DE102015209911A1 - Lighting device with semiconductor light source - Google Patents
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Abstract
Eine Leuchtvorrichtung (1) weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle (4) auf, wobei die Halbleiterlichtquelle (4) seitlich umlaufend von einem lichtdurchlässigen ringförmigen TIR-Körper (8) umgeben ist, der TIR-Körper (8) eine der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (4) abgewandte Außenseite (10) mit einer TIR-Struktur (11) aufweist und die TIR-Struktur (11) dazu ausgebildet ist, innenseitig darauf auftreffendes Licht (L) durch eine Lichtaustrittsöffnung (13) des TIR-Körpers (8) zu reflektieren. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf Retrofitlampen oder Module, insbesondere zur Spotbeleuchtung, insbesondere mit mindestens einer LED als der Halbleiterlichtquelle.A lighting device (1) has at least one semiconductor light source (4), the semiconductor light source (4) being surrounded laterally by a light-permeable annular TIR body (8), the TIR body (8) being one of the at least one semiconductor light source (4). remote from the outside (10) having a TIR structure (11) and the TIR structure (11) is adapted to reflect inside incident thereon light (L) through a light exit opening (13) of the TIR body (8). The invention is applicable, for example, to retrofit lamps or modules, in particular for spot lighting, in particular with at least one LED as the semiconductor light source.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf Retrofitlampen oder Module, insbesondere für Strahler mit großen Abstrahlwinkeln, insbesondere mit mindestens einer LED als der Halbleiterlichtquelle.The invention relates to a lighting device with at least one semiconductor light source. The invention is applicable, for example, to retrofit lamps or modules, in particular for radiators with large emission angles, in particular with at least one LED as the semiconductor light source.
Es sind LED-Retrofitlampen zum Ersatz herkömmlicher MR16-Halogen-Lampen bekannt, die in der Regel mit Nenn-Abstrahlwinkeln von 24 Grad, 36 Grad oder auch 120 Grad (Vollwinkel) angeboten werden. Diese Lampen mit verschiedenen Nenn-Abstrahlwinkeln werden in der Regel aus gleichen Teilen hergestellt, wobei nur das strahlaufweitende optische Element unterschiedlich ist. Während für Nenn-Abstrahlwinkel der Lampe von weniger als 120 Grad häufig Linsen verwendet werden, um den richtigen Nenn-Abstrahlwinkel einzustellen, wird für große Nenn-Abstrahlwinkel von ca. 120 Grad das von der LED emittierte Licht ohne eine Hauptstrahlformung verwendet.There are known LED retrofit lamps to replace conventional MR16 halogen lamps, which are usually offered with nominal beam angles of 24 degrees, 36 degrees or even 120 degrees (full angle). These lamps with different nominal radiation angles are usually made of equal parts, with only the beam-expanding optical element being different. While for less than 120 degree nominal beam angles of the lamp, lenses are often used to set the proper nominal beam angle, for large nominal beam angles of about 120 degrees, the light emitted by the LED is used without main beam shaping.
Dabei wird von der LED meist auch Licht bei noch größeren Winkeln als dem Nenn-Abstrahlwinkel emittiert, beispielsweise für den Fall, dass die LED zumindest annähernd eine Abstrahleigenschaft ähnlich einem Lambertschen Strahler aufweist. Da jedoch für große Nenn-Abstrahlwinkel das gleiche Gehäuse wie für kleinere Nenn-Abstrahlwinkel verwendet wird, wird bei von der LED unter sehr großen Winkeln (z.B. zwischen 160 und 180 Grad) emittiertes Licht von dem Gehäuse der LED-Retrofitlampe blockiert. Dies führt zu einer Abnahme der Effizienz der LED-Retrofitlampe.In this case, light is also emitted by the LED at even larger angles than the nominal emission angle, for example in the case where the LED has at least approximately an emission property similar to a Lambertian emitter. However, because the same housing is used for large nominal radiating angles as for smaller nominal radiating angles, light emitted from the LED at very large angles (e.g., between 160 and 180 degrees) is blocked by the housing of the LED retrofit lamp. This leads to a decrease in the efficiency of the LED retrofit lamp.
Zur Effizienzerhöhung kann ein Reflektor verwendet werden, um das auf das Gehäuse auftreffende Licht zur Nutzung als Nutzlicht zu reflektieren. Dabei ist nachteilig, dass der Reflektor entweder ein zusätzliches Bauteil ist oder als eine Beschichtung des Gehäuses vorliegt, weshalb dann ein weiterer Herstellungsschritt benötigt wird. Zudem sind reflektierende Beschichtungen anfällig für chemische Korrosion und insbesondere auch auf einem Kunststoffuntergrund häufig anfällig für Schichtablösungen. Daher sind reflektorbasierte Lösungen aus Kosten-, Herstellungs- und Langlebigkeitsgründen nachteilig.To increase the efficiency, a reflector can be used to reflect the light incident on the housing for use as useful light. It is disadvantageous that the reflector is either an additional component or present as a coating of the housing, which is why a further manufacturing step is then required. In addition, reflective coatings are prone to chemical corrosion and, in particular on a plastic substrate, are often susceptible to delamination. Therefore, reflector-based solutions for cost, manufacturing and longevity reasons are disadvantageous.
Es sind Lampen bekannt, bei denen alternativ zu einem Reflektor eine gekrümmte Abdeckung vorgesehen ist, was aber das Maß des durch das Gehäuse blockierten Lichts nicht wesentlich reduziert.Lamps are known in which, as an alternative to a reflector, a curved cover is provided, but this does not significantly reduce the amount of light blocked by the housing.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine preiswertere Möglichkeit einer Steigerung einer Lichtausbeute einer Halbleiterleuchtvorrichtung, insbesondere einer LED-Lampe, mit herstellungstechnisch einfacheren Mitteln bereitzustellen, die zudem langzeitstabil ausgebildet werden kann. It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art at least partially and in particular to provide a cheaper way of increasing a light output of a semiconductor light device, in particular an LED lamp, with simpler manufacturing means, which can also be formed long-term stable.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, wobei die Halbleiterlichtquelle seitlich umlaufend von einem lichtdurchlässigen ringförmigen TIR-Körper umgeben ist, der TIR-Körper eine der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgewandte Außenseite mit einer TIR-Struktur aufweist und die TIR-Struktur dazu ausgebildet ist, innenseitig darauf auftreffendes Licht durch eine Lichtaustrittsöffnung des TIR-Körpers zu reflektieren. Die Leuchtvorrichtung kann also insbesondere mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweisen, die seitlich umlaufend von einem lichtdurchlässigen ringförmigen TIR-Körper umgeben ist, dessen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgewandte Außenseite eine TIR-Struktur zur Reflexion von innenseitig auftreffendem Licht ist. Das Licht kann also durch eine Lichtaustrittsöffnung des TIR-Körpers daraus austreten. Insbesondere kann eine Innenseite des TIR-Körpers der mindestens einen Halbleiterlichtquelle zugewandt sein.The object is achieved by a lighting device, wherein the semiconductor light source is circumferentially surrounded laterally by a translucent annular TIR body, the TIR body has an outer side facing away from the at least one semiconductor light source with a TIR structure and the TIR structure is formed on the inside light incident thereon through a light exit opening of the TIR body. The lighting device may thus in particular comprise at least one semiconductor light source, which is circumferentially surrounded laterally by a light-transmissive annular TIR body whose outer side facing away from the at least one semiconductor light source is a TIR structure for reflecting light incident on the inside. The light can thus escape through a light exit opening of the TIR body. In particular, an inner side of the TIR body may face the at least one semiconductor light source.
Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass das von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle unter stark seitlichen Abstrahlwinkeln abgestrahlte Licht nun nicht mehr auf das Gehäuse fällt, sondern von dem TIR-Körper (ggf. auch mehrmals) reflektiert wird und dann – typischerweise aus der Lichtaustrittsöffnung – austritt. Das reflektierte Licht kann, da es nun nicht mehr absorbiert wird, als Nutzlicht verwendet werden, was eine Lichtausbeute erhöht. Zudem kann bei einem solchen TIR-Körper auf eine Beschichtung zur Reflexion verzichtet werden, was die Langlebigkeit erhöht. Zudem werden durch den Verzicht auf die Beschichtung zur Lichtreflexion aufwändige Herstellungsschritte eingespart.This lighting device has the advantage that the light emitted by the at least one semiconductor light source at strongly lateral emission angles no longer falls on the housing but is reflected by the TIR body (possibly also several times) and then - typically from the light exit opening - exit. The reflected light, since it is no longer absorbed, can be used as useful light, which increases the luminous efficacy. In addition, in such a TIR body can be dispensed with a coating for reflection, which increases the longevity. In addition, by eliminating the coating for light reflection consuming manufacturing steps are saved.
Die Leuchtvorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, an dem die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und ggf. auch der TIR-Körper angeordnet oder angebracht sind. Das Gehäuse kann zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen.The lighting device may have a housing, on which the at least one semiconductor light source and possibly also the TIR body are arranged or mounted. The housing may be at least partially made of plastic.
Von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahltes oder emittiertes Licht kann entweder – bei einem geringen Abstrahlwinkel – direkt (d.h. ohne Auftreffen auf die TIR-Struktur) auf die Lichtaustrittsöffnung gerichtet sein oder kann – bei einem großen Abstrahlwinkel – durch die Innenseite des ringförmigen TIR-Körpers in diesen eintreten und dann von Innen bzw. innenseitig auf die TIR-Struktur fallen. An der TIR-Struktur wird das Licht durch innere Totalreflexion zurück durch den TIR-Körper geworfen und tritt dann an der Innenseite des TIR-Körpers wieder aus. Da das Licht ausgehend von der Halbleiterlichtquelle nur in einen vorderen oder oberen Halbraum emittiert wird, wird das Licht mit jeder Reflexion weiter in Richtung der Lichtaustrittsöffnung gestrahlt, aus welcher es nach einer Reflexion oder nach mehreren Reflexionen austritt. Daher wird also an der Lichtaustrittsöffnung des TIR-Körpers eine "virtuelle" Lichtabstrahlfläche geschaffen, die im Vergleich zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erhöht liegt und damit auch unter einem stark seitlichen Lichtabstrahlwinkel nicht mehr auf das Gehäuse trifft, sondern darüber hinweg strahlt.Light emitted or emitted by the at least one semiconductor light source can either be directed directly (ie without impinging on the TIR structure) onto the light exit opening or at a large emission angle through the inside of the annular TIR body enter this and then fall from inside or inside of the TIR structure. At the TIR structure, the light is transmitted through inner Total reflection thrown back through the TIR body and then exits on the inside of the TIR body again. Since the light is emitted starting from the semiconductor light source only in a front or upper half-space, the light is blasted with each reflection further in the direction of the light exit opening, from which it emerges after a reflection or after multiple reflections. Therefore, therefore, a "virtual" Lichtabstrahlfläche is created at the light exit opening of the TIR body, which is increased in comparison to the at least one semiconductor light source and thus no longer hits the housing under a strong lateral Lichtabstrahlwinkel, but over it radiates.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle 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). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). 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 Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen. Auch dem mindestens einen Diodenlaser mag ein wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff nachgeschaltet sein, z.B. in einer LARP("Laser Activated Remote Phosphor")-Anordnung.Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color may be monochrome (e.g., red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g., white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; e.g. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser. Also the at least one diode laser may be followed by a wavelength-converting phosphor, e.g. in a LARP ("Laser Activated Remote Phosphor") arrangement.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann genau eine Halbleiterlichtquelle sein, insbesondere genau eine LED.The at least one semiconductor light source may be exactly one semiconductor light source, in particular exactly one LED.
Der ringförmige TIR-Körper weist eine ringförmige Grundform auf, die in Draufsicht (beispielsweise entlang einer Längsachse oder Symmetrieachse) beispielsweise oval, kreisringförmig oder eckig (z.B. dreieckig, rechteckig, hexagonal usw.) geformt sein kann.The annular TIR body has an annular basic shape that may be formed in plan view (eg, along a longitudinal axis or symmetry axis), for example, oval, annular, or angular (e.g., triangular, rectangular, hexagonal, etc.).
Der ringförmige TIR-Körper kann insbesondere eine hohlzylindrische Grundform aufweisen. Der ringförmige TIR-Körper weist insbesondere an seiner äußeren Mantelfläche die TIR-Struktur auf. Die Lichtaustrittsöffnung wird durch einen oberen Rand des TIR-Körpers begrenzt oder definiert und kann insbesondere einer oberen Deckfläche des ringförmigen TIR-Körpers entsprechen.The annular TIR body may in particular have a hollow cylindrical basic shape. The annular TIR body has in particular on its outer circumferential surface on the TIR structure. The light exit opening is bounded or defined by an upper edge of the TIR body and may in particular correspond to an upper cover surface of the annular TIR body.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle ist im Bereich einer unteren Deckfläche des ringförmigen TIR-Körpers angeordnet. Sie kann dort beispielsweise teilweise in den ringförmigen TIR-Körper ragen oder ganz in dem ringförmigen TIR-Körper angeordnet sein. Die untere Deckfläche kann durch den unteren Rand des TIR-Körpers begrenzt oder gebildet sein.The at least one semiconductor light source is arranged in the region of a lower cover surface of the annular TIR body. For example, it may protrude partially into the annular TIR body or be disposed entirely within the annular TIR body. The lower deck surface may be bounded or formed by the lower edge of the TIR body.
Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere an ihren hinteren oder rückwärtigen Bereich befestigbar und dazu z.B. an einem hinteren Endbereich einen Sockel (z.B. einen Edison-Sockel oder einen Bipin-Sockel) aufweisen. Die Leuchtvorrichtung strahlt ihr Licht insbesondere vorwiegend nach vorne oder nach oben ab, beispielsweise in einen vorderen oder oberen Halbraum. Die Bezeichnungen "hinten" bzw. "unten" und "vorne" bzw. "oben" können dazu allgemein analog verwendet werden. Insbesondere kann sich eine Längsachse der Leuchtvorrichtung von hinten nach vorne erstrecken und insbesondere mit einer Hauptabstrahlrichtung der Leuchtvorrichtung übereinstimmen.The lighting device can in particular be fastened to its rear or rear region and, for example, to this end. at a rear end portion, a socket (e.g., an Edison socket or a bipin socket). The lighting device emits its light in particular predominantly forward or upward, for example in a front or upper half-space. The terms "rear" or "bottom" and "front" or "top" can be used generally analogously. In particular, a longitudinal axis of the lighting device may extend from the rear to the front and, in particular, coincide with a main emission direction of the lighting device.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein unterer Rand des TIR-Körpers einem Auflagerand oder einer Fußfläche des TIR-Körpers entspricht. Der TIR-Körper kann dadurch auf der gleichen Fläche der Leuchtvorrichtung, z.B. eines Gehäuses der Leuchtvorrichtung, aufliegen wie die mindestens eine Halbleiterlichtquelle.It is a development that a lower edge of the TIR body corresponds to a bearing edge or a foot surface of the TIR body. The TIR body can thereby be placed on the same surface of the lighting device, e.g. a housing of the lighting device, rest as the at least one semiconductor light source.
Der ringförmige TIR-Körper kann an beiden Deckflächen offen sein, an einer Deckfläche offen und an der anderen Deckfläche geschlossen sein oder an beiden Deckflächen geschlossen sein. The annular TIR body may be open on both top surfaces, open on one top surface and closed on the other top surface, or closed on both top surfaces.
Der TIR-Körper ist insbesondere transparent. Der lichtdurchlässige TIR-Körper kann beispielsweise aus Kunststoff (z.B. PP, PMMA, ABS, PC usw.) oder aus Glas bestehen. Glas besitzt eine besonders hohe Alterungsbeständigkeit und einen besonders hohen Brechungsindex. Kunststoff ist besonders preiswert und leicht.The TIR body is particularly transparent. For example, the translucent TIR body may be made of plastic (e.g., PP, PMMA, ABS, PC, etc.) or glass. Glass has a particularly high resistance to aging and a particularly high refractive index. Plastic is particularly inexpensive and lightweight.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mittig zu dem TIR-Körper angeordnet ist, insbesondere auf einer Längsachse des TIR-Körpers. Dies ergibt den Vorteil, dass die von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Lichtstrahlen die TIR-Struktur umlaufend gleichmäßig bestrahlen und so z.B. auf einfache Weise vermieden werden kann, dass für einige Bereiche der TIR-Struktur die dort einfallenden Lichtstrahlen die Bedingung für die innere Totalreflexion nicht mehr erfüllen.It is a development that the at least one semiconductor light source is arranged centrally to the TIR body, in particular on a longitudinal axis of the TIR body. This results in the advantage that the light beams emitted by the at least one semiconductor light source encircle the TIR structure uniformly irradiate and thus, for example, can be avoided in a simple way that for some areas of the TIR structure, the light rays incident there no longer fulfill the condition for the total internal reflection.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung einen schalenförmigen Bereich mit einer Bodenfläche und einem Rand aufweist, die mindestens eine Halbleiterlichtquelle an der Bodenfläche angeordnet ist und der TIR-Körper zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und dem Rand angeordnet ist. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau. Der schalenförmige Bereich entspricht insbesondere einem vorderen Bereich des Gehäuses.It is an embodiment that the lighting device has a bowl-shaped region with a bottom surface and an edge, the at least one semiconductor light source is arranged on the bottom surface and the TIR body is arranged between the at least one semiconductor light source and the edge. This allows a particularly simple structure. The bowl-shaped region corresponds in particular to a front region of the housing.
Es ist eine Weiterbildung, dass der schalenförmige Bereich ein Teil eines Gehäuses der Leuchtvorrichtung ist. Es ist eine Ausgestaltung, dass zumindest der schalenförmige Bereich aus Kunststoff besteht.It is a development that the cup-shaped region is part of a housing of the lighting device. It is an embodiment that at least the cup-shaped region consists of plastic.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Bodenfläche eine ebene oder plane Bodenfläche ist.It is still a development that the floor surface is a flat or flat floor surface.
Es ist außerdem eine Weiterbildung, dass der Rand des schalenförmigen Bereichs ein ringförmiger, insbesondere kreisringförmiger, Rand ist.It is also a development that the edge of the cup-shaped area is an annular, in particular annular, edge.
Um eine besonders hohe Lichtausbeute zu erreichen, kann der TIR-Körper so hoch sein, dass kein Lichtstrahl von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle an dem TIR-Körper vorbei auf das Gehäuse, insbesondere auf dessen Rand, auftreffen kann.In order to achieve a particularly high luminous efficacy, the TIR body can be so high that no light beam from the at least one semiconductor light source on the TIR body past the housing, in particular on the edge, can impinge.
Insbesondere liegt die Lichtaustrittsfläche des TIR-Körpers mindestens auf gleicher Höhe wie der Rand des schalenförmigen Bereichs. Dabei kann unter einer Höhe insbesondere eine Position entlang einer Längsachse der Leuchtvorrichtung verstanden werden.In particular, the light exit surface of the TIR body is at least at the same height as the edge of the bowl-shaped region. In this case, a height can in particular be understood to mean a position along a longitudinal axis of the lighting device.
Es ist eine Weiterbildung, dass der ringförmige TIR-Körper oberseitig und unterseitig offen ist, also offene Grundflächen aufweist.It is a development that the annular TIR body is open on the top and bottom, so has open bases.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der ringförmige TIR-Körper mindestens einen praktisch nicht oder nicht merklich reflektierenden Abdeckungsbereich aufweist, der eine jeweilige Grundfläche abdeckt. Durch den Abdeckungsbereich kann der TIR-Körper zusätzlich einen Schutz beispielsweise für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bereitstellen.It is still an embodiment that the annular TIR body has at least one practically not or not appreciably reflective coverage area covering a respective base area. The coverage area also allows the TIR body to provide protection, for example, to the at least one semiconductor light source.
Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Abdeckungsbereich eine (ebene oder gekrümmte) plattenförmige Grundform aufweist. Der Abdeckbereich kann also die Funktion eines Abdeckelements insbesondere für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle übernehmen.It is a development that the at least one cover region has a (flat or curved) plate-shaped basic shape. The covering region can thus assume the function of a covering element, in particular for the at least one semiconductor light source.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Abdeckungsbereich separat von dem ringförmigen TIR-Körper bzw. von dem ringförmigen Bereich des TIR-Körpers hergestellt und folgend mit ihm verbunden worden ist.It is a further development that the at least one cover region has been produced separately from the annular TIR body or from the annular region of the TIR body and has subsequently been connected to it.
Es ist eine besonders preisgünstige und robuste Weiterbildung, dass der mindestens eine Abdeckungsbereich einstückig zusammen mit dem dessen ringförmigem TIR-Bereich des TIR-Körpers hergestellt worden ist (d.h., nicht separat hergestellt worden ist). Der mit dem mindestens einen Abdeckungsbereich ausgerüstete TIR-Körper kann z.B. als ein Spritzgusskörper hergestellt worden sein. It is a particularly inexpensive and robust development that the at least one coverage area has been made integral with that of its annular TIR area of the TIR body (i.e., not made separately). The TIR body equipped with the at least one coverage area may be e.g. have been produced as an injection-molded body.
Der Abdeckungsbereich kann transparent oder diffus reflektierend ausgebildet sein. Ist er diffus reflektierend ausgebildet, kann er z.B. mittels eines 2-Komponenten-Spritzgussverfahrens einstückig mit dem ringförmigen TIR-Körper hergestellt werden.The coverage area may be transparent or diffuse reflective. If it is diffusely reflective, it can e.g. be produced integrally with the annular TIR body by means of a two-component injection molding process.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass ein Abdeckungsbereich ausgehend von einem Rand – insbesondere von einem bodenseitigen Rand – des ringförmigen TIR-Bereichs des TIR-Körpers in einen Innenraum des ringförmigen TIR-Bereichs gewölbt ist. Ein solcher Abdeckungsbereich kann als eine kompakte domartige Abdeckung wirken.It is a further embodiment that a cover region, starting from an edge-in particular from a bottom-side edge-of the annular TIR region of the TIR body is arched into an inner space of the annular TIR region. Such a coverage area may act as a compact dome-like cover.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Abdeckungsbereich dicht an den ringförmigen TIR-Bereich des TIR-Körpers anschließt, da sich so ein besonders wirksamer Schutz der mindestens einen Halbleiterlichtquelle umsetzen lässt. Der Abdeckungsbereich kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle dicht überwölben.It is a further development that the coverage area connects tightly to the annular TIR area of the TIR body, since in this way a particularly effective protection of the at least one semiconductor light source can be implemented. The coverage area can densely overhang the at least one semiconductor light source.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der TIR-Körper als einen Abdeckungsbereich eine lichtdurchlässige Abdeckplatte aufweist, welche die Lichtaustrittsöffnung abdeckt.It is yet another embodiment that the TIR body has as a cover region a translucent cover plate which covers the light exit opening.
Es ist eine Weiterbildung davon, dass der Abdeckungsbereich die Lichtaustrittsöffnung dicht abdeckt, was einen besonders effektiven Schutz der mindestens einen Halbleiterlichtquelle ermöglicht. Die Abdeckplatte kann dazu an den oberen Rand des ringförmigen TIR-Bereichs anschließen. Sie kann eben bzw. plan oder gewölbt sein.It is a development of the fact that the covering area tightly covers the light exit opening, which enables particularly effective protection of the at least one semiconductor light source. The cover plate can for this purpose connect to the upper edge of the annular TIR area. It can be flat or flat or curved.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Abdeckplatte von der Lichtaustrittsöffnung beabstandet ist, z.B. über dünne Abstandshalter. Dies ergibt den Vorteil, dass Licht nicht direkt aus dem ringförmigen Bereich des TIR-Körpers in die Abdeckplatte eintreten kann. Die Abdeckplatte ist also insbesondere durch einen Spalt von dem ringförmigen Bereich getrennt und nur durch lokale Abstandshalter (z.B. drei oder vier Abstandhalter) damit mechanisch verbunden. Ein solcher Abstandshalter kann einstückig hergestellt werden, z.B. als ein Spritzgussteil.It is also an embodiment that the cover plate is spaced from the light exit opening, for example via thin spacers. This provides the advantage that light can not enter the cover plate directly from the annular region of the TIR body. The cover plate is thus in particular by a gap of the annular area separated and mechanically connected only by local spacers (eg three or four spacers). Such a spacer can be made in one piece, for example as an injection molded part.
Die Abdeckplatte kann gleichzeitig als Abdeckplatte für das Gehäuse dienen, z.B. für den schalenförmigen Bereich des Gehäuses. So können Bauteile eingespart werden und eine Herstellung erleichtert werden.The cover plate can simultaneously serve as a cover plate for the housing, e.g. for the bowl-shaped area of the housing. So components can be saved and a production can be facilitated.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die TIR-Struktur in ihrer Umfangsrichtung aneinandergrenzende und in Längsrichtung parallel zueinander ausgerichtete v-förmige Längsnuten aufweist. Eine solche TIR-Struktur ist einfach herstellbar und kann einfallende Lichtstrahlen praktisch verlustfrei und in Umfangsrichtung sehr gleichmäßig reflektieren. Die Längsnuten sind also insbesondere parallel oder zumindest annähernd zu der Längsachse ausgerichtet.It is also an embodiment that the TIR structure in its circumferential direction has adjacent and in the longitudinal direction parallel to each other aligned V-shaped longitudinal grooves. Such a TIR structure is easy to produce and can reflect incident light rays virtually lossless and very uniformly in the circumferential direction. The longitudinal grooves are thus aligned in particular parallel or at least approximately to the longitudinal axis.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der ringförmige TIR-Körper eine sich – insbesondere von unten nach oben – aufweitende Grundform aufweist. Dadurch kann ein maximaler Abstrahlwinkel des aus der Lichtaustrittsfläche abgestrahlten Lichtbündels verkleinert werden. Zudem kann so eine Zahl der für einen Austritt benötigten Reflexionen an der TIR-Struktur verringert werden, was insbesondere für nahezu waagerecht abgestrahlte Lichtstrahlen vorteilhaft ist.It is also an embodiment that the annular TIR body has a - in particular from bottom to top - widening basic shape. As a result, a maximum emission angle of the light beam emitted from the light exit surface can be reduced. In addition, it is thus possible to reduce a number of reflections on the TIR structure required for emergence, which is advantageous in particular for light beams which radiate almost horizontally.
Die TIR-Struktur kann in einer Querschnittsansicht durch den ringförmigen TIR-Körper geradlinig oder gekrümmt sein. Sie kann in Bezug auf eine Längsachse des TIR-Körpers parallel oder schräg ausgerichtet sein.The TIR structure may be rectilinear or curved in a cross-sectional view through the annular TIR body. It may be parallel or oblique with respect to a longitudinal axis of the TIR body.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung ein Leuchtmodul ist.It is a development that the lighting device is a lighting module.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung eine "Light Engine" ist, d.h. eine Kombination aus mindestens einem Lichtmodul mit einer Betriebselektronik, die beispielsweise einen Treiber für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle umfassen kann.It is still a development that the lighting device is a "light engine", i. a combination of at least one light module with an operating electronics, which may comprise, for example, a driver for the at least one semiconductor light source.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung eine Lampe ist.It is also a development that the lighting device is a lamp.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Ersatz- oder Retrofitlampe ist. Diese kann als Ersatz für herkömmliche Lampen verwendet werden. Sie kann dazu beispielsweise einen Sockel aufweisen, der in übliche Lampenfassungen passt und damit analog zu herkömmlichen Sockeln ausgebildet ist.It is also an embodiment that the lighting device is a replacement or retrofit lamp. This can be used as a replacement for conventional lamps. For example, it can have a base which fits into conventional lamp sockets and is thus designed analogously to conventional sockets.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Retrofitlampe eine Glühlampen-Retrofitlampe ist und also zum Ersatz herkömmlicher Glühlampen ausgestaltet ist. Dazu kann die Glühlampen-Retrofitlampe einen z.B. Edison-Sockel oder einen Bajonett-Sockel aufweisen.It is a development that the retrofit lamp is an incandescent retrofit lamp and is therefore designed to replace conventional incandescent lamps. For this purpose, the incandescent retrofit lamp may be a e.g. Edison socket or a bayonet socket.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Retrofitlampe dazu eingerichtet ist, einen lokalisierten Leuchtbereich zu beleuchten und zum Beispiel keine isotrope Lichtabstrahlung erzeugt. Insbesondere kann die Retrofitlampe einen großen (Nenn-)Abstrahlwinkel aufweisen, der z.B. in einem Bereich zwischen 90° und 140° liegen kann, insbesondere bei ca. 120°. Eine solche Lampe kann ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "Spotlampe" bezeichnet werden. Eine solche Retrofitlampe kann beispielsweise als Ersatz für eine Halogenlampe dienen, insbesondere vom MR-Typ, z.B. vom Typ MR16.It is also an embodiment that the retrofit lamp is adapted to illuminate a localized lighting area and, for example, generates no isotropic light emission. In particular, the retrofit lamp may have a large (nominal) emission angle, e.g. may be in a range between 90 ° and 140 °, in particular at about 120 °. Such a lamp may be referred to as a "spot lamp" without restriction of generality. Such a retrofit lamp can for example serve as a replacement for a halogen lamp, in particular of the MR type, e.g. of type MR16.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Retrofitlampe als eine Retrofitlampe zum Ersatz von Lampen ausgestaltet ist, die zum Einsatz in PAR-Strahlern oder anderen Strahlern mit großen Abstrahlwinkeln geeignet sind.It is a development that the retrofit lamp is designed as a retrofit lamp to replace lamps, which are suitable for use in PAR lamps or other radiators with large beam angles.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
Die Lampe
Wie auch in Bezug auf einen Ausschnitt A genauer in
Wieder Bezug nehmend auf
Eine Innenseite
Die LED
Wie auch in
Der TIR-Körper
Der TIR-Bereich
Die vorderseitige oder oberseitige Lichtaustrittsfläche
Der TIR-Körper
Ausgehend von dem unteren oder bodenseitigen Rand
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiments, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.Generally, "on", "an", etc. may be taken to mean a singular or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., unless this is explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one", etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.Also, a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lampe lamp
- 22
- Gehäuse casing
- 33
- Sockel base
- 44
- LED LED
- 55
- Schalenförmiger Bereich Cup-shaped area
- 66
- Bodenfläche floor area
- 77
- Rand edge
- 88th
- TIR-Körper TIR body
- 99
- Innenseite des TIR-Körpers Inside of the TIR body
- 1010
- Außenseite des TIR-Körpers Outside of the TIR body
- 1111
- TIR-Struktur TIR structure
- 1212
- Längsnut longitudinal groove
- 1313
- Lichtaustrittsöffnung Light opening
- 1414
- Untere Deckfläche des TIR-Körpers Lower cover surface of the TIR body
- 1818
- TIR-Körper TIR body
- 1919
- Ringförmiger TIR-Bereich Annular TIR area
- 2020
- Unterer Rand des TIR-Körpers Lower edge of the TIR body
- 2121
- Spalt gap
- 2222
- Abdeckplatte cover
- 2323
- Spalt gap
- 2424
- Abstandshalter spacer
- 2828
- TIR-Körper TIR body
- 2929
- TIR-Bereich TIR area
- 3030
- Abdeckungsbereich coverage area
- 101101
- Lampe lamp
- AA
- Ausschnitt neckline
- LL
- Licht light
- SS
- Längsachse longitudinal axis
- xx
- Körperfeste Achse der LED Solid axis of the LED
- yy
- Körperfeste Achse der LED Solid axis of the LED
- zz
- Optische Achse Optical axis
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015209911.3A DE102015209911A1 (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Lighting device with semiconductor light source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015209911.3A DE102015209911A1 (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Lighting device with semiconductor light source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015209911A1 true DE102015209911A1 (en) | 2016-12-01 |
Family
ID=57281652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015209911.3A Pending DE102015209911A1 (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Lighting device with semiconductor light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015209911A1 (en) |
Citations (5)
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-
2015
- 2015-05-29 DE DE102015209911.3A patent/DE102015209911A1/en active Pending
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Representative=s name: LANCHAVA, BAKURI, DR. RER. NAT., DE |
|
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