DE102010030296A1

DE102010030296A1 - Lampe

Info

Publication number: DE102010030296A1
Application number: DE102010030296A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Bauer; Herbert Weiss
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: WO2011160955A1; DE102010030296B4

Abstract

Die Lampe (1) weist einen konkaven Reflektor (2) und einen von einer Innenseite (3) des Reflektors (2) vorstehenden Vorsprung (4) auf, wobei an dem Vorsprung (4) mehrere auf die Innenseite (3) des Reflektors (2) strahlende Lichtquellen (8) angeordnet sind, der Vorsprung (4) als ein Wärmeleiter ausgebildet ist, die Lichtquellen (8) unter einem Kippwinkel (α) zu einer Längsachse (L) des Vorsprungs (4) in Richtung der Innenseite (3) des Reflektors (2) angeordnet sind und die Lichtquellen (8) von mindestens einer Blende (9) abgedeckt sind, welche eine direkte Abstrahlung von den Lichtquellen (8) aus dem Reflektor (2) hinaus blockiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampe, insbesondere LED-Lampe, aufweisend einen konkaven Reflektor und mehrere auf die Innenseite des Reflektors strahlende Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden.
WO 2005/085706 A1 beschreibt eine Lampe, umfassend wenigstens einen Sockel zur Anbindung an eine Leuchte, mit einem gewölbten, insbesondere parabelförmigen, im wesentlichen rotationssymmetrischen Reflektor, in dessen Brennpunkt oder Brennpunktbereich zur Erzeugung einer gerichteten, z. B. eng abstrahlenden, Lichtverteilung der Lampe eine Lichtquelle angeordnet ist, wobei der Reflektor eine Reflektoröffnung aufweist, die eine Lichtaustrittsebene der Lampe bereitstellt. Die Lichtquelle wird von wenigstens einer LED gebildet und ist beabstandet von der Innenseite des Reflektors angeordnet, wobei wenigstens ein Funktionselement der LED, insbesondere wenigstens eine Spannungsversorgungsleitung der LED und/oder wenigstens ein Wärmeleitsteg für die LED zumindest teilweise im wesentlichen entlang der Lichtaustrittsebene verläuft oder zumindest teilweise auf der dem Reflektor abgewandten Seite der Lichtaustrittsebene angeordnet ist. Die LED ist somit parallel zu der Reflektoröffnung und strahlt mit einer lambertschen Ausstrahlungscharakteristik ausschließlich in den Reflektor. Die Strahlen werden von dem Reflektor auf eine halbe Breite (FWHM) von 20° gebündelt. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass die in der LED entstehende Wärme über das Funktionselement, insbesondere den Steg, zum Reflektor geleitet werden muss. Der Steg darf jedoch nicht zu groß dimensioniert werden, da sonst eine Abschattung stattfindet. Es steht folglich ein nur sehr geringer Materialquerschnitt für die Weiterleitung der Wärme zur Verfügung, was die Wärmeableitung begrenzt.
Halogenlampen-Retrofitlampen können ebenfalls einen konkaven Reflektor verwenden, an dessen Reflektorgrund zur Erreichung eines hohen Lichtstroms mehrere Leuchtdioden angebracht sind. Um eine geringe Bauhöhe zu erreichen, müssen die LEDs sehr eng aneinander angeordnet sein. Soll ein zu konventionellen Lampen vergleichbarer Lampenlichtstrom erzeugt werden, müssen die LEDs mit einem hohen elektrischen Strom betrieben werden. Dies führt zu einer hohen Wärmeentwicklung auf engem Raum an den LEDs, die abgeführt werden muss. Eine solche Anordnung ist soweit nicht blendfrei. Die Blendfreiheit kann jedoch durch eine diffus streuende lichtdurchlässige Abdeckung erreicht werden, welche jedoch eine Wärmeabfuhr stark behindert. Eine Blendfreiheit kann auch durch eine Rückreflektoranordnung realisiert werden, die jedoch keinen unmittelbaren Kontakt der Leuchtdioden an einen leistungsfähigen Kühlkörper erlaubt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe bereitzustellen, welche zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik zumindest abschwächt, und insbesondere eine lichtstarke Lampe geringer Bauhöhe bereitzustellen, welche eine gute Wärmeabfuhr bei einer schmalen Lichtstärkeverteilung und gleichzeitiger Blendfreiheit bereitstellt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lampe, aufweisend einen konkaven Reflektor und einen von einer Innenseite des Reflektors vorstehenden Vorsprung, wobei

– an dem Vorsprung mindestens eine, bevorzugt mehrere auf die Innenseite des Reflektors strahlende Lichtquellen angeordnet sind,
– der Vorsprung als ein Wärmeleiter ausgebildet ist,
– die Lichtquellen unter einem Kippwinkel zu einer Längsachse des Vorsprungs in Richtung der Innenseite des Reflektors angeordnet sind und
– die Lichtquellen von mindestens einer Blende abgedeckt sind, welche eine direkte Abstrahlung von den Lichtquellen aus dem Reflektor hinaus verhindern.

Dadurch, dass die Lichtquellen an dem Vorsprung und nicht an dem Reflektor als solchem angebracht sind, können sie mit einer größeren Flexibilität in ihrer Ausrichtung angeordnet sein. Durch den Kippwinkel wird erreicht, dass ein Großteil der von den Lichtquellen ausgesandten Strahlung auf den Reflektor fällt, und zwar auch dann, wenn die Lichtquellen an oder in der Nähe einer Lichtaustrittsebene der Lampe bzw. des Reflektors angeordnet sind. Folglich können die Lichtquellen zielgenau (z. B. durch eine Einstellung des Kippwinkels) auf im Wesentlichen beliebige Stellen des Reflektors gerichtet werden, so dass sich insbesondere eine schmale Lichtstärkeverteilung auf eine einfache Weise einstellen lässt. Die Leuchtdichte an der Innenseite des Reflektors liegt aufgrund einer Strahlaufweitung unterhalb einer Blendschwelle. Eine Abschattung durch Stege usw. wird vermieden.
Auch kann eine hohe Zahl an Leuchtdioden mit einem signifikanten Abstand zueinander (nicht unmittelbar aneinander angrenzend) an dem Vorsprung befestigt sein, was eine Wärmeabfuhr verbessert. Zudem können die Lichtquellen entlang einer Längsachse des Vorsprungs verteilt angeordnet sein, was eine hohe Zahl an Lichtquellen auf einem lateral kompakten Raum zulässt. Auch braucht der Vorsprung nicht hoch zu sein und mag beispielsweise die Höhe des Reflektors nicht oder nicht wesentlich überschreiten, was eine in der Höhe kompakte Lampe ermöglicht.
Durch die Ausbildung des Vorsprungs als ein Wärmeleiter kann von den Lichtquellen erzeugte Abwärme effektiv abgeleitet werden, und zwar zum Teil auch durch eine durch den Vorsprung als solchen erzeugte Wärmespreizung und bereitgestellte Wärmekapazität.
Es ist eine für eine effektive Wärmeleitung vorteilhafte Weiterbildung, dass der Vorsprung vergleichsweise kurz ist. Eine maximale Länge des Vorsprungs (entlang seiner Längsachse) entspricht vorteilhafterweise ungefähr einer Höhe der Innenseite des Reflektors. Besonders bevorzugt ist eine Höhe des Vorsprungs von den Lichtquellen bis zu der Innenseite des Reflektors (also nicht die Gesamthöhe an der Innenseite) von ca. 1 cm bis 2 cm.
Für eine effektive Wärmeableitung wird auch ein vergleichsweise großer Materialquerschnitt bevorzugt, insbesondere in einem Bereich zwischen 4 mm und 8 mm, speziell von ca. 6 mm.
Die Blendfreiheit kann dadurch erreicht werden, dass die Lichtquellen von mindestens einer Blende abgedeckt sind, welche so angeordnet ist, dass sie eine direkte Abstrahlung von den Lichtquellen aus dem Reflektor hinaus verhindern. In anderen Worten kann die mindestens eine Blende in den von den Lichtquellen ausgehenden Strahlengängen angeordnet sein, welche nicht auf die Innenseite des Reflektors und/oder des Vorsprungs gerichtet ist. In noch anderen Worten kann die mindestens eine Blende zumindest teilweise zwischen den Lichtquellen (insbesondere zwischen mindestens einer der Lichtquellen) und einer Lichtaustrittsebene der Lampe bzw. des Reflektors angeordnet sein. Dabei kann ein äußerer Rand der Blende insbesondere auf einer geraden Linie liegen, welche die Lichtquellen mit der Innenseite des Reflektors verbindet. Die Blende kann insbesondere oberhalb (weiter von dem Reflektor entfernt) der Lichtquellen an dem Vorsprung angeordnet sein. Die Lichtquelle ist dadurch nicht mehr von Außen sichtbar.
Die Lichtquellen können sich insbesondere in einem Brennpunkt oder Brennpunktbereich des Reflektors befinden, wodurch eine einfache Auslegung und eine Bildung einer schmalen Lichtstärkeverteilung unterstützt werden. Die Lichtquellen können sich insbesondere in der Nähe (insbesondere leicht unterhalb) der Lichtaustrittsebene befinden.
Bevorzugterweise umfassen die Lichtquellen mehrere Leuchtdioden. Diese können 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. 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. Alternativ kann die mindestens eine Lichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser oder eine andere Halbleiterlichtquelle aufweisen. Jedoch ist die Ausgestaltung der Lichtquellen nicht auf Halbleiterlichtquellen beschränkt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Vorsprung ein länglicher Vorsprung ist, dessen Längsachse kollinear zu einer Symmetrieachse des Reflektors liegt und die Lichtquellen rotationssymmetrisch zu der Längsachse des Vorsprungs angeordnet sind. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Lichtabstrahlung erreicht werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Kontur der Innenseite des Reflektors eine zur Anordnung der Lichtquellen passende symmetrische Anordnung aufweist. So kann eine Bildung von Ring- oder Rosettenstrukturen auf der Projektionsfläche, welche durch eine rotationssymmetrische, insbesondere ringförmige, Anordnung der Lichtquellen auftreten kann, unterdrückt werden. Beispielsweise kann die Kontur der Innenseite des Reflektors (”Reflektorkontur”) an die Anordnung der Lichtquellen angepasst werden oder/und kann die Reflektorkontur mit einer facettierten Oberfläche ausgeführt werden, wobei insbesondere jeder Lichtquelle eine Facette zugeordnet sein kann. Insbesondere kann eine n-zählige Symmetrie der Lichtquellen zu der Längsachse des Vorsprungs durch eine ebenfalls n-zählige Symmetrie der Reflektorkontur berücksichtigt sein.
Allgemein kann die Reflektorkontur eine parabolische Grundform aufweisen, insbesondere parabolisch sein. Die Reflektorkontur kann insbesondere der Reflektorkontur einer Halogenlampe, insbesondere vom Typ AR 111, zumindest näherungsweise entsprechen. Um eine gewünschte Lichtverteilungskurve noch gezielter einzustellen und/oder um die optische Effizienz zu erhöhen, kann der Reflektor auch eine nichtparabolische Form annehmen.
Es wird für eine symmetrische Abstrahlung bevorzugt, dass die Lichtquellen ringförmig angeordnet sind, insbesondere symmetrisch zu der Längsachse des Vorsprungs. Es wird für eine homogene Lichtabstrahlung ferner bevorzugt, dass die Zahl der Lichtquellen zwischen sechs und zwölf liegt (einschließlich), insbesondere zwischen sechs und acht. Es ist für eine Erhöhung der Lichtstärke vorteilhaft, wenn der durch die Leuchtdioden, allgemeiner: Lichtquellen, gebildete Ring oder Kreis einen minimalen Radius aufweist.
Es wird allgemein eine Lampe bevorzugt, welche eine Achslichtstärke von mehr als 5000 cd aufweist.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Vorsprung eine stiftartige Grundform aufweist. Unter einer stiftartigen Grundform kann insbesondere verstanden werden, dass der Vorsprung zumindest überwiegend mit einer zu einer Längsachse des Vorsprungs im Wesentlichen parallelen seitlichen Außenwand ausgebildet ist. Die Stiftform ermöglicht eine gute Wärmeabführung bei vernachlässigbaren Lichtverlusten. Auf eine aktive Kühlung (z. B. durch ein Vorsehen eines Lüfters oder einer Flüssigkeitskühlung) kann verzichtet werden.
Es ist noch eine alternative Ausgestaltung, dass der Vorsprung eine konusartige Grundform aufweist. Dies verbessert die Wärmeabführung weiter. Unter einer konusartigen Grundform kann insbesondere verstanden werden, dass der Vorsprung zumindest überwiegend mit einer sich von den Lichtquellen zu dem Reflektor hin zumindest abschnittweise aufweitenden seitlichen Außenwand ausgestaltet ist. Der Vorsprung kann sich somit in seinem Durchmesser konusförmig verdicken.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Vorsprung aus einem hochgradig wärmeleitfähigen Material (Wärmeleitfähigkeit λ ≥ 15 W/(m·K), bevorzugt λ ≥ 125 W/(m·K)) besteht. Beispielsweise kann der Vorsprung aus Metall (z. B. Kupfer und/oder Aluminium oder einer Legierung davon) bestehen, alternativ aus Keramik. Der Vorsprung kann insbesondere im Wesentlichen massiv ausgestaltet sein, um eine effektive Wärmeleitung zu ermöglichen.
Für eine weitere Erhöhung der Lichtausbeute der Lampe kann die Außenseite des Vorsprungs zumindest bereichsweise (diffus oder spekular) spiegelnd sein.
Elektrische Leitungen zu den Lichtquellen oder einem diesen vorgeschalteten Treiber können außen an dem Vorsprung entlang oder durch den Vorsprung hindurch, z. B. durch ein Durchgangsloch, geführt werden.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass der Vorsprung als eine Heatpipe ausgestaltet ist.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Blende reflektierend ausgebildet ist. Die Blende kann dabei diffus oder spekular reflektierend ausgestaltet sein. Dies erhöht die Lichtausbeute.
Die Blende kann einstückig mit dem Vorsprung ausgebildet sein oder getrennt hergestellt und folgend an dem Vorsprung befestigt worden sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Blende (oder Abdeckkappe) einen lichtundurchlässigen Grundkörper aufweist, welcher an seiner den Lichtquellen zugewandten Seite zumindest bereichsweise mit einer (diffus oder spekular) reflektierenden Schicht belegt ist. Von den Lichtquellen direkt in Richtung der Reflektoröffnung oder Lichtaustrittsebene abgestrahltes Licht trifft somit auf die Blende und wird von dort zumindest größtenteils auf die Innenseite des Reflektors reflektiert. Speziell bei einer spekular reflektierenden Blende kann die Blendeform auf die geometrische Anordnung der Lichtquellen, auf die geometrische Anordnung des gesamten optischen Systems und/oder auf die Reflektorkontur hin optimiert werden. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der optischen Effizienz und Achslichtstärke
Die Blende kann alternativ aus diffus oder spekular reflektierendem Material bestehen. Dabei kann die Blende auch lichtdurchlässig sein, z. B. bei einem milchglasartigen Material, wobei eine Leuchtdichte der den Lichtquellen abgewandten Oberseite unterhalb einer Blendschwelle liegt.
Es ist eine zur Erlangung einer schmalen Strahlbreite (FWHM) und einer hohen Lichtausbeute vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Lichtquellen Leuchtdioden mit einem FWHM von etwa gleich oder weniger als 80° umfassen. Diese schmalere als lambertsche Lichtstärkeverteilung bereits der Leuchtdioden erleichtert eine folgende Lichtbündelung durch den Reflektor als solchen. Auch kann dadurch ein Kippwinkel für diese Leuchtdioden vergleichsweise klein gehalten werden, was eine geringe Bauhöhe unterstützt. Ein Beispiel für eine solche Leuchtdiode ist die Leuchtdiode OSLON der Fa. Osram, welche einen LED-Chip und eine dem LED-Chip nachgeschaltete Primäroptik aufweist. Die Primäroptik führt die von dem LED-Chip erzeugte lambertsche Strahlung in einen Lichtstrahl mit einer halben Breite (FWHM) von ca. 80° über. 6 zeigt ein Diagramm einer Abstrahlcharakteristik einer Leuchtdiode vom Typ OSLON als Auftragung eines relativen Lichtflusses Φ_V,rel gegen eine Winkelabweichung φ in [°] von einer Längsachse oder Symmetrieachse (optische Achse oder Hauptabstrahlrichtung), und zwar als lineare Auftragung auf der rechten Seite und als Polardiagramm auf der linken Seite. Der Wert des relativen Lichtflusses Φ_V,rel beträgt hier 1 entlang der optischen Achse (”Achslichtstärke”). Bei einer Winkelabweichung φ = ca. 80° ist der Wert des relativen Lichtflusses Φ_V,rel so weit auf deutlich unter 10% der Achslichtstärke abgesunken, dass eine Lichtabstrahlung unter dieser oder einer höheren Winkelabweichung φ vernachlässigbar ist. Die gezeigte Leuchtdiode weist somit ein FMWH (einen halben Strahlwinkel oder halbe Breite) von ca. 80° auf, was schmaler ist als bei einem lambertschen Strahler.
Der Kippwinkel für diese Leuchtdioden kann insbesondere ca. 20° betragen. So wird bereits ein weitaus größter Teil des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichts (insbesondere von mehr als 80 Prozent, speziell von mehr als 90°) direkt auf den Reflektor aufgegeben. Ein Kippwinkel von ca. 20° kann insbesondere bedeuten, dass eine Emissionsebene der LED-Chips der Leuchtdioden um ca. 20° von der Längsachse des Vorsprungs in Richtung des Reflektors gekippt bzw. um 70° aus der Lichtaustrittsebene gekippt ist. Bei einer gleichzeitig ringförmigen Anordnung der Leuchtdioden um die Längsachse herum kann dies insbesondere bedeuten, dass die Leuchtdioden ”konisch” angeordnet sind.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Lichtquellen Leuchtdioden mit einem FWHM (halbe Breite) von mehr als 80° umfassen (z. B., falls die Leuchtdioden (zumindest annähernd) als lambertsche Strahler ausgebildet sind); dann beträgt der Kippwinkel für diese Leuchtdioden mehr als 20°, um einen hohen Anteil von direkt auf den Reflektor fallendem Licht zu erlangen.
Allgemein kann der Kippwinkel der Leuchtdioden sich als eine Funktion der halben Breite (FWHM) der Leuchtdioden ändern, wobei eine steigende halbe Breite insbesondere einen größeren Kippwinkel bedeuten kann.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Vorsprung durch oder an den Reflektor geführt. Dadurch wird eine Wärmeabführung von den Lichtquellen weiter verstärkt.
Es kann also eine Weiterbildung sein, dass der Vorsprung an dem Reflektor befestigt ist und der Reflektor als solcher als der Wärmespreizer und/oder der Kühlkörper dient. Der Reflektor kann dann insbesondere an seiner der Innenseite abgewandten Außenseite einen Kühlkörper bzw. eine Kühlstruktur aufweisen, z. B. mindestens eine Kühlrippe, Kühllamelle, Kühlstift usw. Der Kühlkörper kann in den Reflektor integriert sein, z. B. mit diesem einstückig ausgeführt sein.
Es kann eine alternative Weiterbildung sein, dass der Vorsprung durch den Reflektor zu einem Kühlkörper geführt wird, der Reflektor als solcher (insbesondere eine Reflektorschale) also nicht der Wärmespreizung und Wärmeabfuhr dient. Der Kühlkörper kann insbesondere separat hergestellt und an dem Reflektor befestigt oder davon beabstandet sein.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass der Vorsprung mit einer an der Rückseite des Reflektors angeordneten thermischen Schnittstelle thermisch verbunden ist, z. B. direkt verbunden ist. Über die thermische Schnittstelle kann die Lampe für eine Wärmeabfuhr mit einem externen Wärmespreizungskörper und/oder einem externen Kühlkörper verbunden werden. Dadurch kann die Lampe als solche besonders kompakt und preiswert ausgeführt sein. Insbesondere kann die die Lampe aufnehmende Leuchte eine passende thermische (Gegen-)Schnittstelle zur Verbindung mit der thermischen Schnittstelle der Lampe aufweisen, um einen Wärmeübergangswiderstand gering zu halten. Allgemein kann die Leuchte ohne Änderungen oder mit nur geringen Änderungen als Wärmespreizungskörper und/oder Kühlkörper verwendet werden, wobei z. B. die Wärmeübertragung durch den Übergang von einem Sockel der Lampe (thermische Schnittstelle) zu einer Fassung der Leuchte (thermische Gegenschnittstelle) geschieht und die Lampe als solche bereits aufgrund ihrer Größe als eine Wärmesenke dienen kann. In anderen Worten kann die Abwärme der Leuchtdioden über den Vorsprung durch ein wärmeleitendes Sockel-Fassungs-System in eine Leuchtenfassung geleitet werden, von wo aus die Wärme dann an die Umgebung abgegeben wird.
Es ist weiterhin eine Ausgestaltung, dass in oder an dem Kühlkörper eine elektronische Steuerung (Treiber usw.) angebracht ist, wodurch deren Kühlung auf eine einfache Weise mit bewerkstelligt wird.
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.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt ausschnittsweise als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Vorsprung, z. B. der Lampen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform, mit daran angebrachten Leuchtdioden;
3 zeigt in Sicht von unten den Vorsprung aus 2 mit den daran angebrachten Leuchtdioden;
4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe gemäß einer zweiten Ausführungsform und
5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe gemäß einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Lampe 1 weist einen konkaven Reflektor 2 auf, wobei eine Öffnung des Reflektors 2 eine Lichtaustrittsebene E bildet. Von einer Innenseite 3 des Reflektors 2 steht ein länglicher, stiftartiger Vorsprung 4 vor. Eine Längsachse L des Vorsprungs 4 liegt kollinear zu einer Symmetrieachse S des Reflektors 2 und schneidet die Lichtaustrittsebene E senkrecht. Die Längsachse L entspricht auch einer Symmetrieachse des Vorsprungs 4.
Wie auch in 2 ausschnittsweise genauer gezeigt, weist der Vorsprung 4 einen an einem geraden Abschnitt 5 (der eine zu der Längsachse L parallel verlaufende Seitenwand aufweist) ansetzenden verdickten Kopf 6 auf, dessen Seitenwand 7 gegenüber seiner Längsachse L unter einem Kippwinkel α von ca. 20° in Richtung der Innenseite 3 des Reflektors 2 geneigt sind. Der Vorsprung 4 ragt nicht über die Lichtaustrittsebene E hinaus bzw. bleibt innerhalb des durch die Innenseite 3 des Reflektors 2 (und die Lichtaustrittsebene E) begrenzten Innenraums, um eine kompakte Bauform zu erhalten.
Wie auch in 3 genauer gezeigt, sind an der Seitenwand 7 rotationssymmetrisch (ringförmig) zu der Längsachse L acht Lichtquellen in Form von Leuchtdioden 8 angebracht. Die Leuchtdioden 8 sind somit ebenfalls unter dem Kippwinkel α in Richtung der Innenseite 3 des Reflektors 2 angeordnet. Benachbarte Leuchtdioden 8 weisen einen nur geringen Abstand voneinander auf, um durch einen geringen Radius eine kompakte Abmessung zu erlangen.
Die Leuchtdioden 8 sind hier schmal strahlende, weiße Leuchtdioden mit einem FWHM von ca. 80°, z. B. vom Typ Osram OSLON, wobei der Kippwinkel für diese Leuchtdioden ca. 20° beträgt. Durch den gewählten Kippwinkel α von ca. 20° und der FWHM von ca. 80° strahlen die Leuchtdioden 8 somit mit einem weitaus größten Anteil auf die Innenseite 3.
Diese acht-zählige Symmetrie kann sich auch in der Kontur der Innenseite 3 des Reflektors 2 (der ”Reflektorkontur”) wiederfinden. So kann der Reflektor eine parabolische Grundform aufweisen, welche durch acht Facetten gebildet wird, welche jeweils einer der Leuchtdioden 8 gegenüberliegen. Durch die Facetten kann die parabolische Grundform so angepasst werden, dass Ring- oder Rosettenstrukturen auf der Projektionsfläche vermieden werden.
Die Leuchtdioden 8 sind oberhalb (weiter von dem Reflektor 2 entfernt) von einer umlaufenden Blende 9 abgedeckt, welche eine direkte Abstrahlung von den Leuchtdioden 8 aus dem Reflektor hinaus blockiert. Die Blende 9 ist an ihrer den Leuchtdioden 8 zugewandten Unterseite spiegelnd ausgebildet, so dass von den Leuchtdioden 8 auf die Blende 9 fallendes Licht auf die Innenseite 3 des Reflektors 2 reflektiert wird, wie durch die Pfeile angedeutet.
Der Vorsprung 4 ist als ein Wärmeleiter ausgebildet ist, wobei der Vorsprung aus einem hochgradig wärmeleitfähigen Material, z. B. Aluminium oder Kupfer oder einer Legierung davon, besteht. Alternativ kann der Vorsprung 4 als eine Heatpipe ausgestaltet sein. Dadurch kann von den Leuchtdioden 8 erzeugte Abwärme über den Vorsprung 4 abgeführt werden. Zu diesem Zweck ist der Vorsprung 4 hier durch den Reflektor 2 geführt und an einer Rückseite 11 des Reflektors 2 an einem Kühlkörper 12 befestigt und damit mit dem Kühlkörper 12 thermisch verbunden. Der Kühlkörper 12 ist separat hergestellt und dann fest an der Rückseite 11 des Reflektors 2 angebracht worden. Die durch den Vorsprung 4 geführte Wärme kann somit mittels des Kühlkörpers 12 an die Umgebung abgeführt werden.
In dem Kühlkörper 12 ist zudem eine elektronische Steuerung (Treiber) 13 vorhanden, welche zum Betreiben der Leuchtdioden 8 dient und deren Abwärme ebenfalls durch den Kühlkörper 12 abgeführt wird. Die mindestens eine elektrische Leitung (o. Abb.) zwischen der elektronischen Steuerung 13 und den Leuchtdioden kann außen an dem Vorsprung 4 entlang geführt werden oder durch eine innere Aussparung oder Durchführung (o. Abb.).
4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe 21 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Lampe 21 ist ähnlich aufgebaut zu der Lampe 1, jedoch weist der Vorsprung 24 nun einen an dem verdickten Kopf 6 ansetzenden konusförmigen Abschnitt 25 auf, wobei der konusförmigen Abschnitt 25 mit einer sich von den Leuchtdioden 8 zu dem Reflektor 2 hin aufweitenden seitlichen Außenwand ausgestaltet ist. Die zweite Ausführungsform weist eine noch effektivere Wärmespreizung und Wärmeabfuhr von den Leuchtdioden 8 auf.
5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Lampe 31 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Lampe 31 ist ähnlich aufgebaut zu der Lampe 1, jedoch weist die Lampe 31 nun selbst keine dedizierten Kühlkörper mehr auf. Vielmehr ist der Vorsprung 4 durch den Reflektor 2 geführt mit einer an der Rückseite 11 des Reflektors 2 angeordneten thermischen Schnittstelle 32 verbunden. Die thermische Schnittstelle 32 kann z. B. ein Lampensockel sein. Die thermische Schnittstelle 32 ist mit einer passenden Schnittstelle 33 einer Leuchte 34 verbunden, z. B. einer Fassung der Leuchte. Die thermischen Schnittstellen 32, 33 können also auch als elektrische Schnittstellen und/oder Datenschnittstellen dienen. Zur Reduzierung eines thermischen Übergangswiderstands kann ein thermisches Schnittstellenmaterial (TIM; ”Thermal Interface Material”) 35 zwischen den beiden Schnittstellen 32, 33 vorhanden sein, z. B. eine Wärmeleitpaste oder eine Wärmeleitfolie. Eine solche Lampe 31 kann eine besonders geringe Bauhöhe aufweisen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So mag der Vorsprung 4, 24 auch an der Innenseite 3 des Reflektors 2 befestigt sein, so dass der Reflektor 2 als ein Wärmespreizer und/oder als ein Kühlkörper dient. Dann kann ggf. auch auf den dedizierten Kühlkörper 12 verzichtet werden, oder der Kühlkörper 12 kann kleiner ausgeführt sein, was z. B. zu einer geringeren Bauhöhe führen kann. Insbesondere in diesem Fall kann die Rückseite 11 des Reflektors mit einer Kühlstruktur versehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Lampe
2: Reflektor
3: Innenseite des Reflektors
4: Vorsprung
5: gerader Abschnitt des Vorsprungs
6: Kopf des Vorsprungs
7: Seitenwand
8: Leuchtdiode
9: Blende
11: Rückseite des Reflektors
12: Kühlkörper
13: elektronische Steuerung
21: Lampe
24: Vorsprung
25: konusförmiger Abschnitt des Vorsprungs
31: Lampe
32: thermische Schnittstelle der Lampe
33: Schnittstelle der Leuchte
34: Leuchte
35: thermisches Schnittstellenmaterial
E: Lichtaustrittsebene
L: Längsachse des Vorsprungs
S: Symmetrieachse des Reflektors
α: Kippwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2005/085706 A1 [0002]

Claims

Lampe (1; 21; 31), aufweisend einen konkaven Reflektor (2) und einen von einer Innenseite (3) des Reflektors (2) vorstehenden Vorsprung (4; 24), wobei – an dem Vorsprung (4; 24) mindestens eine, bevorzugt – mehrere auf die Innenseite (3) des Reflektors (2) strahlende Lichtquellen (8) angeordnet sind, – der Vorsprung (4; 24) als ein Wärmeleiter ausgebildet ist, – die Lichtquellen (8) unter einem Kippwinkel (α) zu einer Längsachse (L) des Vorsprungs (4; 24) in Richtung der Innenseite (3) des Reflektors (2) angeordnet sind und – die Lichtquellen (8) von mindestens einer Blende (9) abgedeckt sind, welche eine direkte Abstrahlung von den Lichtquellen (8) aus dem Reflektor (2) hinaus blockiert.
Lampe (1; 21; 31) nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (4; 24) ein länglicher Vorsprung (4; 24) ist, dessen Längsachse (L) kollinear zu einer Symmetrieachse (S) des Reflektors (2) liegt und die Lichtquellen (8) rotationssymmetrisch zu der Längsachse (L) des Vorsprungs (4; 24) angeordnet sind.
Lampe (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kontur der Innenseite (3) des Reflektors (2) eine zur Anordnung der Lichtquellen (8) passende symmetrische Anordnung aufweist.
Lampe (1; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (4) eine stiftartige Grundform (5) aufweist.
Lampe (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Vorsprung (24) eine konusartige Grundform (25) aufweist.
Lampe (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (4; 24) aus einem hochgradig wärmeleitfähigen Material besteht
Lampe (1; 21; 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vorsprung (4; 24) als eine Heatpipe ausgestaltet.
Lampe (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Blende (9) reflektierend ausgebildet ist.
Lampe (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquellen Leuchtdioden (8) mit einem FWHM von gleich oder weniger als 80° umfassen und der Kippwinkel (α) für diese Leuchtdioden (8) ca. 20° beträgt.
Lampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquellen Leuchtdioden mit einem FWHM von mehr als 80° umfassen und wobei der Kippwinkel für diese Leuchtdioden mehr als 20° beträgt.
Lampe (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (4; 24) durch oder an den Reflektor (2) geführt und an einer Rückseite (11) des Reflektors (2) mit einem Kühlkörper (12) thermisch verbunden ist.
Lampe (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorsprung (4) mit einer an der Rückseite (11) des Reflektors (2) angeordneten thermischen Schnittstelle (32) thermisch verbunden ist.
Lampe (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in oder an dem Kühlkörper (12) eine Steuerung (13) angebracht ist.