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Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit einem Sockel zur Befestigung und Stromversorgung, sowie mit lichtemittierenden Dioden (LED), die in einem mit dem Sockel verbundenen Glas- und/oder Kunststoffkolben angeordnet sind, wobei die LED's des Leuchtmittels mittels eines Schaltkreises mit Netzwerkmodul ansteuerbar sind.
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Derartige Leuchtmittel sind bereits in den verschiedensten Ausführungen bekannt. So hat man bereits Leuchtmittel der eingangs erwähnten Art geschaffen, die im Inneren eines umhüllenden und mit einem Sockel verbundenen Glaskolbens mit lichtemittierenden Dioden, sogenannten LED's, ausgestattet sind. Um das von dem Leuchtmittel ausgestrahlte Licht wahlweise auch in einer von mehreren, wahlweise zur Verfügung stehenden Farben ausstrahlen zu lassen, weisen die vorbekannten Leuchtmittel der eingangs erwähnten Art auch einen in das Leuchtmittel integrierten Schaltkreis mit Netzwerkmodul zur drahtlosen Ansteuerung und Aktivierung der im Leuchtmittel vorgesehenen LED's auf. Solche modernen smarten LED-Leuchtmittel (Glühbirnen) nach dem Stand der Technik besitzen regelmäßig einen Sockel zur Befestigung und Stromversorgung, einen die lichtemittierenden Dioden (LED's) schützenden und als birnenförmiger Glaskolben ausgebildeten kugelförmigen Diffusor sowie einen Schaltkreis mit Netzwerkmodul, welcher es erlaubt, die im Leuchtmittel vorgesehenen LED's über eine Fernbedienung oder eine App mit dem Handy zu steuern, um auf diese Weise die Helligkeit und die Farbe des Leuchtmittels kontrollieren zu können.
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Nachteil solcher vorbekannter Lösungen ist, dass das vom Leuchtmittel emittierte Licht in einer festgelegten Richtung abgestrahlt wird. Das richtungsbestimmte Emittieren von Licht in einer bestimmten Farbe oder Intensität in verschiedene Richtungen ist nicht mit dem Leuchtmittel selbst kontrollierbar; vielmehr kann die Richtung der Lichtstrahlen allenfalls durch die Leuchte selbst verändert oder gezielt ausgerichtet werden.
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Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Leuchtmittel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die gezielte Ausrichtung des emittierten Lichts, gegebenenfalls auch in unterschiedliche Richtungen und insbesondere in gegensätzliche Richtung, beispielsweise nach unten und/oder nach oben, auch ohne eine speziell konstruierte Leuchte erlaubt.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Leuchtmittel der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass zumindest zwei LED's oder zumindest zwei Gruppen von LED's ihr Licht in unterschiedliche Richtungen ausstrahlen und dass diese zumindest zwei LED's oder diese zumindest zwei Gruppen von LED's getrennt und unabhängig voneinander ansteuerbar und aktivierbar sind.
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Das erfindungsgemäße Leuchtmittel weist einen Sockel zur Befestigung und Stromversorgung auf. Mit diesem Sockel kann das erfindungsgemäße Leuchtmittel in die Fassung einer Leuchte eingeschraubt oder eingedreht werden, welche Fassung die Verbindung mit dem Stromnetz oder dergleichen Stromquelle herstellt. Im erfindungsgemäßen Leuchtmittel sind lichtemittierende Dioden vorgesehen, die innerhalb eines mit dem Sockel verbundenen Glas- und/oder Kunststoffkolbens angeordnet sind, welcher gegebenenfalls auch zwei- oder mehrteilige Glas- oder Kunststoffkolben auch als mechanischer Schutz und/oder als Diffusor für das vom Leuchtmittel emittierte Licht dienen kann. Dabei sind die LED's des erfindungsgemäßen Leuchtmittels mittels eines Schaltkreises mit Netzwerkmodul drahtlos ansteuerbar, wobei der Schaltkreis und sein Netzwerkmodul in das erfindungsgemäße Leuchtmittel integriert sind. Das erfindungsgemäße Leichtmittel weist zumindest zwei LED's oder zumindest zwei Gruppen von LED's auf, die ihr Licht in unterschiedliche Richtungen ausstrahlen. Dabei sind diese zumindest zwei LED's oder diese zumindest zwei Gruppen von LED's getrennt und unabhängig voneinander ansteuerbar und aktivierbar, sodass eine Ausrichtung des Lichts wahlweise und unabhängig von der verwendeten Leuchte erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Leuchtmittel ist in der Lage, einzelne LED's oder Gruppierungen von LED's innerhalb des Leuchtmittels individuell anzusteuern. Dabei kann das erfindungsgemäße Leuchtmittel zumindest zwei LED's oder zumindest zwei Gruppen von LED's aufweisen, die wahlweise Warmlicht oder Kaltlicht anbieten und/oder als RGB-LED, welches die drei beliebig kombinierbaren Hauptfarben rot, grün und blau eines additiven Farbsystems anbietet, oder mit einer beliebigen Kombination dieser Möglichkeiten ausgestaltet sind. Jede LED oder jede Gruppe von LED's strahlt dabei das Licht in eine andere Richtung ab. Die LED's müssen hierzu nicht zwingend in eine bestimmte Richtung orientiert sein, - vielmehr kann auch ein Linsensystem und/oder zumindest ein Reflektor genutzt werden. Zusammen mit einer dem erfindungsgemäßen Leuchtmittel zusammenwirkenden Fernbedienung oder einer App kann der Nutzer den Raum durch die einzeln kontrollierbaren LED's oder die einzeln ansteuerbaren Gruppen von LED's unterschiedlich beleuchten und dabei die Beleuchtungsintensität und Lichtfarbe jeder angeleuchteten Sektion bestimmen. So kann beispielsweise eine nach oben abstrahlende LED oder eine nach oben abstrahlende Gruppe von LED's Warmlicht, Kaltlicht oder einen RGB-Farbwechsel anbieten, während eine nach unten abstrahlende LED oder eine nach unten abstrahlende Gruppe von LED's des erfindungsgemäßen Leuchtmittels beispielsweise Warmlicht oder Kaltlicht ausstrahlt. Der Anzahl der LED's oder Gruppen von LED's und der Anzahl der angeleuchteten Sektionen sind keine Grenzen gesetzt, jedoch sind mindestens zwei LED's, zwei Gruppen von LED's oder zwei, vom Leuchtmittel wahlweise angeleuchtete Sektionen sinnvoll.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung, die dem Nutzer verschiedene Möglichkeiten bietet, sieht vor, dass der Schaltkreis wenigstens drei Schaltstufen oder -stellungen hat und dass in einer ersten Schaltstufe oder -stellung die eine der LED's oder die eine Gruppe der LED's, in einer zweiten Schaltstufe oder -stellung die andere der LED's oder die andere Gruppe der LED's, und in einer dritten Schaltstufe oder -stellung zumindest diese beiden LED's oder zumindest diese beiden Gruppen von LED's aktivierbar sind. So kann beispielsweise auch das erfindungsgemäße Leuchtmittel nach unten und/oder nach oben in einer ersten Schaltstufe oder - stellung Warmlicht, in einer zweiten Schaltstufe oder - stellung Kaltlicht und in einer dritten Schaltstufe oder - stellung einen RGB-Farbwechsel aktivieren.
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Die dem Nutzer des erfindungsgemäßen Leuchtmittels zur Verfügung stehenden Wahlmöglichkeiten werden noch zusätzlich erhöht, wenn für wenigstens eine der LED's oder für wenigstens eine der Gruppen von LED's individuell die Lichtfarbe und/oder die Lichtintensität veränderbar ist.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, müssen die verschiedenen LED's oder die verschiedenen Gruppen von LED's nicht in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein; vielmehr kann die Strahlrichtung des von den LED's oder den Gruppen von LED's ausgestrahlten Lichts auch durch Reflektoren und/oder Linsen festgelegt werden. Bei einer solchen vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels ist die Ausstrahlrichtung zumindest einer der LED's oder zumindest einer der Gruppen von LED's mittels wenigstens eines Reflektors und/oder mittels wenigstens einer Linse festgelegt.
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Um deutlich differenzierbare Sektionen des vom erfindungsgemäßen Leuchtmittel angestrahlten Lichtfeldes zu schaffen, kann es vorteilhaft sein, wenn das Leuchtmittel mindestens einen Reflektor und/oder wenigstens eine Linse hat, um die Ausstrahlrichtung der LED's oder Gruppen von LED's ohne Überlappung der einzelnen beleuchteten Sektionen voneinander zu separieren.
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Zusätzlich oder stattdessen kann es auch vorteilhaft sein, wenn das Leuchtmittel zumindest ein lichtabschirmendes Element aufweist, um die einzelnen beleuchteten Sektionen voneinander zu trennen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der das Netzwerkmodul aufweisende Schaltkreis mittels einer drahtlosen Fernbedienung, insbesondere mittels eines Steuerungspanels und/oder einer Smartphone-App, ansteuerbar ist.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Leuchtmittel zumindest zwei Gruppen von LED's aufweist, von denen eine erste Gruppe von LED's positiv axial Licht abstrahlt und eine zweite Gruppe negativ axial Licht ausstrahlt. Während also die eine Gruppe von LED's ihre Lichtstrahlen bodenwärts emittieren kann, um beispielsweise eine unterhalb des Leuchtmittels befindliche Arbeits- oder Tischfläche zu beleuchten, kann eine andere, zweite Gruppe von LED's in die gegengesetzte Richtung zur Decke hin Licht emittieren, um auf diese Weise eine angenehme indirekte Beleuchtung zu erzeugen.
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Möglich ist auch, dass das Leuchtmittel eine dritte Gruppe von LED's hat, die radial Licht ausstrahlt und die somit das Umfeld des Leuchtmittels und insbesondere den Raum großflächig ausleuchtet.
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Dabei sieht eine weiterbildende Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die dritte, radial lichtausstrahlende Gruppe von LED's in Untersektionen unterteilt ist, welche Untersektionen getrennt voneinander ansteuerbar und aktivierbar sind. Auf diese Weise lässt sich das Leuchtmittel an die anzuleuchtenden Sektionen im Raum gut anpassen und dem Nutzer werden weitere Möglichkeiten zur Lichtgestaltung angeboten.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass eine erste, nach oben abstrahlende Gruppe von LED's auf einer Ringplatine angeordnet ist. Dabei strahlen die auf der Ringplatine gegebenenfalls in Untersektionen angeordneten LED's in Richtung zur Decke hin ab.
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Bei einer solchen Ausführungsform, bei der die nach oben abstrahlenden LED's auf einer Ringplatine angeordnet sind, kann es vorteilhaft sein, wenn die Ringplatine einen kegel- oder kegelstumpfförmigen LED-Träger umgibt, der im Inneren seiner Kegel- oder Kegelstumpfform eine nach unten abstrahlende zweite LED oder zweite Gruppe von LED's trägt.
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Weiterbildungen gemäß der Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einschließlich der Ansprüche sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 ein Leuchtmittel mit einem Sockel zur Befestigung und Stromversorgung sowie mit lichtemittierenden Dioden, die in einem mit dem Sockel verbundenen Glaskolben angeordnet sind, wobei die LED's des Leuchtmittels mittels eines Schaltkreises mit Netzwerkmodul drahtlos ansteuerbar sind und wobei zumindest zwei LED's oder zumindest zwei Gruppen von LED's ihr Licht in unterschiedliche Richtungen ausstrahlen, wobei diese zumindest zwei LED's oder diese zumindest zwei Gruppen von LED's getrennt oder unabhängig voneinander ansteuerbar und aktivierbar sind,
- 2 den inneren Aufbau des in 1 gezeigten Leuchtmittels in einem Schaltschema,
- 3 ein dem Leuchtmittel gemäß den 1 und 2 zugeordnetes Smartphone, auf welchem Smartphone das Leuchtmittel über eine App drahtlos fernbedienbar ist, und
- 4 den Funktionsablauf beim Ansteuern des in den 1 und 2 gezeigten Leuchtmittels in einer schematischen Darstellung.
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In 1 ist ein als Glühlampe ausgebildetes Leuchtmittel 1 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Das Leuchtmittel 1 hat einen Sockel 2, der zur Befestigung und zur Versorgung mit elektrischer Energie dient. Das Leuchtmittel 1 kann mit Hilfe des Sockels 2 in die Fassung einer hier nicht weiter gezeigten Leuchte eingeschraubt werden. Dabei wird das Leuchtmittel 1 über die mit dem Stromnetz oder dergleichen Stromquelle verbundene Fassung mit elektrischer Energie versorgt. Die zugeführte elektrische Energie wird von Wechselstrom in Gleichstrom mit niedrigerem Spannungsniveau innerhalb des Leuchtmittels 1 umgewandelt (AC-DC-Netzteil im Leuchtmittel 1). Die umgewandelte elektrische Energie wird zur Versorgung der LED-Treiber und für die Versorgung eines in das Leuchtmittel 1 integrierten und als Mikrocontroller ausgebildeten Schaltkreises genutzt.
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Das Leuchtmittel 1 weist lichtemittierende Dioden 3, 4 auf, die in einem mit dem Sockel 2 verbundenen Kolben 5 geschützt angeordnet sind. Der Kolben 5 kann als Glas- und/oder Kunststoffkolben ausgestaltet und gegebenenfalls auch zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein, um den Einbau der Bestandteile des Leuchtmittels 1 im Kolben zu erleichtern.
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Die im Leuchtmittel 1 vorgesehenen LED's 3, 4 sind mittels dem Schaltkreis drahtlos ansteuerbar. Der hier als Mikrocontroller ausgebildete Schaltkreis weist dazu auch ein Netzwerkmodul auf, über das der Schaltkreis die Informationen zum gewünschten Zustand des Leuchtmittels erhält und dementsprechend die LED-Treiber mit den zugeordneten verschiedenen LED's oder Gruppen von LED's für die entsprechenden anzuleuchtenden Sektionen ansteuert. Der Schaltkreis kümmert sich in Verbindung mit seinem Netzwerkmodul darum, die Netzwerk-Verbindung des Leuchtmittels zu dem außerhalb des Leuchtmittels 1 befindlichen Bedienteil aufzubauen und aufrecht zu erhalten.
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Anstatt der hier beschriebenen LED-Treiber- oder LED-Gruppen-Struktur kann alternativ auch auf adressierbare LED's zugegriffen werden. Dabei besitzt jede LED 3, 4 einen individuellen Treiber und kann somit individuell angesteuert werden.
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In der schematischen Darstellung des inneren Aufbaus des Leuchtmittels 1 gemäß 2 ist erkennbar, dass die adressierbaren LED's einer jeder Gruppe von LED's jeweils mit der Datenleitung in Reihe verschaltet sind. Jede Gruppe von LED's 3, 4 ist somit individuell mit dem als Mikrocontroller ausgebildeten Schaltkreis verbunden, wodurch sich unterschiedliche Arten von adressierbaren LED's für jede Gruppe verwenden lassen.
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Alternativ kann auch nur eine Verbindung der adressierbaren LED's zum Schaltkreis bestehen und die Datenleitung der LED's ist ebenfalls von Gruppe zu Gruppe der LED's 3, 4 seriell miteinander verbunden. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass die Definition einer Gruppe von LED's 3, 4 im Schaltkreis definiert werden kann und somit unabhängig von der verwendeten Hardware ist.
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Die Steuerung des Leuchtmittels 1 wird durch ein Mensch-Maschinen-Interface realisiert. Dabei wird das Interface je nach Ausführung über ein Kabel und vorzugsweise kabellos über das im Schaltkreis vorgesehene Netzwerkmodul verbunden.
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Als Mensch-Maschinen-Interface kann ein Smartphone, Tablet oder Computer mit entsprechender Applikation (App) dienen. Auch eine spezielle Fernbedienung oder ein spezielles Steuerpanel, wie es bei SMARTHome-Anwendungen Verwendung findet, sind für die Steuerung des Leuchtmittels 1 denkbar.
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Der Nutzer kann den gewünschten Zustand der im Leuchtmittel 1 vorgesehenen LED's über das entsprechend gegebene Interface einstellen. Der vorzugsweise als Mikrocontroller ausgebildete Schaltkreis verarbeitet die Informationen und sendet diese mittels dem integrierten Netzwerkmodul zum Leuchtmittel 1, welches entsprechend der Anweisung des Nutzers die Farbe und Helligkeit der einzelnen Gruppen von LED's 3, 4 entsprechend anpasst.
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In 3 ist angedeutet, wie mit Hilfe eines üblichen Smartphones und der auf dieses Smartphone gespeicherten Applikation das Leuchtmittel 1 und die darin vorgesehenen LED's oder Gruppen von LED's 3, 4 wahlweise angesteuert und aktiviert werden können. In 4 ist der vereinfachte logische Ablauf des Steuerungsprogramms bei der Inbenutzungnahme des Leuchtmittels 1 veranschaulicht:
- 1. Beim Einschalten der Leuchte, welche mit dem Leuchtmittel 1 ausgestaltet ist, wird der zuletzt eingestellte Zustand des Leuchtmittels 1 geladen und entsprechend von dem als Schaltkreis dienenden Mikrocontroller eingestellt.
- 2. Das im Schaltkreis des Leuchtmittels vorgesehene Netzwerkmodul stellt die Verbindung zum Bedienteil her, welches für die Steuerung des Leuchtmittels verwendet wird. Dieses Bedienteil kann beispielsweise das in 3 gezeigte Smartphone mit entsprechender Applikation sein.
- 3. Anschließend wird auf neue Befehle gewartet.
- 4. Wird ein neuer Befehl empfangen, ändert der im Leuchtmittel 1 vorgesehene Schaltkreis entsprechend dem Befehl den Zustand des Leuchtmittels und der in ihm vorgesehenen LED's oder Gruppen von LED's 3, 4. Nach Vollendung des Befehls wird anschließend wieder auf einen neuen Befehl des Nutzers gewartet.
- 5. Beim Ausschalten der Leuchte wird der zuletzt eingestellte Zustand des Leuchtmittels 1 gespeichert, um beim späteren Einschalten wieder geladen werden zu können.
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Neben dem vereinfacht beschriebenen Ablauf wird von dem Steuerungsprogramm auch die Netzwerkadresse, der Name und andere relevante Daten gespeichert und verwaltet. Ebenfalls sollte eine Reset-Funktion integriert sein.
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Um das Licht der im Leuchtmittel 1 befindlichen LED's in verschiedene Richtungen im Raum auszustrahlen, sind unterschiedliche Lösungen denkbar. So lassen sich unterschiedliche Strahlrichtungen durch die verschiedenen Orientierungen der verwendeten LED's realisieren. Bei einer solchen einfachen Ausführung kann auf die Verwendung von optischen Elementen, wie beispielsweise Lichtleitern, Linsen oder Reflektoren verzichtet werden.
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Möglich ist aber auch, die Strahlrichtung der LED's durch optische Elemente, wie beispielsweise Lichtleiter, Linsen oder Reflektoren festzulegen. Nachteilig ist hier jedoch eventuell die recht aufwendige Installation der einzelnen LED's.
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Zusätzlich oder stattdessen können die LED's auch flach auf einer Leiterplatte, beispielsweise einer Ringplatine, verlötet werden. Das Licht wird anschließend durch optische Elemente in die entsprechende Sektion des Raums gelenkt. Bevorzugt wird eine Ausführung, bei der die Orientierung des Lichtes durch Verwendung von optischen Elementen erfolgt. Auch ist eine Kombination von LED's und Gruppen von LED's möglich, bei denen einzelne LED's oder zumindest eine Gruppe von LED's in die eine Strahlrichtung ausstrahlt, während demgegenüber die Strahlrichtung wenigstens einer anderen LED oder wenigstens einer anderen Gruppe von LED's durch die Verwendung der oben beschriebenen optischen Elemente bestimmt wird.
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Je nach Ausführung kann ein Überlappen beziehungsweise Verschmelzen der einzelnen ausgeleuchteten Sektionen nicht komplett verhindert werden. Um eine deutlichere Abgrenzung der einzelnen, vom Leuchtmittel 1 ausleuchtbaren Sektionen zu ermöglichen, können abschirmende Elemente verwendet werden, welche lichtundurchlässig sind und welche eine deutliche Abgrenzung der ausgeleuchteten Sektionen im Raum erlauben.
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Das Leuchtmittel 1, das Licht in verschiedene Richtungen mit unterschiedlicher Farbe und Helligkeit emittieren kann, kann unter anderem in verschiedenen Leuchten, wie beispielsweise in Wandleuchten, Stehleuchten, Tischleuchten, Deckenleuchten oder Hängeleuchten verwendet werden. Wie anhand der in 1 beispielhaft gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels 1 gezeigt ist, ist dort eine erste, nach oben abstrahlende Gruppe von LED's 3 auf einer Ringplatine 6 angeordnet. Die auf der dem Sockel 2 abgewandten inneren Stirnfläche des Glaskolbens 5 angeordnete Ringplatine umgibt einen hier kegelstumpfförmigen LED-Träger 7, der im Inneren des Glaskolbens 5 unverrückbar gehalten ist. Dieser LED-Träger 7 weist im Inneren seiner auch zur Entblendung dienenden Kegelstumpfform eine nach unten abstrahlende zweite LED 4 oder zweite Gruppe von LED's 4 auf. Dabei kann der LED-Träger 7 außen- und/oder innenumfangsseitig mit einer spiegelnden Oberflächenschicht bedampft oder als Reflektor ausgebildet sein. Während nun diese zweite LED 4 oder diese zweite Gruppe von LED's 4 nach unten abstrahlt und zum Ausleuchten einer Tisch- oder Arbeitsfläche benutzt werden kann, kann mit Hilfe der nach oben abstrahlenden Gruppe von LED's 3 eine stimmungsvolle indirekte Beleuchtung im Raum erzeugt werden. Die hier beispielhaft gezeigte Ausführung des Leuchtmittels 1 bietet dem Nutzer daher verschiedene Wahlmöglichkeiten, um das Licht auch unabhängig von der verwendeten Leuchte in verschiedene Sektionen des Raumes zu emittieren und um je nach Bedürfnis unterschiedliche Lichtsituation zu erzeugen.
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Der hier kegelstumpfförmige Träger 7 ist auf seiner dem Sockel 2 abgewandten Stirnseite offen ausgebildet. Demgegenüber ist an der dem Sockel 2 zugewandten und mit der kleineren Querschnittsfläche ausgestatteten Stirnseite des Trägers 7 innenseitig die zumindest eine LED 4 angeordnet. Um das von der LED 4 oder der Gruppe von LED's 4 ausgestrahlte Licht konzentriert nach unten ausstrahlen und gezielt zur Ausleuchtung einer Arbeits- oder Tischfläche zu nutzen, ist es zweckmäßig, wenn der LED-Träger 7 am Umfang seiner Kegel- oder Kegelstumpfform innenseitig eine reflektierende und als Reflektor dienende Oberfläche hat.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leuchtmittel
- 2
- Sockel
- 3
- (nach oben abstrahlende) LED oder LED's
- 4
- (nach unten abstrahlende) LED oder LED's
- 5
- Glaskolben
- 6
- Ringplatine
- 7
- LED-Träger