadurch wird eine ”Feuchtigkeits-Hysteresekurve” durchfahren, was verhindert, dass die mindestens eine Wärmequelle zur Feuchtigkeitsausheizung in kurzen Abständen ein- und wieder ausgeschaltet wird.
Durch Verwendung des Feuchtesensors ergeben sich die Vorteile, dass (a) das Gehäuse mit geringerem Aufwand aufgebaut werden kann, da ein niedrigerer IP-Schutzgrad gewählt werden kann, (b) eine Zuverlässigkeit der Leuchtvorrichtung dadurch erhöht werden kann, dass feuchtebedingte Schäden, insbesondere an der Lichtquelle und der Elektronik, minimiert werden können und (c) speziell bei sicherheitsrelevanten Leuchtvorrichtungen (z. B. zur Notbeleuchtung in einem Tunnel usw.) schleichende Schäden durch Feuchtigkeit vermieden werden können.
Bei Verwendung eines Rauchsensors kann die Leuchtvorrichtung gleichzeitig als Rauchmelder eingesetzt werden. Die Leuchtvorrichtung kann beispielsweise bei Detektion einer vorbestimmten Rauchmenge ein Alarmsignal abgeben. Das Alarmsignal kann ein optisches Signal sein, z. B. ein Blinken und/oder eine Farbänderung des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts, z. B. ein Farbwechsel von weiß nach rot. Zusätzlich kann die Leuchtvorrichtung einen akustischen Signalgeber (Lautsprecher, Sirene, Horn usw.) aufweisen, der im Alarmfall zusätzlich oder alternativ zum optischen Signal ein akustisches Signal als Alarmsignal ausgibt. Einsetzbar ist auch ei ne (z. B. drahtlos oder über eine Modulation der Netzspannung erfolgende) Übertragung eines Alarmsignals an eine zentrale Überwachungseinheit, die dann einen Alarm weiterleitet oder auslöst.
Bei Verwendung eines Temperatursensors kann eine Außentemperatur und/oder eine Temperatur im Gehäuse der Leuchtvorrichtung überwacht werden. Sollten Temperaturen erreicht werden, die einen sicheren Betrieb der Leuchtvorrichtung nicht mehr gewährleisten (Überhitzung), kann die Leistung der Leuchtvorrichtung gedrosselt oder kann die Leuchtvorrichtung ganz ausgeschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein (z. B. optisches oder akustisches) Alarmsignal ausgegeben werden.
Bei Verwendung eines Akustiksensors in der Leuchtvorrichtung kann die Leuchtvorrichtung beispielsweise über Geräusche angesteuert werden. So mag die Leuchtvorrichtung mit einem einmaligen ersten Klatschen in die Hände angeschaltet werden und mit einem nochmaligen Klatschen in die Hände ausgeschaltet werden.
Bei Verwendung eines Bewegungssensors in der Leuchtvorrichtung kann die Leuchtvorrichtung gleichzeitig als Bewegungsmelder verwendet werden. Sobald sich jemand beispielsweise der Leuchtvorrichtung nähert, geht diese an und/oder gibt ein akustisches Signal aus. Dadurch kann ein separater Bewegungsmelder eingespart werden.
Mit einem Helligkeitssensor kann eine Helligkeit des Umgebungslichts gemessen werden. Wird beispielsweise in einer möglichen Ausführung ein erster Helligkeits-Schwellwert des Umgebungslichts unterschritten, wird die Leuchtvorrichtung angeschaltet, wird ein zweiter Helligkeits-Schwellwert überschritten, geht die Leuchtvorrichtung dann wieder aus. Der erste Helligkeitsschwellwert kann gleich dem zweiten Helligkeitsschwellwert sein, alternativ kann der zweite Hellig keitsschwellwert höher liegen als der erste Helligkeitsschwellwert, um ein dauerndes An- und Ausschalten der Leuchtvorrichtung zu verhindern. Auch kann eine Dämmerungsschaltung vorgesehen sein, so dass bei sinkendem Umgebungslicht die Leuchtvorrichtung hochgedimmt wird.
Bei Verwendung eines Drucksensors, insbesondere Luftdrucksensors, kann dieser z. B. bei einem Druckabfall ansprechen, z. B. in einem Flugzeug oder in einer Überdruckkammer, und die Lichtquelle(n) zur Bereitstellung einer Notbeleuchtung einschalten und/oder ein akustisches Signal ausgeben.
Bei Verwendung eines Beschleunigungssensors kann die Auswerteelektronik bei Überschreiten eines vom Beschleunigungssensor abgefühlten Beschleunigungsschwellwerts, beispielsweise im Falle eines Erdbebens, auslösen und ein Einschalten der Lichtquelle(n) veranlassen, ggfs. auch mittels einer integrierten batteriebetriebenen Notstromversorgung.
Mittels Verwendung eines Lagesensors kann beispielsweise eine lagebedingte Überhitzung der Leuchtvorrichtung vermieden werden. So geben LED-Leuchtvorrichtungen die bei der Lichterzeugung entstehende Wärme über einen Kühlkörper ab. Kühlkörper, die zumeist auf der freien Konvektion von Luft beruhen, weisen häufig eine Abhängigkeit ihrer Kühleffizienz von der Einbaulage auf. So verschlechtert meist ein waagerechter Einbau des Strömungskanals eine Effizienz des Kühlkörpers. Diese Einbaulage kann über den Lagesensor erfasst werden, so dass die Auswerteelektronik bei nicht optimaler Lage die Leistung der Leuchtvorrichtung reduzieren kann, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Mittels des Farbsensors kann eine Änderung der Strahlfarbe durch eine Temperatur erfasst werden und ggf. bei einer farblich durchstimmbaren Lichtquelle durch eine Farbänderung des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts korrigiert werden. Auch kann die Leuchtstärke angepasst werden, um die Änderung der Strahlfarbe zu begrenzen.
Dazu, und auch allgemein zur Sensorwertverarbeitung und/oder Steuerung der Halbleiterlichtquelle(n), kann die Leuchtvorrichtung vorteilhafterweise mit einer entsprechenden Steuerschaltung ausgerüstet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Leuchtvorrichtung mit – drahtlosen oder drahtgebundenen – Datenübertragungsmitteln zum Übertragen von Messwerten und/oder Empfang von Steuersignalen aufweisen. Mittels der Steuerschaltung kann vorteilhafterweise auch ein Funktionstest durchgeführt werden. Alternativ kann die Leuchtvorrichtung eine dedizierte Funktionstesteinheit zur Durchführung eines Funktionstests aufweisen.
Die Leuchtvorrichtung kann allgemein als Reaktion auf ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin unter Anderem

– ein Einschalten der Leuchtvorrichtung,
– ein Ausschalten der Leuchtvorrichtung,
– eine Helligkeitsänderung der Leuchtvorrichtung,
– ein Blinken der Leuchtvorrichtung,
– eine Farbänderung des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts,
– ein Ausgeben eines akustischen Signals mittels der Leuchtvorrichtung,
– ein Erwärmen der Leuchtvorrichtung und/oder
– ein Übertragen eines Datensignals

Der mindestens eine Sensor kann beispielsweise mit der mindestens eine Halbleiterlichtquelle auf einem gemeinsamen Substrat (z. B. einer Platine) angeordnet sein; an einer Optik der Leuchtvorrichtung angeordnet sein, wodurch eine direkte Ankopplung an das einfallende Umgebungslicht ermöglicht wird; an einem Kühlkörper der Leuchtvorrichtung angeordnet sein, wodurch eine zuverlässige direkte Temperaturmessung ermög licht wird, z. B. unter Berücksichtigung von (Sicherheits-)Schwellwerten für berührbare Flächen und/oder an einem Sockel der Leuchtvorrichtung angeordnet sein. Allgemein kann der Sensor an einer Außenseite der Leuchtvorrichtung oder innerhalb der Leuchtvorrichtung angeordnet sein. So kann der Sensor in der Optik integriert sein, z. B. in einer Primäroptik, Sekundäroptik und/oder einer Abdeckung. Der Sensor kann auch im Gehäuse direkt auf einer zur Montage der Lichtquelle(n) vorgesehenen Platine, auf einer Treiberplatine oder – zur besonders einfachen Montage – auf einer separaten Platine sitzen.
Der mindestens eine Sensor kann als ein kombiniertes Sensor/(Auswerte-)Elektronik-Element vorliegen. So kann der Sensor in die Auswerteelektronik integriert sein. Dadurch kann auf ein separates Bauteil verzichtet werden, was Kosten und Platz spart.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mindestens einen Diodenlaser aufweisen, vorteilhafterweise jedoch mindestens eine Leuchtdiode. Die Leuchtdiode kann einfarbig oder mehrfarbig, z. B. weiß, abstrahlen. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese z. B. gleichfarbig (einfarbig oder mehrfarbig) und/oder verschiedenfarbig leuchten. So mag ein LED-Modul mehrere LED-Chips ('LED-Cluster') aufweisen, welche zusammen ein weißes Mischlicht ergeben können, z. B. in 'kaltweiß' oder 'warmweiß'. Zur Erzeugung eines weißen Mischlichts umfasst das LED-Cluster bevorzugt LED-Chips, die in den Grundfarben rot (R), grün (G) und blau (B) leuchten. Dabei können einzelne oder mehrere Farben auch von mehreren LEDs gleichzeitig erzeugt werden; so sind Kombinationen RGB, RRGB, RGGB, RGBB, RGGBB usw. möglich. Jedoch ist die Farbkombination nicht auf R, G und B beschränkt. Zur Erzeugung eines warmweißen Farbtons können beispielsweise auch eine oder mehrere bernsteinfarbige LEDs 'amber' (A) vorhanden sein. Bei LEDs mit unterschiedlichen Farben können diese auch so angesteuert werden, dass das LED-Modul in einem durchstimmbaren RGB-Farbbereich abstrahlt. Zur Erzeugung eines weißen Lichts aus einer Mischung von blauem Licht mit gelbem Licht können auch mit Leuchtstoff versehene LED-Chips verwendet werden, z. B. in Oberflächenmontagetechnik, z. B. in sog. Chip-Level-Konversions-Technik. Es können auch andere Methoden verwendet werden, wie eine rot/grün-Kombination mittels der Konversion-Technik. Selbstverständlich ist auch eine ”klassische” Volumenkonversion möglich. Ein LED-Modul kann auch mehrere weiße Einzel-Chips aufweisen, wodurch sich eine einfache Skalierbarkeit des Lichtstroms erreichen lässt. Die Einzel-LEDs und/oder die Module können mit geeigneten Optiken zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. Fresnel-Linsen, Kollimatoren, und so weiter. Statt oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs) einsetzbar.
Die Leuchtvorrichtung kann vorteilhafterweise einen Stromspeicher aufweisen, z. B. eine Batterie oder einen Akkumulator, so dass insbesondere sicherheitsrelevante Funktionen (Branderkennung durch Rauchdetektion, Erdbebenerkennung durch Beschleunigungsdetektion usw.) auch noch bei einer Unterbrechung der Stromversorgung funktionieren.
Das Verfahren dient zum Betreiben einer Lampe mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und mindestens einem Sensor, wobei auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin mindestens eine Handlung der Lampe ausgelöst wird.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer dritten Ausführungsform;
4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer vierten Ausführungsform;
5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer fünften Ausführungsform;
6 zeigt als Schnittdarstellung als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer sechsten Ausführungsform;
7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer siebten Ausführungsform;
8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer achten Ausführungsform;
9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer neunten Ausführungsform;
10 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer zehnten Ausführungsform;
11 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer elften Ausführungsform;
12 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe gemäß einer zwölften Ausführungsform;
13 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Leuchte;
14 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Leuchte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
1 zeigt in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die LED-Retrofitlampe 1 weist eine Form auf, die der Form einer Allgebrauchslampe (auch als ”A-Lampe” oder ”AGL” bezeichnet) nachgebildet ist. Dazu weist die LED-Retrofitlampe 1 einen lichtdurchlässigen (opaken oder transparenten) Kolben 2 auf, welcher auf einem Träger 3 aufsitzt. Der Träger 3 trägt an seiner dem Kolben 2 zugewandten Oberfläche eine LED 4 als Lichtquelle, eine Elektronik 5 und einen Sensor 6. Die Elektronik 5 ist sowohl mit der LED 4 als auch mit dem Sensor 6 verbunden und dient sowohl zum Ansteuern der LED 4 als auch als Auswerteelektronik für den Sensor 6. Der Träger 3 dient gleichzeitig als Kühlkörper für die LED 4, die Elektronik 5 und ggf. den Sensor 6. LED 4, Elektronik 5 und Sensor 6 sind auf einer gemeinsamen Platine (o. Abb.) mittels einer Lötverbindung montiert. An seiner Unterseite ist die LED-Retrofitlampe 1 mit einem Schraubsockel 7 mit Edisongewinde (z. B. E27) zur Befestigung der Lampe 1 und zur Stromversorgung von LED 4, Elektronik 5 und Sensor 6 ausgerüstet. Beim Betrieb der LED-Retrofitlampe 1 dient die Elektronik 5 als Treiber für die LED 4, welche dadurch Licht, hier: weißes Licht, durch den Kolben 2 nach außen abstrahlt. Der Sensor 6 ist nahe der LED 4 angeordnet und fühlt eine Feuchte innerhalb des Kolbens 2 kapazitiv ab. Die rohen Sen sorsignale werden als Kapazitätswerte an die Elektronik 5 übermittelt, welche aus den Kapazitätswerten Feuchtewerte ermittelt. Dazu ist in der Elektronik 5 eine Kennlinie gespeichert, welche eine Korrelation zwischen Kapazitätswerten und Feuchtewerten wiedergibt. Erreicht oder überschreitet der ermittelte Feuchtigkeitswert im Kolben 2 einen vorbestimmten ersten Feuchtigkeitsschwellwert, wird die LED 4 von der Elektronik 5 mit einer vorbestimmten Leistung betrieben, insbesondere ihrer maximalen Leistung. War die LED 4 zuvor ausgeschaltet, wird sie dazu angeschaltet; wurde die LED 4 zuvor mit einer geringeren Leistung betrieben, wird die Leistung entsprechend erhöht; wurde die LED 4 zuvor mit der gleichen oder einer höheren Leistung betrieben, wird die Leistung beibehalten. Aufgrund der Abwärme der LED 4 wird das Innere des Kolbens 2 ausgeheizt, so dass die Feuchtigkeit abnimmt. Erst wenn ein vorbestimmter zweiter Feuchtigkeitsschwellwert, welcher kleiner ist als der erste Feuchtigkeitsschwellwert, wieder (von oben) erreicht oder unterschritten wird, schaltet die Elektronik 5 die LED 4 frühestens wieder aus.
Alternativ zur Ausgestaltung des Sensors 6 als Feuchtesensor kann dieser auch ein Rauchsensor, ein Temperatursensor, ein Akustiksensor, ein Bewegungssensor, ein Helligkeitssensor, ein Drucksensor, ein Beschleunigungssensor oder ein Lagesensor sein. Der Sensor 6 kann auch an einer Außenseite der Lampe 1 angebracht sein.
2 zeigt eine LED-Retrofitlampe 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der im Gegensatz zur LED-Retrofitlampe 1 aus 1 der Sensor 6 an der Innenseite des Kolbens 2 angebracht ist und über Drähte oder drahtlos mit der Elektronik kommuniziert. Der Sensor 6 kann alternativ auch an einer Außenseite des Kolbens 2 angebracht sein.
3 zeigt in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 9 gemäß einer dritten Ausführungsform bei der im Gegensatz zur LED-Retrofitlampe 1 aus 1 die Sensorfunktion und die Elektro nik in einem Sensor/Elektronik-Baustein 10 zusammengefasst sind.
Der Sensor kann aber auch am Träger 3 einer LED-Retrofitlampe 11 angebracht sein, wie in 4 dargestellt, oder am Sockel 7 einer LED-Retrofitlampe 12, wie in 5 dargestellt. Der Sensor 6 kann innerhalb der LED-Retrofitlampe 11, 12 oder an einer Außenseite der LED-Retrofitlampe 11, 12 angebracht sein.
6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 13 gemäß einer sechsten Ausführungsform. Die LED 4, die Elektronik 5 und der Sensor 6 sind auf eine gemeinsame Platine 14 aufgelötet. Auf dieser Platine 14 befindet sich zusätzlich ein dediziertes Heizelement 15, das mittels der Elektronik 5 angesteuert wird und anstelle der Leuchtdiode 4 zur Ausheizung des Kolbens 2 verwendet werden kann Ferner ist ein Kühlkörper 16 als kompakter Bereich des Trägers 3 gezeigt.
7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 17 gemäß einer siebten Ausführungsform. Die LED-Retrofitlampe 17 weist eine Form auf, die der Form eines PAR (”Parabolic Aluminized Reflector”)-Scheinwerfers mit 38 Achtelzoll (”Inch”) Durchmesser (”PAR 38”) angenähert ist. Auf dem Träger 3, der auch als Kühlkörper wirkt, sind die LED 4, die Elektronik 5 und der Sensor 6 auf einer gemeinsamen Platine aufgebracht. Die LED 4 ist nun mit einer Primäroptik 18 verbunden, welche das von der LED 4 ausgestrahlte Licht führt. Zur Strahlführung dient ferner ein vorderseitig auf dem Träger 3 aufsitzender, in Umfangsrichtung umlaufender Reflektor 19. Die Frontseite der LED-Retrofitlampe 17 wird durch eine auf dem Reflektor 19 aufsitzende lichtdurchlässige (transparente oder opake) Abdeckscheibe 20 gebildet. Der Reflektor 19 reflektiert die nicht direkt von der Primäroptik 18 durch die Abdeckscheibe 20 laufende Strahlung nach außen. Die LED-Retrofitlampe 17 arbeitet ansonsten im Wesentlichen wie die LED-Retrofitlampe 1 aus 1, so dass sie nicht weiter beschrieben zu werden braucht.
8 zeigt eine LED-Retrofitlampe 21 gemäß einer achten Ausführungsform, bei der nun der Sensor 6 an der Abdeckscheibe 20 angebracht ist und drahtgebunden oder drahtlos mit der Elektronik 5 kommuniziert.
9 zeigt eine LED-Retrofitlampe 22 gemäß einer neunten Ausführungsform, bei welcher der Sensor 6 in die Elektronik integriert ist, so dass ein kombiniertes Sensor/Auswerte-Bauelement 10 mit der LED 4 auf einer gemeinsamen Platine angeordnet ist.
10 zeigt eine LED-Retrofitlampe 23 gemäß einer zehnten Ausführungsform, bei welcher der Sensor 6 am Träger 3 angebracht ist.
11 zeigt in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 24 gemäß einer elften Ausführungsform, bei welcher der Sensor 6 am Sockel 7 angebracht ist.
12 zeigt in Seitenansicht eine LED-Retrofitlampe 25 gemäß einer zwölften Ausführungsform. Bei dieser sind – ähnlich zur LED-Retrofitlampe 13 aus 6 – die LED 4, die Elektronik 5 und der Sensor 6 auf einer gemeinsamen Platine 14 aufgelötet. Auf dieser Platine 14 befindet sich zusätzlich ein dediziertes Heizelement 15, das mittels der Elektronik 5 angesteuert wird und anstelle der Leuchtdiode 4 zur Ausheizung des Kolbens 2 verwendet werden kann.
13 zeigt eine LED-Leuchte 26, die z. B. als Downlight usw. in einem Außenbereich einsetzbar ist. Auf einer Platine 14 sind – ähnlich zur LED-Lampe 13 aus 6 und zur LED-Lampe 25 aus 12 – die LED 4, die Elektronik 5, der Sensor 6 und eine dedizierte Wärmequelle 15 auf einer gemeinsamen Platine 14 aufgebracht. Diese Elemente 4 bis 6, 14 sind in einem Gehäuse 27 untergebracht, welches stirnseitig eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 20 zur Durchleitung des von der LED 4 abgestrahlten Lichts nach Außen aufweist. In die Abdeckplatte 20 können ein oder mehrere optische Bauelemente wie Linsen usw. integriert sein. Das Gehäuse kann beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff gefertigt sein. Die Stromversorgung geschieht über einen Stecker zum Anschluss an eine Stromversorgung und ein Stromkabel 29 vom Stecker 28 zur Platine 14.
14 zeigt eine LED-Leuchte 30 ähnlich zur LED-Leuchte 26 aus 13, wobei nun jedoch mehrere LEDs 4 auf der Platine 14 angeordnet sind. Die lichtdurchlässige Abdeckplatte 20 ist gegenüber dem Gehäuse 27 durch eine randseitig umlaufende Silikondichtung 31 gegen Feuchte abgedichtet. Jedoch ist diese Dichtung 31 nicht vollkommen dicht, so dass geringe Menge an Feuchtigkeit in das Innere der LED-Leuchte eindringen können, was zu deren Schädigung führen kann. Um die eingedrungene Feuchtigkeit zu entfernen, kann die dedizierte Wärmequelle wie beispielsweise bereits in 6 beschrieben betrieben werden. Die LED-Leuchte 30 weist ferner eine Druckausgleichsmembran 32 auf.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können auch zwei oder mehr Sensoren gleicher oder unterschiedlicher Art an der Leuchtvorrichtung angeordnet sein. Zudem kann eine Steuerschaltung in der Leuchtvorrichtung vorhanden sein, z. B. in Form einer integrierten Schaltung. Auch kann eine – integrierte oder dedizierte – Funktionstesteinheit zur Durchführung eines Funktionstests vorhanden sein. Ferner kann die Leuchtvorrichtung einen Stromspeicher aufweisen.

1: LED-Retrofitlampe
2: Kolben
3: Träger/Kühlkörper
4: LED
5: Elektronik
6: Sensor
7: Schraubsockel
8: LED-Retrofitlampe
9: LED-Retrofitlampe
10: kombinierter Sensor/Elektronik-Baustein
13: LED-Retrofitlampe
14: Platine
15: Heizelement
16: Kühlkörper
17: LED-Retrofitlampe
18: Primäroptik
19: Reflektor
20: Abdeckscheibe
21: LED-Retrofitlampe
22: LED-Retrofitlampe
23: LED-Retrofitlampe
24: LED-Retrofitlampe
25: LED-Retrofitlampe
26: LED-Leuchte
27: Gehäuse
28: Stecker
29: Stromkabel
30: LED-Leuchte
31: Silikondichtung
32: Druckausgleichsmembran

Claims

Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (4), wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Sensor (6; 10) und eine mit dem mindestens einen Sensor funktional verbundene Auswerteelektronik (5) aufweist, wobei die Auswerteelektronik (5; 10) dazu eingerichtet ist, auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors (6) hin mindestens eine Handlung der Leuchtvorrichtung auszulösen.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–25) nach Anspruch 1, die als Lampe ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–25) nach Anspruch 2, bei der die Lampe eine Retrofit-Lampe ist.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach Anspruch 1 bis 3, bei welcher der mindestens eine Sensor (6) der Gruppe angehört, die – einen Feuchtesensor, – einen Rauchsensor, – einen Temperatursensor, – einen Akustiksensor, – einen Bewegungssensor, – einen Helligkeitssensor, – einen Drucksensor, – einen Beschleunigungssensor, – einen Lagesensor und – einen Farbsensor umfasst.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach Anspruch 4, aufweisend mindestens einen Feuchtesensor (6; 10), wobei die Auswerteelektronik (5; 10) dazu eingerichtet ist, eine Wärmequelle (4; 15) der Leuchtvorrichtung zu aktivieren oder verstärkt zu betreiben, wenn ein Sensorsignal des mindestens einen Feuchtesensors (6; 10) einen vorbestimmten Feuchteschwellwert erreicht oder überschreitet.
Leuchtvorrichtung (13; 25; 26; 30) nach Anspruch 5, aufweisend ein dediziertes Heizelement (15) als Wärmequelle.
Leuchtvorrichtung (13; 25; 26; 30) nach Anspruch 6, bei der das dedizierte Heizelement (15) ein Widerstandsheizelement oder eine IR-LED ist
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die mindestens eine Handlung der Gruppe angehört, die – ein Einschalten der Leuchtvorrichtung, – ein Ausschalten der Leuchtvorrichtung, – eine Helligkeitsänderung der Leuchtvorrichtung, – ein Blinken der Leuchtvorrichtung, – eine Farbänderung des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts, – ein Ausgeben eines akustischen Signals mittels der Leuchtvorrichtung, – ein Erwärmen der Leuchtvorrichtung und – ein Übertragen eines Datensignals von der Leuchtvorrichtung umfasst.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der mindestens eine Sensor (6) – mit der mindestens eine Halbleiterlichtquelle (4) auf einem gemeinsamen Substrat (14); – an einem optischen Element (2; 20) der Leuchtvorrichtung; – an einem Träger (3) der Leuchtvorrichtung; – an einem Kühlkörper (3; 16) der Leuchtvorrichtung; und/oder – an einem Sockel (7) der Leuchtvorrichtung angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (9; 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein kombiniertes Sensor/Auswerteelektronik-Element (10).
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens ein Sensor (6) innerhalb der Leuchtvorrichtung angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Halbleiterlichtquelle (4) mindestens eine Leuchtdiode aufweist.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Funktionstesteinheit zur Durchführung eines Funktionstests.
Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Stromspeicher.
Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung (1; 8; 9; 13; 17; 21–26; 30) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (4) und mindestens einem Sensor (6), wobei auf mindestens ein vorbestimmtes Sensorsignal des mindestens einen Sensors hin mindestens eine Handlung der Leuchtvorrichtung ausgelöst wird.