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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für ein Leuchtmittel einer Leuchte, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit wenigstens einer derartigen Leuchteinrichtung ausgestattetes Leuchtmittel.
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Energiesparende moderne Leuchtmittel verwenden Leuchteinrichtungen, die Licht mit Hilfe von lichtemittierenden Dioden, kurz LEDs, erzeugen. Von besonderem Interesse ist bei der Verwendung von LEDs der Umstand, dass LEDs hinsichtlich der Lichtfarbe des von den LEDs abgestrahlten Lichts unterschiedlich hergestellt werden können. Dementsprechend können für den jeweiligen Beleuchtungsauftrag LEDs mit entsprechender Lichtfarbe zum Einsatz kommen. Neben „bunten” Lichtfarben, wie Rot, Gelb, Grün, Blau, gibt es auch unterschiedliche „weiße” Lichtfarben, wie Warmweiß, Neutralweiß und Tageslichtweiß. Im Wohnbereich wird in der Regel ein Warmweiß bevorzugt, während im Arbeitsbereich üblicherweise ein Tageslichtweiß bevorzugt wird. Die Bevorratung unterschiedlicher Leuchteinrichtungen, die hinsichtlich ihrer LEDs für verschiedene Lichtfarben ausgelegt sind, ist vergleichsweise teuer. Eine bedarfsgemäße Herstellung der Leuchteinrichtungen ist dagegen zeitintensiv und wird von den Kunden der Leuchtmittelhersteller nicht akzeptiert. Des Weiteren sind Anwendungsformen für Leuchten denkbar, bei denen beispielsweise im Verlaufe eines Tages die Lichtfarbe geändert werden muss. Denkbar ist beispielsweise während eines Schichtbetriebs die Simulation eines „natürlichen” Tageslichtverlaufs, so dass bei Schichtbeginn und Schichtende beispielsweise Normalweiß abgestrahlt werden soll, während im Übrigen Tageslichtweiß abgestrahlt werden soll.
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Unabhängig davon können auch Wünsche bestehen, unterschiedliche „bunte” Lichtfarben wahlweise abstrahlen zu können. Ebenso besteht der Bedarf, zumindest eine bunte Lichtfarbe mit zumindest einer weißen Lichtfarbe wahlweise abwechseln zu können.
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Im Allgemeinen wird die Lichtfarbe durch die Wellenlänge eines Maximums eines kontinuierlichen Spektrums bestimmt. Dabei kann man eine entsprechende Farbtemperatur, die in Kelvin (K) gemessen wird, zuordnen, die gleich der Temperatur eines strahlenden Glühkörpers ist. Eine derartige Strahlung beginnt bereits unmittelbar über dem absoluten Nullpunkt (0 K) mit der Wärmestrahlung im fernen Infrarot. Je höher die Temperatur steigt, desto kürzere Wellenlängen werden ausgesandt und desto „blauer” wird folglich das Maximum bzw. die Lichtfarbe. Demnach erscheint eine glühende Herdplatte rot, Kerzenlicht gelblich, Sonnenlicht weiß und 10.000 K heiße Plasmen oder Fixsterne bläulich.
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Eine gattungsgemäße Leuchteinrichtung ist aus der
DE 20 2013 104 307 U1 bekannt. Sie umfasst eine längliche, flache, ebene Platine und zwei LED-Gruppen, die jeweils mehrere an der Platine befestigte LEDs aufweisen, wobei eine erste LED-Gruppe erste LEDs aufweist, die warm-weißes Licht abstrahlen, während eine zweite LED-Gruppe zweite LEDs aufweist, die kalt-weißes Licht abstrahlen. Alle LEDs sind entlang der Platine in einer einzigen LED-Reihe hintereinander angeordnet, in der sich erste LEDs und zweite LEDs abwechseln. Die Platine weist eine mit den ersten LEDs elektrisch verbundene erste Leitungsanordnung und eine mit den zweiten LEDs elektrisch verbundene zweite Leitungsanordnung auf. Die Platine weist außerdem mit den Leitungsanordnungen elektrisch verbundene elektrische Anschlüsse auf. Die Anschlüsse, die Leitungsanordnungen und die LEDs sind so verschaltet, dass die LED-Gruppen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wobei durch Ansteuern einer LED-Gruppe die zugehörigen LEDs synchron angesteuert sind.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Leuchteinrichtung bzw. für ein damit ausgestattetes Leuchtmittel eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Abstrahlung von wenigstens zwei verschiedenen Lichtfarben relativ preiswert realisiert werden kann.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf den allgemeinen Gedanken, die Leuchteinrichtung mit wenigstens zwei LED-Gruppen auszustatten, die jeweils mehrere LEDs umfassen, wobei sich die LEDs der jeweiligen LED-Gruppe hinsichtlich der abstrahlbaren Lichtfarbe von den LEDs der jeweils anderen LED-Gruppe unterscheiden. Insbesondere ist somit eine erste LED-Gruppe vorgesehen, die nur erste LEDs umfasst, die jeweils Licht mit einer ersten Lichtfarbe abstrahlen. Ferner ist eine zweite LED-Gruppe vorgesehen, die ausschließlich zweite LEDs umfasst, die jeweils Licht mit einer zweiten Lichtfarbe abstrahlen, die sich von der ersten Lichtfarbe unterscheidet.
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Zur Stromversorgung bzw. zur Elektrifizierung der LEDs weist die Platine eine mit den ersten LEDs elektrisch verbundene erste Leitungsanordnung sowie eine mit den zweiten LEDs elektrisch verbundene zweite Leitungsanordnung auf. Über entsprechende Anschlüsse der Platine lassen sich geeignete elektrische Potentiale an die Leitungsanordnungen anlegen und entsprechende elektrische Ströme zuführen, um die LEDs zum Leuchten anzusteuern. Erfindungsgemäß ist außerdem vorgeschlagen, dass die Anschlüsse, die Leitungsanordnungen und die LEDs so verschaltet sind, dass die LED-Gruppen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wobei durch Ansteuern einer LED-Gruppe die zugehörigen LEDs dieser LED-Gruppe synchron angesteuert sind. Wird bei Verwendung einer Spannungsquelle beispielsweise die elektrische Spannung für die erste LED-Gruppe erhöht, erhöht sich auch die elektrische Spannung an allen ersten LEDs. Wird dagegen eine Stromquelle verwendet kann beispielsweise der elektrische Strom für die erste LED-Gruppe erhöht werden, was zu einer Erhöhung des elektrischen Stroms bei allen ersten LEDs führt. Durch die hier vorgestellte Möglichkeit, die auf derselben Platine angeordneten unterschiedlichen LEDs gruppenweise separat ansteuern zu können, ergibt sich die Möglichkeit, entweder nur die ersten LEDs zum Abstrahlen der ersten Lichtfarbe anzusteuern oder nur die zweiten LEDs zum Abstrahlen der zweiten Lichtfarbe anzusteuern. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, sowohl die ersten LEDs als auch die zweiten LEDs zum Abstrahlen von Licht anzusteuern, wodurch sich die beiden Lichtfarben mischen. Des Weiteren ermöglicht die separate Ansteuerung ein quasi stufenloses Mischen der verschiedenen Lichtfarben, so dass das gesamte Spektrum, das durch die beiden Lichtfarben begrenzt ist, quasi stufenlos durchfahren werden kann. Beispielsweise ist die erste Lichtfarbe ein Warmweiß von beispielsweise 3.000 K, während die zweite Lichtfarbe ein Tageslichtweiß von zum Beispiel 6.500 K ist. In der Folge lassen sich sämtliche Weißlichtfarben zwischen 3.000 K und 6.500 K quasi stufenlos einstellen.
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Es ist klar, dass die hier vorgestellte Leuchteinrichtung nicht auf zwei LED-Gruppen mit zwei Lichtfarben eingeschränkt ist, vielmehr sind auch Ausführungsformen mit drei oder mehr LED-Gruppen zur Abstrahlung von drei oder mehr unterschiedlichen Lichtfarben vorstellbar. Drei oder mehr LED-Gruppen kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn zusätzlich zu Weißlicht auch Buntlicht abgestrahlt werden soll.
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Für eine besonders preiswerte Herstellbarkeit der Leuchteinrichtung schlägt die Erfindung außerdem vor, eine längliche, flache und ebene Platine zu verwenden, wobei alle LEDs entlang der Platine in einer einzigen LED-Reihe hintereinander angeordnet sind, so dass sich entlang der Platine erste LEDs und zweite LEDs regelmäßig oder unregelmäßig abwechseln. Vorzugsweise wechseln sich die verschiedenen LEDs regelmäßig ab, so dass bei genau zwei LED-Gruppen jeweils eine erste LED auf eine zweite LED folgt, auf die dann wieder eine erste LED folgt. Diese Platine ist dabei vorzugsweise geradlinig ausgestaltet. Denkbar sind jedoch auch gekrümmte und insbesondere kreisförmige Platinen.
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Die relative Angabe „länglich” besagt, dass eine Länge der Platine deutlich, also mindestens fünf Mal und vorzugsweise mindestens zehn Mal größer ist als eine Breite und eine Dicke der Platine. Die relative Angabe „flach” ist so zu verstehen, dass eine Dicke der flachen Platine deutlich, also mindestens fünf Mal kleiner ist als eine Breite und eine Länge der Platine.
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Die Leitungsanordnungen sind auf der Platine in üblicher Weise durch Materialabtragung einer elektrisch leitenden Beschichtung der Platine ausgebildet. Somit lassen sich die Leitungsanordnungen besonders preiswert auf der Platine im Rahmen einer Großserienfertigung herstellen. Bevorzugt wird hierbei eine Metallplatine, also eine Platine mit Metallkern, z. B. aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Kupferlegierung, als Trägersubstrat. Bei einer solchen Metallplatine ist die vorstehend genannte elektrisch leitende Beschichtung durch eine elektrisch isolierende Trenn- oder Isolationsschicht vom Metallkern elektrisch getrennt. Mithilfe einer solchen Metallplatine lassen sich besonders hohe elektrische Leistungen realisieren, da Wärme, die damit einhergeht, relativ gut abgeleitet werden kann.
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Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass zumindest innerhalb einer dieser LED-Gruppen die zugehörigen LEDs in mehrere Untergruppen eingeteilt sind, die jeweils mehrere LEDs enthalten, wobei die LEDs innerhalb der jeweiligen Untergruppe elektrisch parallel geschaltet sind, während die Untergruppen selbst innerhalb der zugehörigen LED-Gruppe elektrisch in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise lassen sich die zum Betreiben der jeweiligen LED-Gruppe erforderlichen elektrischen Spannungen reduzieren, während die Ströme entsprechend erhöht werden können. Außerdem wird dadurch erreicht, dass bei Versagen einzelner LEDs die übrigen LEDs weiterleuchten können.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Leitungsanordnung erste Plusleitungen und erste Minusleitungen aufweisen, während die zweite Leitungsanordnung dementsprechend zweite Plusleitungen und zweite Minusleitungen aufweist. Die Pluspole der ersten LEDs sind mit den ersten Plusleitungen verbunden, währen die Minuspole der ersten LEDs mit den ersten Minusleitungen elektrisch verbunden sind. Die Pluspole der zweiten LEDs sind mit den zweiten Plusleitungen elektrisch verbunden, währen die Minuspole der zweiten LEDs mit den zweiten Minusleitungen elektrisch verbunden sind. Eine derartige Vielzahl an Leitungen lässt sich ohne weiteres auf einer solchen Platine realisieren, auch wenn die Platine länglich konfiguriert ist.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung können die elektrischen Anschlüsse einen ersten Plusanschluss, einen ersten Minusanschluss, einen zweiten Plusanschluss und einen zweiten Minusanschluss aufweisen. Somit sind bei genau zwei LED-Gruppen insgesamt vier Anschlüsse an der Platine vorgesehen, die ein separates Ansteuern der beiden LED-Gruppen ermöglichen. Hierzu ist der erste Plusanschluss mit den ersten Plusleitungen elektrisch verbunden, während der erste Minusanschluss mit den ersten Minusleitungen elektrisch verbunden ist. Analog dazu ist der zweite Plusanschluss mit den zweiten Plusleitungen elektrisch verbunden, während der zweite Minusanschluss mit den zweiten Minusleitungen elektrisch verbunden ist.
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Mit separaten Plus- und Minusanschlüssen für die jeweilige LED-Gruppe lassen sich die LED-Gruppen besonders einfach separat ansteuern. Beispielsweise können hierzu zwei separate Steuergeräte bzw. ein integriertes Steuergerät mit zwei separaten Treibern verwendet werden.
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Bei einer alternativen Ausführungsform können die elektrischen Anschlüsse einen ersten Wechselanschluss und einen zweiten Wechselanschluss aufweisen. Die ersten LEDs sind dann gegenüber den zweiten LEDs mit umgekehrter Polarität in die Leitungsanordnungen eingebunden. Ferner sind bei dieser Ausführungsform die Wechselanschlüsse, die Leitungsanordnungen und die LEDs so miteinander verschaltet, dass bei einer Beaufschlagung des ersten Wechselanschlusses mit einer positiven elektrischen Spannung und des zweiten Wechselanschlusses mit einer negativen elektrischen Spannung nur die LEDs der einen LED-Gruppe zum Abstrahlen von Licht angesteuert werden, während bei einer Beaufschlagung des ersten Wechselanschlusses mit einer negativen elektrischen Spannung und des zweiten Wechselanschlusses mit einer positiven elektrischen Wechselspannung nur die LEDs der anderen LED-Gruppe zum Abstrahlen von Licht angesteuert werden. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform wird eine weitere wesentliche Eigenschaft von LEDs ausgenutzt, nämlich ihre Stromdurchlässigkeit nur in einer Richtung, während sie in der Gegenrichtung sperren. Durch Anordnen der ersten LEDs mit gegenüber den zweiten LEDs umgekehrter Polarität innerhalb der Leitungsanordnungen ist es somit möglich, unter Verwendung derselben, also gemeinsamen Wechselanschlüsse je nach an den Wechselanschlüssen anliegender Polarität entweder nur die einen oder nur die anderen LEDs zum Abstrahlen von Licht anzusteuern. Um nun auch bei einer derartigen Ausführungsform die beiden verschiedenen Lichtfarben gleichzeitig abstrahlen zu können, ist es möglich, das Wechseln der Polarität an den beiden Anschlüssen mit einer vergleichsweise hohen Frequenz durchzuführen, die so gewählt ist, dass sie vom menschlichen Auge nicht mehr aufgelöst werden kann (Auflösungsgrenzfrequenz). In der Regel kann ab einer Frequenz von etwa 50 Hz ein Flimmern vom menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen werden. Mit Hilfe entsprechender Treiber bzw. Steuergeräte lassen sich jedoch sehr viel höhere Frequenzen realisieren. Dementsprechend ist es auch bei nur zwei Wechselanschlüssen möglich, die beiden LED-Gruppen so anzusteuern, dass die beiden Lichtfarben gemischt werden können. Des Weiteren ist es durch Pulsweitenmodulation ohne weiteres möglich, die Mischfarbe zwischen den beiden Lichtfarben quasi beliebig stufenlos einzustellen innerhalb eines durch die beiden Lichtfarben der LEDs begrenzten Spektrums. Denkbar ist beispielsweise ein Mischungsverhältnis von 3:7. In diesem Fall wird innerhalb der Taktfrequenz, die oberhalb der vorstehend genannten Auflösungsgrenzfrequenz liegt, für etwa 30 % der Pulsdauer die eine Polarisierung der Anschlüsse zum Ansteuern der ersten LEDs zum Abstrahlen der ersten Lichtfarbe betätigt, während in den übrigen 70 % der Pulsdauer (abzüglich einer Umschaltzeit) die Polarität gewechselt wird, um die zweiten LEDs zum Abstrahlen der zweiten Lichtfarbe anzusteuern. Diese Vorgehensweise hat außerdem den signifikanten Vorteil, dass stets die maximale Leuchtstärke abgerufen werden kann, ohne eine thermische Überhitzung der Leuchteinrichtung zu riskieren. Im Unterschied zu einer getrennten Ansteuerung der beiden LED-Gruppen muss beim Hochfahren der Lichtstärke der einen LED-Gruppe die Lichtstärke der anderen LED-Gruppe entsprechend reduziert werden, um eine thermische Überlastung der Leuchteinrichtung zu vermeiden.
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Die vorstehend zu der Variante mit den Wechselanschlüssen beschriebene pulsweitenmodulierte Ansteuerung ist selbstverständlich auch bei der anderen, weiter oben genannten Ausführungsform realisierbar, bei der die LED-Gruppen über separate Plus- und Minusanschlüsse angesteuert werden.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die ersten Plusleitungen und die zweiten Plusleitungen sowie die ersten Minusleitungen und die zweiten Minusleitungen flächige Leitungen und linienförmige Leitungen auf der Platine aufweisen bzw. durch flächige Leitungen und linienförmige Leitungen gebildet sein. Die flächigen Leitungen sind dabei deutlich breiter als die linienförmigen Leitungen. Die linieförmigen Leitungen besitzen außerdem vorzugsweise eine konstante Leitungsbreite, während die Leitungsbreite der flächigen Leitungen entlang der Platine variieren kann. Ein besonders preiswert herstellbares Layout für die Platine ergibt sich, wenn die flächigen Leitungen auf der Platine außenliegend, also jeweils proximal zu einem sich in der Längsrichtung der Platine erstreckenden Seitenrand der Platine angeordnet sind, wobei die flächigen Leitungen der ersten Leitungsanordnung einem ersten Seitenrand der Platine zugeordnet sind, während die flächigen Leitungen der zweiten Leitungsanordnung einem zweiten Seitenrand der Platine zugeordnet sind. Ferner sind bei diesem bevorzugten Platinenlayout die linienförmigen Leitungen auf der Platine innenliegend, also distal zu den Seitenrändern sowie zwischen den flächigen Leitungen angeordnet. Auch die LEDs sind auf der Platine im Wesentlichen mittig zwischen den Seitenrändern angeordnet. Auf diese Weise lassen sich die LEDs besonders einfach wechselweise mit den flächigen und linienförmigen Leitungen der beiden Leitungsanordnungen elektrisch verbinden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung, die innerhalb wenigstens einer der LED-Gruppen eine Untergruppenbildung berücksichtigt, kann nun vorgesehen sein, dass bei zwei in der Längsrichtung der Platine benachbarten Untergruppen der jeweiligen LED-Gruppe in der einen Untergruppe eine solche flache Leitung die zugehörige Plusleitung bildet und eine solche linienförmige Leitung die zugehörige Minusleitung bildet, während in der anderen Untergruppe eine solche flächige Leitung die zugehörige Minusleitung bildet und eine solche linienförmige Leitung die zugehörige Plusleitung bildet. Mit anderen Worten, in der Längsrichtung der Platine wechseln die Polaritäten der flächigen und linienförmigen Leitungen ab. Dieses Layout führt zu einer vereinfachten Leitungsführung auf der Platine.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die Anschlüsse alle an zumindest einem Längsende der Platine angeordnet sein. Sind je LED-Gruppe zwei separate Anschlüsse, nämlich ein Plusanschluss und ein Minusanschluss vorgesehen, ist es zweckmäßig, diese an entgegengesetzten Längsenden der Platine anzuordnen. Dabei ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der alle Plusanschlüsse an dem einen Längsende angeordnet sind, während alle Minusanschlüsse am anderen Längsende angeordnet sind. Sofern eine Ausführungsform vorliegt, bei der zwei LED-Gruppen über genau zwei Wechselanschlüsse angesteuert werden können, kann es zweckmäßig sein, die beiden Wechselanschlüsse an demselben Längsende der Platine anzuordnen. Hierdurch vereinfacht sich eine Leitungsführung innerhalb des mit der Leuchteinrichtung ausgestatteten Leuchtmittels. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführungsform, bei der die beiden Wechselanschlüsse an entgegengesetzten Längsenden der Platine angeordnet sind.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die erste Lichtfarbe und die zweite Lichtfarbe jeweils durch ein Weißlicht gebildet sein. Alternativ ist ebenso eine Ausführungsform denkbar, bei der die erste Lichtfarbe und/oder die zweite Lichtfarbe durch ein von Weißlicht verschiedenes Licht, also durch ein Buntlicht gebildet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel, das für eine Leuchte vorgesehen ist, umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme wenigstens einer Leuchteinrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Das Gehäuse ist dabei mit elektrischen Kontakten ausgestattet, die einerseits mit den Anschlüssen der jeweiligen Leuchteinrichtung elektrisch verbunden sind und die andererseits zur elektrischen Verbindung mit elektrischen Gegenkontakten der jeweiligen Leuchte vorgesehen sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Leuchtmittels kann das Gehäuse einen Kühlkörper aufweisen, der sich über die gesamte Länge der Platine erstreckt und an dem die Platine an einer von den LEDs abgewandten Rückseite flächig zur Anlage kommt. Hierdurch kann die im Betrieb der LEDs anfallende Wärme über die Rückseite der Platine an den Kühlkörper abgegeben werden, der die Wärme dann seinerseits ableitet und insbesondere in eine Umgebung abstrahlen kann. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher die Platine mit ihrer Rückseite vorgespannt am Kühlkörper zur Anlage kommt. Eine derartige Vorspannung kann beispielsweise über seitliche Haltemittel in die Platine eingeleitet werden, die insbesondere die Seitenränder der Platine übergreifen.
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Ferner kann die Leuchte mit einem Steuergerät zum Ansteuern der LED-Gruppen ausgestattet sein, wobei das Steuergerät so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass die LED-Gruppen zum Mischen der Lichtfarben aussteuerbar sind, so dass verschiedene Mischzustände einstellbar sind, bei denen die LED-Gruppen die Lichtfarben bei verschiedenen Mischungsverhältnissen abstrahlen. Beispielsweise kann das Steuergerät, z. B. über separate Treiber, die LED-Gruppen separat mit elektrischer Leistung versorgen, um die jeweilige Lichtabstrahlung durch Variieren von elektrischem Strom und/oder elektrischer Spannung zu steuern. Ebenso kann das Steuergerät, z. B. über einen gemeinsamen Treiber und eine elektronische Umschalteinrichtung, in Verbindung mit einer Pulsweitenmodulation die beiden LED-Gruppen zeitlich abwechselnd mit elektrischer Leistung versorgen, derart, dass sich für das menschliche Auge eine Farbmischung ergibt, wobei durch Variieren der Ansteuerzeiten der beiden LED-Gruppen das Mischungsverhältnis einstellbar ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Draufsicht auf eine Leuchteinrichtung,
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2 ein vergrößertes Detail II der Leuchteinrichtung aus 1,
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3 einen Querschnitt eines Leuchtmittels im Bereich der Leuchteinrichtung.
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Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Leuchteinrichtung 1, die für ein in 3 im Querschnitt gezeigtes Leuchtmittel 2 einer nur kursorisch angedeuteten Leuchte 35 vorgesehen ist, eine Platine 3, die hier länglich, flach, eben und gerade ausgestaltet ist. Die Leuchteinrichtung 1 umfasst außerdem zumindest zwei LED-Gruppen 4, 5, die jeweils mehrere an der Platine 3 befestigte LEDs 6, 7 aufweisen. Im hier gezeigten Beispiel trägt die Platine 3 genau zwei LED-Gruppen 4, 5, nämlich eine erste LED-Gruppe 4, die erste LEDs 6 aufweist, und eine zweite LED-Gruppe 5, die zweite LEDs 7 aufweist. Die ersten LEDs 6 sind zur Abstrahlung von Licht mit einer ersten Lichtfarbe ausgestaltet. Die zweiten LEDs 7 sind zum Abstrahlen von Licht mit einer zweiten Lichtfarbe ausgestaltet, die sich von der ersten Lichtfarbe unterscheidet. Beispielsweise ist die erste Lichtfarbe ein warmweißes Weißlicht von ca. 3.000 K, während die zweite Lichtfarbe ein tageslichtweißes Weißlicht von ca. 6.500 K ist.
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Sämtliche LEDs 6, 7 sind entlang der Platine 3 in einer einzigen LED-Reihe 8 hintereinander angeordnet. Dabei wechseln sich erste LEDs 6 und zweite LEDs 7 ab. Im hier gezeigten bevorzugten Beispiel wechseln sich die LEDs 6, 7 regelmäßig ab, derart, dass auf jede erste LED 6 eine zweite LED 7 folgt und auf jede zweite LED 7 eine erste LED 6 folgt.
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Die Platine 3 ist außerdem mit einer ersten Leitungsanordnung 9, die mit den ersten LEDs 6 elektrisch verbunden ist, und mit einer zweiten Leitungsanordnung 10 ausgestattet, die mit den zweiten LEDs 7 elektrisch verbunden ist. Des Weiteren sind an der Platine 3 elektrische Anschlüsse 11–14 angeordnet, die mit den Leitungsanordnungen 9, 10 elektrisch verbunden sind. Bei der hier vorgestellten Leuchteinrichtung 1 sind die Anschlüsse 11–14, die Leitungsanordnungen 9, 10 und die LEDs 6, 7 so miteinander verschaltet, dass die LED-Gruppen 4, 5 unabhängig voneinander ansteuerbar sind, wobei durch Ansteuern einer solchen LED-Gruppe 4, 5 die zugehörigen LEDs 6 bzw. 7 synchron angesteuert werden. Somit lassen sich zum einen die ersten LEDs 6 der ersten LED-Gruppe 4 zum Abstrahlen von Licht mit der ersten Lichtfarbe ansteuern und insbesondere quasi beliebig dimmen, beispielsweise durch Variieren einer Spannung und/oder eines Stroms und/oder durch Variieren einer Pulsweite im Falle einer Pulsweitenmodulation. Entsprechendes gilt für die zweiten LEDs 7 der zweiten LED-Gruppe 5, so dass auch diese zum Abstrahlen von Licht der zweiten Lichtfarbe angesteuert werden können und insbesondere quasi beliebig gedimmt werden können, durch Variation der angelegten Spannung und/oder des zugeführten Stroms und/oder durch Variieren der Pulsweite. Mit entsprechenden Treibern bzw. Steuergeräten, die an die Anschlüsse 11–14 angeschlossen werden können, lassen sich die beiden Lichtfarben quasi beliebig mischen. Ein derartiges Steuergerät gehört zum Umfang der Leuchte 35 und ist in 3 mit 36 bezeichnet.
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Bei der hier vorgestellten Ausführungsform sind innerhalb der ersten LED-Gruppe 4 die ersten LEDs 6 in mehrere erste Untergruppen 15 unterteilt, die jeweils mehrere erste LEDs 6 enthalten. Innerhalb der jeweiligen ersten Untergruppe 15 sind die zugehörigen ersten LEDs 6 elektrisch parallel geschaltet. Die einzelnen ersten Untergruppen 15 sind dagegen innerhalb der ersten LED-Gruppe 4 elektrisch in Reihe geschaltet. Im Beispiel sind außerdem innerhalb der zweiten LED-Gruppe 5 die zweiten LEDs 7 in mehrere zweite Untergruppen 16 eingeteilt, die jeweils mehrere zweite LEDs 7 enthalten. Die zweiten LEDs 7 sind innerhalb der jeweiligen zweiten Untergruppe 16 elektrisch parallel geschaltet, während die zweiten Untergruppen 16 innerhalb der zweiten LED-Gruppe 5 elektrisch in Reihe geschaltet sind.
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Wie sich insbesondere 2 entnehmen lässt, weist die erste Leitungsanordnung 9 erste Plusleitungen 17 und erste Minusleitungen 18 auf. Die zweite Leitungsanordnung 10 weist dagegen zweite Plusleitungen 19 und zweite Minusleitungen 20 auf. Nicht bezeichnete Pluspole der ersten LEDs sind mit den ersten Plusleitungen 17 elektrisch verbunden, während nicht näher bezeichnete Minuspole der ersten LEDs 6 mit den ersten Minusleitungen 18 elektrisch verbunden sind. Ebenfalls nicht näher bezeichnete Pluspole der zweiten LEDs 7 sind mit den zweiten Plusleitungen 19 elektrisch verbunden, während nicht näher bezeichnete Minuspole der zweiten LEDs mit den zweiten Minusleitungen 20 elektrisch verbunden sind.
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Beim hier gezeigten Beispiel umfassen die elektrischen Anschlüsse 11–14 einen ersten Minusanschluss 11, einen ersten Plusanschluss 12, einen zweiten Minusanschluss 13 und einen zweiten Plusanschluss 14. Der erste Plusanschluss 12 ist mit den ersten Plusleitungen 17 und der erste Minusanschluss 11 ist mit den ersten Minusleitungen 18 elektrisch verbunden. Ebenso ist der zweite Plusanschluss 14 mit den zweiten Plusleitungen 19 und der zweite Minusanschluss 13 mit den zweiten Minusleitungen 20 elektrisch verbunden.
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Eine andere, hier nicht gezeigte Ausführungsform kommt dagegen mit nur zwei Wechselanschlüssen für die beiden LED-Gruppen 4, 5 aus. In diesem Fall sind dann die ersten LEDs 6 gegenüber den zweiten LEDs 7 mit umgekehrter Polarität in die Leitungsanordnungen 9, 10 eingebunden. Ferner erfolgt dann die Verschaltung der Wechselanschlüsse, der Leitungsanordnungen 9, 10 und der LEDs 6, 7 derart, dass bei einer ersten Polarität, bei welcher der erste Wechselanschluss mit einer positiven elektrischen Spannung und der zweite Wechselanschluss mit einer negativen elektrischen Spannung beaufschlagt werden, nur die ersten LEDs 6 den elektrischen Strom durchleiten, während die zweiten LEDs 7 die Durchleitung des Stroms sperren. Dementsprechend können bei dieser ersten Polarität gezielt nur die ersten LEDs 6 zum Abstrahlen von Licht der ersten Lichtfarbe angesteuert werden. Bei umgekehrter zweiter Polarität, wenn also der erste Wechselanschluss mit einer negativen elektrischen Spannung und der zweite Wechselanschluss mit einer positiven elektrischen Spannung beaufschlagt werden, sperren die ersten LEDs 6 die Durchleitung des Stroms, während die zweiten LEDs 7 den Strom durchleiten. In der Folge kann bei dieser zweiten Polarität eine gezielte Ansteuerung der zweiten LEDs 7 zum Abstrahlen des Lichts der zweiten Lichtfarbe durchgeführt werden. Durch entsprechend hohe Wechselfrequenz beim Umschalten der genannten Polaritäten ist es möglich, die beiden Lichtfarben gleichzeitig abzustrahlen, wodurch sich eine entsprechende Mischung der beiden Lichtfarben ergibt. Durch Variieren der Pulsweiten lässt sich dabei das Mischungsverhältnis der beiden Lichtfarben quasi beliebig verändern. Eine derartige Funktionalität kann in das Steuergerät 36 integriert sein.
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Die erste Plusleitung 17, die zweite Plusleitung 19, die erste Minusleitung 18 und die zweite Minusleitung 20 können durch flächige Leitungen 21 und linienförmige Leitungen 22 gebildet sein. Die flächigen Leitungen 21 sind auf der Platine 3 außenliegend angeordnet, also jeweils proximal zu einem Seitenrand 23 bzw. 24 der Platine 3. Die flächigen Leitungen 21, die der ersten Leitungsanordnung 9 zugeordnet sind, verbinden sich dabei an dem einen oder ersten Seitenrand 23, während die flächigen Leitungen 21, die der zweiten Leitungsanordnung 10 zugeordnet sind, an dem anderen oder zweiten Seitenrand 24 angeordnet sind. Im Unterschied dazu sind die linienförmigen Leitungsabschnitte 22 auf der Platine 3 innenliegend angeordnet, so dass sie sich zum einen distal zu den Seitenrändern 23, 24 sowie in der Breitenrichtung der Platine 3 zwischen den flächigen Leitungen 21 befinden. Die LED-Reihe 8, entlang der die LEDs 6, 8 auf der Platine 3 aufgereiht sind, ist dabei im Wesentlichen bezüglich der Breitenrichtung der Platine 3 mittig zwischen den Seitenrändern 23, 24 angeordnet.
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Im Ausschnitt der 2 sind von der ersten Leitungsanordnung 9 zwei flächige Leitungen 21 erkennbar, die durch einen elektrisch isolierenden Spalt 25 voneinander elektrisch getrennt sind. Auch die zweite Leitungsanordnung 10 zeigt in 2 zwei flächige Leitungen 21, die ebenfalls durch einen solchen Spalt 25 elektrisch voneinander getrennt sind. Sofern die LED-Gruppen 3, 4 ihrerseits in Untergruppen 15 bzw. 16 untergliedert sind, ergibt sich in der Längsrichtung der Platine 3 ein Polaritätswechsel bei in der Längsrichtung benachbarten flächigen Leitern 21 sowie bei in der Längsrichtung benachbarten linienförmigen Leitern 22 innerhalb der jeweiligen Leiteranordnung 9, 10, also innerhalb der jeweiligen LED-Gruppe 4, 5.
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Anhand von 2 soll dies für die erste LED-Gruppe 4 näher erläutert werden, deren erste Leitungsanordnung 9 im Wesentlichen oberhalb der LED-Reihe 8 angeordnet ist. Gemäß 2 sind für die erste LED-Gruppe 4 zwei in der Längsrichtung der Platine 3 benachbarte Untergruppen 15 erkennbar. Der in 2 links gezeigten Untergruppe 15 ist die eine linke ersten LED 6 zugeordnet, während der in 2 rechts anschließenden weiteren Untergruppe 15 die beiden rechts gezeigten ersten LEDs 6 zugeordnet sind. In der linken Untergruppe 15 bildet der links dargestellte flächige Leiter 21 die Plusleitung 17, wobei die zugehörige Minusleitung 18 durch einen linienförmigen Leiter 22 gebildet ist. Bei der rechts benachbarten Untergruppe 15 bildet die zugehörige flächige Leitung 21 dagegen die Minusleitung 18 und die zugehörige Plusleitung 17 ist durch eine linienförmige Leitung 22 gebildet. Erreicht wird dies dadurch, dass die linienförmige Leitung 22 der linken Untergruppe 15, die die Minusleitung 18 bildet, mit der rechten flächigen Leitung 21 der rechten Untergruppe 15 elektrisch leitend verbunden ist, so dass diese die Minusleitung 18 der rechten Untergruppe 15 bildet.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Minusanschlüsse 11, 13 an einem ersten, in 1 links gezeigten Längsende 26 der Platine 3 angeordnet. Die beiden Plusanschlüsse 12, 14 sind dagegen an einem zweiten, in 1 rechts dargestellten Längsende 27 der Platine 3 angeordnet.
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Gemäß 3 umfasst das Leuchtmittel 2 ein Gehäuse 28, in dem die Leuchteinrichtung 1 angeordnet ist. Das Gehäuse 28 weist außerdem elektrische Kontakte auf, die zum einen mit den Anschlüssen 11–14 der Platine 3 elektrisch verbunden sind. Rein exemplarisch sind in 3 nur zwei derartige Kontakte 29 angedeutet. Die Kontakte 29 dienen zum elektrischen Verbinden des Leuchtmittels mit elektrischen Gegenkontakten der Leuchte 35, in die das Leuchtmittel 2 eingebaut werden soll. Diese Gegenkontakte sind dann elektrisch mit dem Steuergerät 36 verbunden.
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Das Gehäuse 28 besitzt bei dem in 3 gezeigten Beispiel einen Kühlkörper 30 und eine am Kühlkörper 30 befestigte Abdeckung 31. Am Kühlkörper 30 ist die Platine 3 so angeordnet, dass eine von den LEDs 6, 7 abgewandte Rückseite 32 der Platine 3 flächig am Kühlkörper 30 anliegt. Am Kühlkörper 30 sind hier außerdem Halteelemente 33 angebracht, insbesondere integral daran ausgeformt, die jeweils einen Seitenrand 23 bzw. 24 der Platine 3 umgreifen, derart, dass dabei die Platine 3 mit ihrer Rückseite 32 gegen den Kühlkörper 30 angedrückt wird. Somit liegt die Platine 3 vorgespannt am Kühlkörper 30 an. Der Kühlkörper 30 zeigt im Beispiel an einer von der Abdeckung 31 abgewandten Seite Kühlrippen 34, die eine Wärmeabstrahlung in die Umgebung vereinfachen.
