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Die
Erfindung betrifft eine Lichtquelle mit einem Gehäuse enthaltend
mindestens ein Leuchtelement, einen Träger zur Aufnahme
des Leuchtelementes, ein Kontaktelement zum Anschluss an eine elektrische
Energieversorgung, einen transparenten Abdeckkörper, der
das Leuchtelement zumindest teilweise umgibt und durch den das von
dem Leuchtelement emittierte Licht in der Umgebung austritt, einen nicht
transparenten Sockel, der mit dem transparenten Abdeckkörper
verbunden ist und an dem sich das Kontaktelement befindet.
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Aus
der
DE 10 2004
002 273 A1 ist eine Lichtquelle mit einem birnenförmigen
Gehäuse bekannt, in dem auf einem Träger eine
Mehrzahl von Leuchtelementen angeordnet sind. Die Leuchtelemente
sind im Bereich eines transparenten Abdeckkörpers positioniert,
so dass das von den Leuchtelementen abgestrahlte Lichtbündel
in die Umgebung austreten kann. Der transparente Abdeckkörper
ist mit einem nicht transpa renten Sockel verbunden, der ein Kontaktelement
zum Anschluss der Leuchtelemente an eine externe Energiequelle ermöglicht.
Die als Leuchtdioden ausgebildeten Leuchtelemente ermöglichen
zwar einen energiesparenden Betrieb der Lichtquelle. Nachteilig
an der bekannten Lichtquelle ist jedoch, dass die Leuchtelemente
zur Bildung der vorgegebenen Lichtverteilung entsprechend auf einem
Träger ausgerichtet sein müssen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lichtquelle derart
weiterzubilden, dass auf einfache Weise ein von der Lichtquelle
abgesandtes Lichtbündel eine vorgegebene Lichtverteilung
erzeugt.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des Gehäuses in Hauptabstrahlrichtung vor dem Leuchtelement
mindestens ein Reflektor angeordnet ist, mittels dessen das von
dem Leuchtelement emittierte Licht zumindest teilweise umgelenkt
wird zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Integration
von mindestens einem Reflektor, vorzugsweise zwei Reflektoren, innerhalb des
Gehäuses der Lichtquelle bereits eine Lichtführung
durch Lichtumlenkung innerhalb des Gehäuses stattfinden
kann, so dass ein Lichtbündel mit einer vorgegebenen Lichtverteilung
an die Umgebung abgegeben werden kann. Durch die Integration eines Reflektors
innerhalb des Lichtquellengehäuses kann eine definierte
Lichtumlenkung erfolgen, wobei sich das mindestens eine Leuchtelement
stets in einer gleichen Relativlage zu dem Träger befinden
kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält
das Lichtquellengehäuse zum einen einen ersten Reflektor,
der über zwei Durchtrittsöffnungen zur Durchleitung
eines ersten Teillichtbündels verfügt, und zum
anderen einen weiteren zweiten Reflektor, der einen Teil des durch
den ersten Reflektor durchgeleiteten ersten Teillichtbündels
reflektiert. Die beiden Reflektoren weisen jeweils solche Reflexionsflächen
auf, so dass die Effektivität der Lichtabstrahlung verbessert
werden kann. Zum einen kann der zweite Reflektor, der auf einer
dem Leuchtelement abgewandten Seite des ersten Reflektors angeordnet
ist, dazu benutzt werden, das Licht in Richtung des ersten Reflektors
zurückzuwerfen, so dass es an dem ersten Reflektor in einer
bestimmten Weise zur Seite oder nach vorne hin umgelenkt werden
kann. Zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung können
der erste Reflektor und der zweite Reflektor jeweils beidseitig
oder jeweils nur einseitig verspiegelt ausgebildet sein. Insbesondere
wenn eine dem Leuchtelement zugewandte Rückseite des ersten
Reflektor verspiegelt ausgebildet ist, kann ein Teil des von dem
Leuchtelement abgestrahlten Lichtbündels zu einer Rückseite
der Lichtquelle umgelenkt werden, so dass sich der Öffnungswinkel
der Lichtquelle erhöhen lässt, beispielsweise
in einem Bereich von 160° bis 270°.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem ersten Reflektor
und dem Leuchtelement eine Linse angeordnet, so dass das von dem Leuchtelement
abgestrahlte Licht in gewünschter Weise gesammelt und/oder
gestreut werden kann. Hierdurch lässt sich die Lichtverteilung
weiter variieren.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtquelle zylinderförmig
ausgebildet, wobei eine Zylinderachse koaxial zur optischen Achse
des Leuchtelementes verläuft. Diese Bauform ähnelt
einer bekannten Bauform für eine Glühlampe, so
dass sie in einem breiten Anwendungsfeld eingesetzt werden kann.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtquelle
rohrförmig oder langgestreckt ausgebildet, wobei sie sich
quer zur Hauptabstrahlrichtung der vorzugsweise mehreren Leuchtelemente
erstreckt. Vorteilhaft kann hierdurch eine größere
Leuchtstärke erzielt werden, die zur Beleuchtung von Räumen
genutzt werden kann.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer ersten Ausführungsform,
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2 eine
Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer zweiten Ausführungsform,
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3 eine
perspektivische Darstellung einer Lichtquelle nach einer dritten
Ausführungsform,
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4 eine
Stirnansicht der Lichtquelle nach der dritten Ausführungsform
gemäß 3 und
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5 eine
Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer vierten Ausführungsform.
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Nach
einer ersten Ausführungsform einer Lichtquelle 1 weist
dieselbe ein Gehäuse 2 auf, innerhalb dessen ein
Leuchtelement 3, eine in Hauptabstrahlrichtung 4 vor
dem Leuchtelement 3 angeordnete Linse 5 sowie
ein erster Reflektor 6 und ein zweiter Reflektor 7 angeordnet
sind.
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Das
Leuchtelement 3 ist als eine Leuchtdiode (LED-Leuchtelement)
ausgebildet, die auf einem Träger 8 positioniert
ist. Nach einer alternativen Ausführungsform können
die Leuchtdioden 3 auch als LED-Chips ausgebildet sein
oder als durch die SMD-Technik (Surface Mounted Device) auf einer Trägerplatte
aufgebrachte Leuchtdioden ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
ist der Träger 8 als eine Leiterplatte ausgebildet,
die zusätzlich elektronische Bauteile zur Ansteuerung der
Leuchtdiode 3 aufweist. Von dem Träger 8 führen
Kontaktdrähte 9 durch einen den Träger 8 tragenden
Sockel 10 nach außen hin zur Bildung eines Anschlusses
für elektrische Leitungen an eine externe Spannungsquelle.
Der Träger 8 ist über nicht dargestellte
Befestigungsmittel in dem nicht transparenten Sockel 10 befestigt.
An den Sockel 10 schließt sich ein transparenter
Abdeckkörper 11 (Abdeckzylinder) an, durch den
das von dem Leuchtelement 3 emittierte Licht nach außen
in die Umgebung abgestrahlt werden kann. Der Abdeckkörper 11 ist
vorzugsweise durch Vergießen mit dem Sockel 10 verbunden.
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Die
Linse 5 ist als eine Sammellinse ausgebildet und sammelt
das von dem Leuchtelement 3 abgestrahlte Licht L in Richtung
des ersten Reflektors 6 bzw. zweiten Reflektors 7.
Zu diesem Zweck ist die Sammellinse als plankonvexe Linse ausgebildet,
die sich in einem Abstand zu dem Leuchtelement 3 befindet.
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Beispielsweise
befindet sich das Leuchtelement 3 in einem Brennpunkt der
konvexförmigen Austrittsfläche der Linse 5,
so dass das Licht L im Wesentlichen parallel in Richtung der Reflektoren 6, 7 abgestrahlt
werden kann. Alternativ kann das Leuchtelement 3 auch lediglich
in der Nähe des Brennpunktes der Linse 5 angeordnet
sein.
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Der
erste Reflektor 6 ist zwischen dem zweiten Reflektor 7 und
der Linse 5 angeordnet. Er weist eine kegelstumpfförmige
Form auf, wobei auf einer dem Leuchtelement 3 zugewandten
Seite eine erste Durchgangsöffnung 12 und auf
einer dem zweiten Reflektor 7 zugewandten Seite eine zweite
Durchgangsöffnung 13 ausgebildet ist, wobei ein
Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 12 kleiner
ist als ein Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung 13.
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Der
erste Reflektor 6 ist koaxial zu einer optischen Achse 14 des
Leuchtelementes 3 angeordnet und ermöglicht, dass
ein erstes Teillichtbündel 15 des von dem Leuchtelement 3 abgestrahlten
Lichtes L in Hauptabstrahlrichtung 4 durch den ersten Reflektor 6 durchtritt
und dann entweder auf den zweiten Reflektor 7 trifft oder
an demselben vorbeigeleitet wird. Ein zweites Teillichtbündel 16 des
abgestrahlten Lichtes L trifft auf eine der dem Leuchtelement 3 zugewandten
Rückseite 17 des ersten Reflektors 6,
die als eine spiegelnde Reflexionsfläche ausgebildet ist,
so dass das zweite Teillichtbündel 16 zur Seite
hin und/oder nach hinten entgegen der Hauptabstrahlrichtung 4 umgelenkt
wird.
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Eine
dem Leuchtelement 3 abgewandte Vorderseite 18 des
ersten Reflektors 6 ist verspiegelt als Reflexionsfläche
ausgebildet, so dass ein Teil 15' des ersten Teillichtbündels 15 nach
Reflexion an einer dem Leuchtelement 3 zugewandten Rückseite 19 des
zweiten Reflektors 7 an der Vorderseite 18 des ersten
Reflektors 6 umgelenkt und dann durch den Abdeckkörper 11 vorzugsweise
nach vorne abgestrahlt wird. Ein zweiter Teil 15'' des
ersten Teillichtbündels 15, der unter einem relativ
steilen Winkel durch den ersten Reflektor 6 durchgeleitet
wird, passiert den zweiten Reflektor 7, so dass er ohne
Reflexion durch den transparenten Abdeckkörper 11 an die
Umgebung abstrahlt. Das nach vorne abgestrahlte Licht wird somit überlagert
durch innerhalb des Gehäuses 2 reflektierte Lichtstrahlen 15' sowie
innerhalb des Gehäuses 2 nicht reflektierte Lichtstrahlen 15''.
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Der
zweite Reflektor 7 weist eine linsenförmige spiegelnde
Fläche auf. Je nach geforderter Lichtverteilung können
die so gebildeten Reflexionsflächen des ersten Reflektors 6 und/oder
des zweiten Reflektors 7 kugelförmig und/oder
halbkugelförmig und/oder linsenförmig und/oder
kegelförmig und/oder parabelförmig und/oder ellipsoidförmig
und/oder trichterförmig ausgebildet sein.
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Eine
in 2 dargestellte alternative Ausführungsform
einer Lichtquelle 1' unterscheidet sich von der Lichtquelle 1 gemäß der
ersten Ausführungsform nach 1 da durch,
dass ein erster Reflektor 6' halbkugelförmig statt
kegelförmig ausgebildet ist.
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Eine
in 5 dargestellte alternative Ausführungsform
einer Lichtquelle 1'' unterscheidet sich von der Lichtquelle 1 gemäß der
ersten Ausführungsform nach 1 dadurch,
dass ein erster Reflektor 6'' trichterförmig statt
kegelförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist.
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Gleiche
Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele
sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Das
Gehäuse 2 bzw. der transparente Abdeckkörper 11 der
Lichtquelle 1, 1' sind zylinderförmig
ausgebildet. Eine Längsachse des Gehäuses 2 bzw.
des Abdeckkörpers 11 erstreckt sich koaxial zu der
optischen Achse 14 des Leuchtelementes 3.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den 3 und 4 kann
eine langgestreckte Lichtquelle 24 ausgebildet sein mit
einem langgestreckten und/oder rohrförmigen Gehäuse 25,
das quer zur Hauptabstrahlrichtung in einer Erstreckungsrichtung
verläuft. Eine Mehrzahl von Leuchtelementen 3 ist
auf einer gemeinsamen Trägerplatte 26 angeordnet.
In Hauptabstrahlrichtung vor den in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Leuchtelementen 3 sind
ein erster Reflektor 27 und ein zweiter Reflektor 28 angeordnet.
Statt wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird
das Licht nicht rotationssymmetrisch, sondern bezüglich
einer Längsmittelebene 29 des Gehäuses 25 symmetrisch oder
asymmetrisch abgestrahlt. Die Funktion der Reflektoren 27, 28 entspricht
der Funktion der Reflektoren 6, 7 nach den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen.
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Das
Gehäuse 25 bzw. ein transparenter Abdeckkörper 30 sowie
die Trägerplatte 26 und der erste Reflektor 27 sowie
der zweite Reflektor 28 erstrecken sich geradlinig. Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
könnten sich diese auch bogenförmig oder wellenförmig
erstrecken, je nach Einsatzzweck.
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Die
Lichtquelle 24 kann in einem Gehäuse 24' einer
Leuchte angeordnet sein, die einen Reflektor 31 trägt.
Hierdurch kann ein Teil des zur Seite oder nach hinten abgestrahlten
Lichtes zur Abstrahlung nach vorne umgelenkt werden.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
kann die Lichtquelle 1, 1' auch in einem mit einem
zusätzlichen Reflektor versehenen Gehäuse integriert
sein. Hierdurch kann die Lichtquelle 1, 1' für
Einsatzzwecke vorgesehen sein, bei denen eine spotartige Abstrahlung
im Wesentlichen nach vorne erfolgen soll.
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Nach
einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung
kann im Unterschied zu der Lichtquelle 24 die Trägerplatte 26 auch
beidseitig mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen 3 bestückt
sein. In diesem Fall kann Licht in entgegengesetzten Richtungen
abgestrahlt werden. Auf beiden Seiten der Trägerplatte 26 befinden
sich dann spiegelverkehrt die ersten Reflektoren 27 und
zweiten Reflektoren 28. Vorteilhaft kann hierdurch eine
360°-Abstrahlung erfolgen.
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Nach
einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann
in dem Gehäuse 2 auch lediglich ein einziger Reflektor
angeordnet sein. Dies kann beispielsweise ein mit ei nem Durchlass
versehener Reflektor sein, der einen Teil des von dem Leuchtelement 3 emittierten
Lichtes in Hauptabstrahlrichtung durchlässt und einen anderen
Teil zur Rückseite hin reflektiert. Alternativ kann auch
lediglich ein einziger Reflektor am stirnseitigen Ende des Abdeckkörpers 11 – wie
bei den Ausführungsformen gemäß 1 und 2 – vorgesehen
sein, der einen Teil des abgestrahlten Lichtes zur Rückseite
hin reflektiert.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
kann lediglich ein einziger Reflektor am stirnseitigen Ende des
Abdeckkörpers 11 – wie bei den Ausführungsformen
gemäß den 1, 2 und 5 – vorgesehen
sein, dem eine konvexförmige Linse zugeordnet ist, so dass
ein Teil des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichtes
L reflektiert und gebündelt oder gestreut zur Vorderseite
hin abgestrahlt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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