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Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul mit einer Leiterplatte, welche an ihrer Vorderseite mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, sowie mit mindestens einem Lichtsensor bestückt ist.
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Es sind Leuchtmodule der eingangs genannten Art bekannt, bei denen von Leuchtdioden emittiertes Licht mittels eines massiven Lichtleiters, z. B. eines Lichtleiters aus Plexiglas zu einem Lichtsensor geführt wird, z. B. um eine Helligkeit und/oder Farbe des von den Leuchtdioden emittierten Lichts abzufühlen. Die Messwerte können für eine Regelung der Leuchtdioden verwendet werden, z. B. zur Regelung einer Helligkeit durch eine Unterdrückung von Helligkeitsschwankungen. Jedoch ist eine Herstellung des massiven Lichtleiters mit Kosten verbunden, und auch eine Montage des Leuchtmoduls wird durch das Vorhandensein des massiven Lichtleiters aufwändiger.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Führung eines von einem Leuchtmodul abgestrahlten Lichts zu einem Lichtsensor des Leuchtmoduls zu leiten.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtmodul, aufweisend eine Leiterplatte, welche an ihrer Vorderseite mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, sowie mit mindestens einem Lichtsensor bestückt ist, und weiter aufweisend ein hohles Lichtleitelement, welches die mindestens eine Lichtquelle seitlich umlaufend umgibt, und ferner aufweisend eine auf der Leiterplatte außenseitig zu dem Lichtleitelement angeordnete Abdeckung mindestens für den Lichtsensor, wobei sich in dem Lichtleitelement ein Fenster befindet, an welches sich ein in und/oder an der Abdeckung gebildeter hohler Lichtkanal anschließt, der zu dem Lichtsensor führt. Durch die Verwendung des hohlen Lichtkanals kann auf einen separat gefertigten Lichtleiter verzichtet werden, wodurch dessen Herstellung und mindestens ein Montageschritt entfällt. Die Lichtleitung zu dem Lichtsensor kann vielmehr durch eine geeignete Ausgestaltung bereits vorhandener Bauteile und somit ohne Mehrkosten in der Herstellung erreicht werden.
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Das Licht der Lichtquelle(n) wird mittels des Lichtleitelements von der Ebene der Lichtquelle(n) zu einer höheren Ebene des Leuchtmoduls geführt, nämlich zu der Ebene der Lichtaustrittsöffnung. Dadurch kann auch ein für elektronische Bauelemente (Kondensatoren, Widerstände, Treiberbausteine usw.) benötigter Bauraum überbrückt und eine neue, höhere Lichtaustrittsebene definiert werden. Aufsatzelemente (optische bzw. optisch aktive Elemente usw.) können dann beliebig nahe an die Lichtaustrittsöffnung als der neuen Licht emittierenden Ebene herangeführt werden, wodurch Einkoppelverluste vermieden werden.
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Dass das Lichtleitelement die mindestens eine Lichtquelle seitlich umlaufend umgibt, umfasst auch den Fall, dass das Lichtleitelement gegenüber der Lichtquelle nach vorne versetzt ist, also einen (zumeist geringen) vertikalen Abstand zu der mindestens einen Lichtquelle (genauer: deren Emitterfläche) aufweisen kann. Es wird jedoch zu Vermeidung von Lichtverlusten bevorzugt, falls das Lichtleitelement gegenüber der Lichtquelle nicht nach vorne versetzt ist.
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Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Lichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat (”Submount”) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mit mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Auch können z. B. Diodenlaser verwendet werden. Alternativ kann die mindestens eine Lichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass eine Ebene der Lichtaustrittsöffnung parallel zur einer Ebene der mindestens einen Lichtquelle liegt. Dadurch kann die ”Lichtschnittstelle” einfach von der Ebene der Lichtquelle(n), in der diese angeordnet ist bzw. sind, nach vorne in Richtung der Hauptabstrahlrichtung oder optischen Achse angehoben werden. Alternativ kann die Ebene der Lichtaustrittsöffnung zu der Ebene der mindestens einen Lichtquelle angewinkelt angeordnet sein.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Lichtleitelement eine im Wesentlichen hohlzylindrische Grundform aufweist. Diese Form ist besonders einfach herstellbar und montierbar.
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Es ist ferner eine Weiterbildung, dass das Lichtleitelement aus einem elektrisch nichtleitenden oder dielektrischen Material bestehen kann. So können elektrisch leitende Aufsatzelemente (z. B. Aluminium-Reflektoren) von den elektrisch leitenden Teilen auf der Leiterplatte isoliert werden, was eine Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken vereinfacht. Das Lichtleitelement kann dazu beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen, z. B. PC, PMMA, COC, COP, oder aus Glas.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Lichtkanal anschließend an das Fenster zumindest abschnittsweise teilweise durch das Lichtleitelement und teilweise durch die Abdeckung gebildet ist. In anderen Worten ist in einem solchen Abschnitt ein Rand eines Querschnitts durch den Lichtkanal teilweise durch das Lichtleitelement und teilweise durch die Abdeckung gebildet. So können auch aufwändiger geformte Lichtkanäle einfach hergestellt werden. Zudem wird so eine besonders kompakte Bauform erreicht.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Lichtkanal anschließend an das Fenster zunächst teilweise durch das Lichtleitelement und teilweise durch die Abdeckung gebildet wird und folgend in einem von der Abdeckung abgedeckten Volumen oder Innenraum verläuft. So kann ein Lichtsensor unterhalb der Abdeckung flexibel positioniert werden.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement mindestens einen reflektierenden Bereich aufweist. Insbesondere kann eine Innenseite des Lichtleitelements, welche auf die mindestens eine Lichtquelle gerichtet ist, reflektierend ausgebildet sein, z. B. durch eine Beschichtung oder eine Belegung mit einer reflektierenden Folie. Für eine möglichst verlustarme Lichtleitung in dem Lichtkanal kann das Lichtleitelement auch an seiner Außenseite mindestens einen reflektierenden Bereich aufweisen, insbesondere mindestens in einem Bereich, welcher den Lichtkanal bildet.
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Für eine möglichst verlustarme Lichtleitung in dem Lichtkanal kann auch die Abdeckung mindestens in einem Bereich, welcher den Lichtkanal bildet, reflektierend ausgebildet sein.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Lichtleitelement eine sich nach vorne aufweitende (reflektierende) Innenseite aufweist. Die Innenseite kann z. B. eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Kontur aufweisen. Dies ergibt den Vorteil, dass die Abstrahlung des von der mindestens einen Lichtquelle emittierten Lichtbündels kollimiert werden kann, was eine schmalere Winkelverteilung ergibt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine Winkelschräge (auch ”draft angle” genannt) α in einem Bereich zwischen 1° und 10° liegt, insbesondere zwischen 1° und 5° (einschließlich der Endwerte).
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Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement eine sich nach vorne verjüngende Innenseite aufweist, z. B. mit einer umgekehrt kegelstumpfförmigen Kontur. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Abstrahlung des von der mindestens einen Lichtquelle emittierten Lichtbündels dekollimiert werden kann, was eine schmalere Winkelverteilung ergibt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Winkelschräge α in einem Bereich zwischen –1° und –10° liegt, insbesondere zwischen –1° und –5° (einschließlich der Endwerte).
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Innenseite des Lichtleitelements eine optisch wirksame Oberflächenstruktur aufweist. So kann insbesondere eine Lichtmischung, z. B. in Bezug auf eine Helligkeit und/oder eine Farbe des von der mindestens einen Lichtquelle emittierten Lichts, auf eine einfache und kompakte Weise erreicht werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Oberflächenstruktur eine Wellenstruktur umfasst bzw. mittels einer solchen gebildet wird. Die Wellenstruktur kann z. B. eine sinusartige Wellenstruktur umfassen, aber auch eine Form basierend auf Splines oder sogar eine Freiform. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein sogenannter ”Peak-to-Valley”-Winkel β der Wellenstruktur in einem Bereich [30°; 60°] liegt. Alternativ können auch andere, allgemeine Höhenstrukturierungen verwendet werden, z. B. in Form eines umlaufenden Zick-Zack-Musters.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Oberflächenstruktur eine aufgeraute Oberfläche umfasst, z. B. eine isotrop oder anisotrop streuende Oberfläche. Die ergibt den Vorteil, dass eine bezüglich eines azimuthalen und/oder polaren Winkels gerichtete Lichtmischung erreichbar ist.
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Auch kann die Reflexionsoberfläche oder Innenseite des Lichtleitelements ganz oder teilweise einfarbig oder mehrfarbig eingefärbt sein, wodurch eine Farbe des abgegebenen Lichts eingefärbt werden kann.
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Der reflektierende Bereich des Lichtleitelements, z. B. dessen Innenseite, kann allgemein spiegelnd oder diffus reflektierend ausgestaltet sein, z. B. mittels einer Beschichtung oder einer Folie. Die Beschichtung oder die Folie kann z. B. mindestens eine Schicht aus Aluminium, Silber, einer dielektrischen Beschichtung und/oder z. B. auch Bariumsulfat aufweisen. Auch kann die Reflexionsoberfläche des Lichtleitelements, z. B. dessen Innenseite, eine optische Folie, z. B. eine hochreflektierende Spiegelfolie oder Diffusorfolie (sog „Brightness Enhancement Film”, BEF), oder eine solche Beschichtung aufweisen, wodurch ein Wirkungsgrad gesteigert wird.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Fenster ein in dem Lichtleitelement gebildeter Ausschnitt ist. Der Ausschnitt kann durchgehend sein, was einen Lichtverlust bei einem Lichtdurchtritt vermeidet, oder das Fenster kann mit einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten Abdeckelement abgedeckt sein, um einen Innenraum bzw. ein Volumen der Abdeckung besser zu schützen.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement zumindest teilweise aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten, Material besteht und mit einer lichtundurchlässigen, insbesondere reflektierenden, Schicht bedeckt ist, wobei das Fenster durch eine Aussparung in der lichtundurchlässigen Schicht gebildet ist. Die reflektierende Schicht kann an einer Innenseite eines Grundkörpers aus dem lichtdurchlässigen Material und/oder an einer Außenseite dieses Grundkörpers angebracht sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Fenster sich in einem vorderen Drittel des Lichtleitelements befindet. Dadurch kann ein im Vergleich zu einer tieferen Anordnung stärkerer Lichtstrom abgezweigt werden, welcher zudem bei einem Vorliegen mehrerer Lichtquellen eine bessere Mischung des Lichts verschiedener Lichtquellen aufweist. Dabei ist ein vorderer Bereich des Lichtleitelements weiter von der mindestens einen Lichtquelle entfernt als ein unterer oder hinterer Bereich. In anderen Worten weist ein vorderer oder oberer Bereich des Lichtleitelements einen größeren vertikalen Abstand von der mindestens einen Lichtquelle auf als ein unterer oder hinterer Bereich.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Fenster eine Höhenausdehnung von mindestens 10% bis 15% einer Höhe des Lichtleitelements aufweist. So wird eine für eine Funktion des Lichtsensors ausreichende Lichtstärke an dem Lichtsensor bereitgestellt.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement elektrisch leitend ist, an einem unteren Rand mit der Leiterplatte (direkt oder indirekt, z. B. über einen Isolierring) verbunden ist und an dem unteren Rand mindestens einen Ausbruch aufweist. Durch den Ausbruch können Probleme mit elektrischen Kriechstrecken vermieden werden. Das Lichtleitelement kann z. B. aus einem Aluminium-Vollkörper bestehen.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Abdeckung eine Ringabdeckung ist, welche das Lichtleitelement zumindest abschnittsweise ringförmig umgibt und zusätzlich zu dem Lichtsensor weitere auf der Leiterplatte angebrachte elektronische Bauelemente abdeckt. Es ist in anderen Worten eine weitere Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement seitlich zumindest abschnittsweise umlaufend von einer Ringabdeckung für zumindest einen Teil von auf der Vorderseite der Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauelementen umgeben ist. So kann ein, insbesondere zentraler, z. B. kreisförmiger, Bereich für die mindestens eine Lichtquelle von einem diesen umgebenden, insbesondere ringkreisförmigen, Bereich auf eine besonders kompakte und montagefreundliche Weise räumlich getrennt werden.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement ein von der Abdeckung separates Bauteil ist, welches mindestens zweiteilig aufgebaut ist. Durch den zwei- oder mehrteiligen Aufbau können auch komplexe Geometrien an der Innenseite und/oder an der Außenseite des Lichtleitelements vergleichsweise einfach hergestellt werden.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass zwei benachbarte Teile des Lichtleitelements mittels mindestens eines Verrastverschlusses miteinander verbindbar sind. So kann eine Montage einfach gestaltet werden. Benachbarte Teile können aber auch durch andere Befestigungsarten miteinander verbunden werden, z. B. durch ein Verkleben, und zwar alternativ oder zusätzlich.
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Für den Fall, dass das Lichtleitelement aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten, Material besteht und mit einer lichtundurchlässigen, insbesondere reflektierenden, Schicht bedeckt ist, wobei das Fenster durch eine Aussparung in der lichtundurchlässigen Schicht gebildet ist, ist es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Fenster durch den mindestens einen Verrastverschluss gebildet wird.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Lichtleitelement in die Abdeckung integriert ist. Dadurch wird eine Herstellung besonders stark vereinfacht. Die Herstellung der kombinierten Abdeckung/Lichtleitelement kann z. B. mittels eines mehrstufigen Spritzgussverfahrens durchgeführt werden. Der sich dabei ergebende integrale Lichtleitbereich entspricht dann funktional dem Lichtleitelement bei einer separaten Bauweise.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Leuchtmodul mindestens ein Aufnahmemittel zur Aufnahme eines Aufsatzelements über die Lichtaustrittsöffnung aufweist. Dieses Aufnahmemittel kann insbesondere für eine Lagejustierung des Aufsatzelement bezüglich der Lichtaustrittsöffnung verwendet werden. Das Aufnahmemittel kann insbesondere eine auch für unterschiedliche Leuchtmodule definierte ('standardisierte') Lage zu der Lichtaustrittsöffnung aufweisen, um so einen Entwurf von Aufsatzelementen im Wesentlichen unabhängig von einem Entwurf solcher Leuchtmodule (ohne das Aufsatzelement) gestalten zu können.
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Es ist eine besondere Ausgestaltung, dass das Aufnahmemittel als eine Befestigungsschnittstelle ausgestaltet ist, um das Aufsatzelement bei passender Ausgestaltung mit einer definierten Lage bezüglich der Lichtaustrittsöffnung an dem Leuchtmodul befestigen zu können. Die Befestigungsschnittstelle kann beispielsweise ein Teil eines Bajonettverschlusses, eines Schraubverschlusses (allgemein eines Drehverschlusses), eines Steckverschlusses usw. sein.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne bzw. oben ein erfindungsgemäßes Leuchtmodul ohne Aufsatzelement;
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2 zeigt das Leuchtmodul als Schnittdarstellung in einer Schrägansicht;
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3 zeigt in einer Schrägansicht das Leuchtmodul mit einem darüber schwebenden Aufsatzelement;
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4 zeigt das Leuchtmodul mit dem darüber schwebenden Aufsatzelement in einem vergrößerten Ausschnitt in einem Bereich einer inneren Bajonettfassung;
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5 zeigt einen Ausschnitt aus 2 im Bereich eines Fensters eines Lichtleitelements;
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6 zeigt ein Lichtleitelement gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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7 zeigt ein Lichtleitelement gemäß einer dritten Ausführungsform.
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1 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne bzw. oben ein erfindungsgemäßes Leuchtmodul 1 ohne Aufsatzelement. 2 zeigt das Leuchtmodul als Schnittdarstellung in einer Schrägansicht.
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Das Leuchtmodul 1 weist eine im Wesentlichen scheibenförmige Leiterplatte 2 auf, welche in einem zentralen Bereich Z einer Vorderseite mit mehreren Lichtquellen in Form von Leuchtdioden 3 bestückt ist. Die Leuchtdioden 3 können gleichartig Licht emittieren oder sich bezüglich ihrer Helligkeit und/oder Farbe unterscheiden. Ein den in einem kreuzförmigen Matrixmuster angeordneten Leuchtdioden 3 gemeinsames, im Wesentlichen hohlzylindrisches, Lichtleitelement 4 umgibt die Leuchtdioden 3 seitlich umlaufend. Ein vorderer Rand 5 des Lichtleitelements 4 begrenzt und umgibt eine im Wesentlichen kreisscheibenförmige Lichtaustrittsöffnung L. Ein hinterer oder rückwärtiger Rand 32 des Lichtleitelements 4 sitzt indirekt über einem Isolierring 33 auf der Leiterplatte 2 auf.
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Die Lichtaustrittsöffnung L entspricht in anderen Worten einer vorderseitigen Öffnung des Lichtleitelements 4. Die durch die Hohlzylinderform gerade bzw. parallel stehende Innenseite 4a, welche reflektierend ausgestaltet ist, weist den Vorteil auf, dass eine Winkelverteilung des von den Lichtquellen 3 abgestrahlten Lichtbündels rotationssymmetrisch ist.
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Die Leiterplatte 2 ist ferner in einem den zentralen Bereich Z umgebenden Umgebungsbereich U mit weiteren elektronischen Bauelementen 30 bestückt, z. B. mit Widerständen, Kondensatoren und/oder Logikbausteinen, z. B. als Teil einer Treiberlogik. Die in dem Umgebungsbereich U befindlichen weiteren elektronischen Bauelemente 30 sind von einer Ringabdeckung 6 überwölbt, welche mit einem rückwärtigen Rand auf der Leiterplatte 2 aufliegt. Die Ringabdeckung 6 ist mittels zweier Schrauben 7 befestigt und weist eine Steckerdurchführung 28 zur elektrischen Kontaktierung eines ebenfalls auf der Leiterplatte 2 angebrachten Steckers 29 auf.
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Die Ringabdeckung 6 weist eine im Wesentlichen kreiszylinderförmige Innenwand 8 (entsprechend einer inneren Mantelfläche oder inneren Seitenwand) auf, welche den zentralen Bereich Z des Leuchtmoduls 1 und damit auch das Lichtleitelement 4 konzentrisch seitlich umgibt. Die Ringabdeckung 6 weist ferner eine im Wesentlichen kreiszylinderförmige Außenwand 9 (entsprechend einer äußeren Mantelfläche oder äußeren Seitenwand) auf. Die Außenwand 9 weist eine gleiche Höhe auf wie die Innenwand 8. Die Innenwand 8 und die Außenwand 9 können mit ihrem rückwärtigen Rand auf der Leiterplatte 2 aufliegen und an ihrem vorderseitigen Rand durch eine Deckwand 10 verbunden sein. Die Deckwand 10 ist hier als eine kreisringförmige, ebene Platte ausgeführt. Das Lichtleitelement 4 und die Ringabdeckung 6 können separate Bauteile sein, miteinander verbundene Bauteile sein oder miteinander integriert sein.
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In die Innenwand 8 der Ringabdeckung 6 ist eine erste Befestigungsschnittstelle in Form einer inneren Bajonettfassung 11 integriert. In die Außenwand 9 der Ringabdeckung 6 ist eine zweite Befestigungsschnittstelle in Form einer äußeren Bajonettfassung 12 integriert. Jede der Bajonettfassungen 11 und 12 besitzt dreifach jeweils einen von vorne zugänglichen Längsschlitz 13, an dessen Ende rechtwinklig ein kurzer Querschlitz 14 ansetzt. Der Längsschlitz 13 besitzt einen waagerechten Boden, der auch als eine Lagejustierungshilfe verwendet werden kann. Ein Aufsatzelement kann einen zu einer der Bajonettfassungen 11 oder 12 passenden Bajonettsockel aufweisen, welcher in den Längsschlitz 13 einsteckbar ist und durch eine Drehung in den Querschlitz 14 befestigbar ist. Zur Verrastung der Bajonettfassung und des Bajonettsockel weist der Querschlitz 14 eine Rastnase auf, über welche eine entsprechende Rast(gegen)nase 15 des Bajonettsockels geschoben werden kann.
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Die Lichtaustrittsöffnung L, die Innenwand 8 und die Außenwand 9 schließen auf einer gleichen Höhe ab. Dadurch kann das Aufsatzelement einfach auf Anlage mit der Ringabdeckung 6 gebracht werden. Das Leuchtmodul 1 weist in anderen Worten eine im Wesentlichen plane Vorderseite auf, an der die Ringabdeckung 6 und das Lichtleitelement 4 flächenbündig abschließen.
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Eines der elektronischen Bauelemente 30 ist ein Lichtsensor 31, der zu einer Messung des von den Leuchtdioden 3 emittierten Lichts vorgesehen ist, z. B. in Bezug auf eine Helligkeit und/oder Farbe. Damit der Lichtsensor 31 mit einem Teil des von den Leuchtdioden 3 emittierten Lichts versorgt oder bestrahlt werden kann, ist in das Lichtleitelement 4 ein Fenster 34 in Form einer rechteckigen Aussparung eingebracht. Die Ausgestaltung des Leuchtmoduls 1 bezüglich des Lichtsensors 31 ist genauer bezüglich 5 bis 7 beschrieben.
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Das Leuchtmodul 1 kann einfach in einen Kühlkörper (o. Abb.) eingesetzt werden, z. B. durch flächige Auflage an seiner Rückseite, z. B. durch ein Einsetzen in eine entsprechende Aufnahme des Kühlkörpers. Dadurch wird eine wirkungsvolle Kühlung auf eine einfache Weise bereitgestellt.
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3 zeigt in einer Schrägansicht das Leuchtmodul 1 mit einem darüber schwebenden optischen Element als dem Aufsatzelement in Form eines Reflektors 16. 4 zeigt das Leuchtmodul mit dem darüber schwebenden Reflektor 16 in einem vergrößerten Ausschnitt in einem Bereich einer inneren Bajonettfassung 11. Der Reflektor 16 weist eine topfähnlich, z. B. parabolisch, geformte reflektierende Innenseite 17 auf und kann mit einer rückseitigen Lichteintrittsöffnung (o. Abb.) auf der oder nahe an der Lichtaustrittsöffnung L des Lichtleitelements 4 aufgesetzt werden. Zur Befestigung mit dem Leuchtmodul 1 weist der Reflektor 16 einen rückwärtigen Bajonettsockel 18 zum Eingriff mit der inneren (kleineren) Bajonettfassung 11 des Leuchtmoduls 1 auf. Der Bajonettsockel 18 weist drei zu der Bajonettfassung komplementäre Längsschlitze 19 und Querschlitze 20 auf, wobei sich in dem Querschlitz 20 eine Rastnase 15 befindet. Analog kann auch ein anderes Aufsatzelement mit einem entsprechend größeren Bajonettsockel und einer entsprechend größeren Lichteintrittsöffnung an der äußeren Bajonettfassung 12 angebracht werden.
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5 zeigt einen Ausschnitt des Leuchtmoduls 1 aus 2 im Bereich des Fensters 34 des Lichtleitelements 4. Das Fenster 34 ist eine rechteckige Durchführung oder Ausschnitt durch das Lichtleitelement 4. Um möglichst viel Information von allen Leuchtdioden 3 abzufragen, befindet sich das Fenster 34 in einem vorderen Drittel des Lichtleitelements. Für einen ausreichend intensiven Lichteinfall auf den Lichtsensor 31 weist das Fenster 34 eine Höhenausdehnung von mindestens 10% bis 15% einer Höhe h des Lichtleitelements 4 auf.
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An das Fenster 34 schließt sich entlang einer Außenseite 4b des Lichtleitelements 4 ein hohler Lichtkanal 35 an. Der Lichtkanal 35 wird auch an bzw. von der Ringabdeckung 6 gebildet und führt zu dem Lichtsensor 31. Genauer gesagt weist der Lichtkanal 35 einen ersten Abschnitt 35a auf, welcher anschließend an das Fenster 34 teilweise durch das Lichtleitelement 4 (insbesondere dessen Außenseite 4b) und teilweise durch die Ringabdeckung 6 (insbesondere deren Innenwand 8) gebildet bzw. begrenzt ist. Der erste Abschnitt 35a führt von dem Fenster 34 senkrecht nach unten zu einem zweiten Abschnitt 35b. Der zweite Abschnitt 35b verläuft in dem von der Ringabdeckung 6 abgedeckten Volumen bzw. in dem Innenraum der Ringabdeckung 6, in welchem auch der Lichtsensor 31 untergebracht ist. Der zweite Abschnitt 35b verbindet den ersten Abschnitt 35a optisch mit dem Lichtsensor 31. Um einen Lichtverlust, z. B. durch Absorption, zu vermeiden, können die den ersten Abschnitt 35a und/oder die den zweiten Abschnitt 35b des Lichtkanals 35 begrenzenden Wände reflektierend ausgestaltet sein. So kann beispielsweise die Außenseite 4b des Lichtleitelements 4 ganz oder zumindest im Bereich des Lichtkanals 35 reflektierend, insbesondere spiegelnd, ausgestaltet sein. Analog kann die Innenwand 8 der Ringabdeckung 6 ganz oder zumindest im Bereich des Lichtkanals 35 reflektierend, insbesondere spiegelnd, ausgestaltet sein.
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Insgesamt kann somit von mehreren Leuchtdioden 3 emittiertes Licht, welches durch das Fenster 34 fällt, durch den (optional zumindest bereichsweise reflektierend ausgestalteten) ersten, vergleichsweise schmalen Abschnitt 35a des Lichtkanals 35 laufen und folgend durch den (optional zumindest bereichsweise reflektierend ausgestalteten) breiteren zweiten Abschnitt 35b des Lichtkanals 35 zu dem Lichtsensor 31 laufen.
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Insgesamt ergibt sich eine einfach und kostengünstig umsetzbare Lichtführung zu dem Lichtsensor 31.
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6 zeigt ein Lichtleitelement 36 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Lichtleitelement 36 ist, wie das Lichtleitelement 4, an seiner Innenseite 36a mit einer wellenartigen Struktur für eine verbesserte Lichtmischung ausgestattet. Das hohlzylindrische Lichtleitelement 36 ist nun zweiteilig aus einer heller dargestellten ersten Hälfte 37 und einer dunkler dargestellten zweiten Hälfte 38 aufgebaut. Die beiden Hälften 37, 38 sind an ihren angrenzenden bzw. benachbarten Rändern jeweils mittels eines Rastverschlusses oder einer Rastverbindung 39 verrastet. So kann auch ein Lichtleitelement 36 mit einer vergleichsweise komplexen Oberfläche einfach hergestellt und auch einfach zusammengebaut werden. Das Fenster ist hier lediglich zur einfacheren Darstellung nicht eingezeichnet.
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Falls das Lichtleitelement 36 elektrisch leitfähig ist, z. B. aufgrund einer elektrisch leitfähigen Beschichtung oder bei einer Ausgestaltung als ein metallener Vollkörper, kann der untere Rand 32 mindestens einen Ausbruch 40 zur Vermeidung von Problemen aufgrund von Kriechstrecken aufweisen.
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7 zeigt ein Lichtleitelement 41 gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Auch das Lichtleitelement 41 weist an seiner Innenseite 36a die wellenartige Struktur auf und ist zweiteilig aus einer ersten Hälfte 42 und einer zweiten Hälfte 43 zusammengesetzt. Die beiden Hälften 42, 43 sind ebenfalls an ihren angrenzenden bzw. benachbarten Rändern mittels einer Rastverbindung 39 verrastet.
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Das Lichtleitelement 41 weist nun einen hohlzylindrischen Grundkörper aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten, Material auf, z. B. PMMA oder Glas. Der Grundkörper ist an seiner Außenseite 41b (alternativ oder zusätzlich an seiner Innenseite 41a) mit einer lichtundurchlässigen, insbesondere reflektierenden, Schicht bedeckt (z. B. einer BEF-Schicht). Das Fenster 34 ist durch eine Aussparung in der lichtundurchlässigen Schicht gebildet, welche hier die Rastverbindung 39 freilässt. Das Fenster 34 wird somit durch die oder an der Rastverbindung 39 gebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leuchtmodul
- 2
- Leiterplatte
- 3
- Leuchtdiode
- 4
- Lichtleitelement
- 4a
- Innenseite des Lichtleitelements
- 4b
- Außenseite des Lichtleitelements
- 5
- vorderer Rand des Lichtleitelements
- 6
- Ringabdeckung
- 7
- Schraube
- 8
- Innenwand
- 9
- Außenwand
- 10
- Deckwand
- 11
- innere Bajonettfassung
- 12
- äußere Bajonettfassung
- 13
- Längsschlitz
- 14
- Querschlitz
- 15
- Rastnase
- 16
- Reflektor
- 17
- Innenseite
- 18
- Bajonettsockel
- 19
- Längsschlitz
- 20
- Querschlitz
- 28
- Steckerdurchführung
- 29
- Stecker
- 30
- elektronische Bauelemente
- 31
- Lichtsensor
- 32
- rückwärtiger Rand des Lichtleitelements
- 33
- Isolierring
- 34
- Fenster
- 35
- Lichtkanal
- 35a
- erster Abschnitt des Lichtkanals
- 35b
- zweiter Abschnitt des Lichtkanals
- 36
- Lichtleitelement
- 36a
- Innenseite des Lichtleitelements
- 36b
- Außenseite des Lichtleitelements
- 37
- erste Hälfte des Lichtleitelements
- 38
- zweite Hälfte des Lichtleitelements
- 39
- Rastverbindung
- 40
- Ausbruch
- 41
- Lichtleitelement
- 41a
- Innenseite des Lichtleitelements
- 41b
- Außenseite des Lichtleitelements
- 42
- erste Hälfte des Lichtleitelements
- 43
- zweite Hälfte des Lichtleitelements
- h
- Höhe des Lichtleitelements
- L
- Lichtaustrittsöffnung
- U
- Umgebungsbereich der Leiterplatte
- Z
- zentraler Bereich der Leiterplatte
