DE112012003515T5

DE112012003515T5 - LED-Lampe mit lichtdiffundierender Struktur

Info

Publication number: DE112012003515T5
Application number: DE112012003515.1T
Authority: DE
Inventors: Sidney Chun Kit Chu; Oon Siang Ling; Low Kean Choong; Chew Tong Fatt
Original assignee: GT Biomescilt Light Ltd
Current assignee: GT Biomescilt Light Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-05-08
Also published as: WO2013027116A1; US8678611B2; US20130050998A1

Abstract

Eine LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED) beinhaltet eine Röhre, die ein transparentes erstes Teilstück und ein opakes zweites Teilstück aufweist. Eine LED ist innerhalb der Röhre angeordnet. Das zweite Teilstück weist eine innere Oberfläche auf, die eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert wird. Die LED ist derart angeordnet, dass eine Gesamtmenge von direktem Licht von der LED zu dem ersten Teilstück kleiner als eine Gesamtmenge von indirektem Licht ist, das auf das erste Teilstück als Ergebnis einer Reflexion durch das zweite Teilstück einfällt (das heißt gestreutes oder diffundiertes Licht). Die LED ist derart angeordnet, dass eine Lichtachse der LED hin zu der inneren Oberfläche des zweiten Teilstückes weist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED) (Lichtröhre). Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine LED-Lampe, die lichtdiffundierende Strukturen beinhaltet, um zu verhindern, dass direktes Licht von den LEDs nach außerhalb der Lampe emittiert wird, wodurch eine Blendung verringert wird.
Hintergrund
In jüngster Zeit ist eine LED-Lichtröhre (lichtemittierende Diode LED) als Ersatz für eine Fluoreszenzlichtröhre aufgrund ihres niedrigen Energieverbrauches und ihrer Langlebigkeitseigenschaften entwickelt und verbreitet worden. 1 zeigt einen Aufbau einer herkömmlichen LED-Lichtröhre. Die LED-Lichtröhre 100 beinhaltet eine Mehrzahl von LEDs 101 und eine Leiterplatte (Printed Circuit Board PCB) 103, auf der die Mehrzahl von LEDs 101 angeordnet ist. Eine Aluminiumröhrenabdeckung 105 bildet eine untere Hälfte der LED-Lichtröhre, während eine transparente Kunststoffröhrenabdeckung 107 eine obere Hälfte der LED-Lichtröhre bildet. Die LED-Lichtröhre 100 beinhaltet des Weiteren eine LED-Treiberschaltung 109, die üblicherweise unter der Leiterplatte 103 angeordnet ist, sowie zwei Endkappen 111 mit Doppelstiften bzw. Bi-Pins 113 für einen elektrischen Kontakt.
2 zeigt eine Querschnittsansicht der herkömmlichen LED-Lichtröhre 100 gemäß Darstellung in 1. Die Leiterplatte 103 ist in Rillen 121 geschlitzt, die an der Innenseite der Röhre beispielsweise innerhalb der Aluminiumröhrenabdeckung 105 ausgebildet sind. Wie in 2 gezeigt ist, sind die LEDs 101 nach oben angeordnet, sodass von den LEDs 101 emittiertes Licht die transparente Kunststoffröhrenabdeckung 107 direkt erreicht und durch die transparente Kunststoffröhrenabdeckung 107 nach außerhalb der LED-Lichtröhre 100 gelangt.
Bei vorbeschriebenem Aufbau der herkömmlichen LED-Lichtröhre wird jedoch eine „Blendung” („glare”) zu einem der Probleme. Eine Blendung wird verursacht, wenn eine helle Lichtquelle im Vordergrund vorhanden ist und eine Überlagerung im Hintergrund mit einer niedrigeren Helligkeit auftritt. Da die Augen zu Anfang an den Hintergrund mit niedriger Helligkeit angepasst sind, erzeugt der Kontrast gegen die helle Lichtquelle eine optische Unannehmlichkeit oder eine optische Behinderung für die Augen.
3 zeigt die Blendung, die von der Lampe 131, beispielsweise einer fluoreszenten Lampenröhre oder Glühbirne mit einem Schirm verursacht wird. Zur Verringerung der Blendung in einer herkömmlichen Lichtquelle wurde ein Lampenschirm 133 oder eine Jalousie 135 verwendet, um einen abrupten Abschneidewinkel von der Glühbirne oder Röhre bereitzustellen. Der Abschneidewinkel „a” ist oftmals derart eingestellt, dass er Licht ab 45° aufwärts abrupt abschneidet. Bei Position 1 von 3 wird der Beobachter 137 von weitem von der Glühbirne durch den Schirm 133 abgeschirmt, wohingegen bei Position 2, wenn der Beobachter 137 näher an den Abschneidewinkel „a” herankommt, der Beobachter 137 plötzlich die Glühbirne direkt sieht. Bei Position 3 nimmt der Beobachter 137 die direkte Blendung wahr, wenn der Beobachter 137 unvermittelt den Kopf nach oben hebt, während er unter der Lampe 131 hindurchgeht. Wird die herkömmliche LED-Lichtröhre mit der transparenten Abdeckung, wie sie in 1 und 2 gezeigt ist, als Lampe 131 verwendet, so ist von den LEDs emittiertes Licht von weitem im Vergleich zur Lampe mit einem Schirm oder einer Jalousie sogar bei einem nahezu horizontalen Winkel stärker sichtbar, was eine unangenehme Blendung verursacht.
Um das Problem mit der Blendung zu lösen, wurden bei der herkömmlichen LED-Lichtröhre eine halbtransparente Kunststoffabdeckung oder prismatische Eigenschaften verwendet, die das Licht dispergieren, wenn es durch die Abdeckung gelangt. Eine derartige halbtransparente Abdeckung oder prismatisch strukturierte Abdeckung absorbiert jedoch eine merkliche Lichtmenge, wodurch die gesamte Lumen-/Watt-Effizienz der LED-Lichtröhre verringert wird.
Die Wärmeableitung von den LEDs ist ein weiteres Problem bei der herkömmlichen LED-Lichtröhre. Bei der herkömmlichen LED-Lichtröhre 100 wird die in den LEDs 101 erzeugte Wärme von den LEDs 100 weg durch die Leiterplatte 103 hindurch zu den Rillen 121 der Aluminiumröhrenabdeckung 105, wie in 2 gezeigt ist, abgeleitet. Von der Aluminiumröhrenabdeckung 105 wie auch der Kunststoffröhrenabdeckung 107 aus wird die Wärme mittels externer Konvektion abgeleitet. Da der Wärmeableitweg von den LEDs zu der Aluminiumröhrenabdeckung 105 lang ist, ist die Effizienz der Wärmeableitung bei einer herkömmlichen LED-Lichtröhre nicht ausreichend.
Darüber hinaus beinhaltet eine Treiberschaltung 109 für die LEDs der herkömmlichen LED-Lichtröhre üblicherweise eine Energieversorgung im Schaltmodus (Switched Mode Power Supply SMPS) mit einer Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Wandlungsfunktion bei hoher Frequenz und mit einer niedrigen Spannungsausgabe zusammen mit anderen Komponenten. Als solches wird die Größe der Treiberschaltung 109 in der herkömmlichen LED-Lichtröhre derart groß, dass sie in einem Raum zwischen der Leiterplatte 103 und der Aluminiumabdeckungsröhre 105 (siehe 2) befindlich sein muss. Da die Treiberschaltung 109 unter der Leiterplatte 103 befindlich ist, wird eine Hälfte der Röhre nicht effektiv verwendet.
Entsprechend besteht Bedarf an einer LED-Lichtröhre, die eine unangenehme Blendung unterdrücken und eine bessere Wärmeableiteffizienz erreichen kann, bei der ein oder mehrere der vorbeschriebenen Probleme gelöst sind.
Zusammenfassung
Um eines oder mehrere der vorbeschriebenen Probleme im Zusammenhang mit der herkömmlichen LED-Lichtröhre zu lösen, zielt die vorliegende Offenbarung auf die Notwendigkeiten einer Verhinderung der Blendung in der LED-Lichtröhre und eines Erreichens einer besseren Wärmeableitung ab. Eine LED-Lichtröhre der vorliegenden Offenbarung verringert die Blendung durch Abschirmen eines Großteils des von den LEDs stammenden direkten Lichtes von dem Beobachter und durch Extrahieren von diffundiertem Licht von der LED-Lichtröhre, das an der inneren Oberfläche der LED-Lichtröhre gestreut wird.
Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst eine LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED) eine Röhre, die ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück aufweist, und LEDs, die innerhalb der Röhre angeordnet sind. Das erste Teilstück ist in Bezug auf von der LED emittiertes LED-Licht transparent oder im Wesentlichen transparent, und das zweite Teilstück ist in Bezug auf das LED-Licht opak und weist eine innere Oberfläche auf, die eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert wird, das heißt, das LED-Licht wird bei der Reflexion an der inneren Oberfläche gestreut oder diffundiert. Die LEDs sind derart angeordnet, dass eine Gesamtmenge von direktem Licht von den LEDs zu dem ersten Teilstück kleiner als eine Gesamtmenge von indirektem Licht ist, das auf das erste Teilstück als Ergebnis einer Reflexion durch das zweite Teilstück (das heißt gestreutes oder diffundiertes Licht) und/oder andere Abschnitten innerhalb der Röhre einfällt. Bei der vorbeschriebenen LED-Lampe kann das erste Teilstück eine erste Halbröhre sein, und es kann das zweite Teilstück eine zweite Halbröhre sein.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen ist eine Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf das von den LEDs emittierte Licht 80% oder mehr (das heißt transparent oder im Wesentlichen transparent). Alternativ ist die Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf das von den LEDs emittierte Licht von 40% bis 80% (das heißt halbtransparent).
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen bestehen die ersten und zweiten Halbröhren aus einem Kunststoffmaterial. Bei einer Alternative kann die erste Halbröhre aus einem Kunststoffmaterial bestehen, und die zweite Halbröhre kann aus einem Metallmaterial, so beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bestehen. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung können als Lage vorgesehen sein, die an der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre angeordnet ist, die beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen bilden die ersten und zweiten Halbröhren (oder die ersten und zweiten Teilstücke) einen zusammenhängenden Raum, der eine Lichtmischkammer zum Mischen des direkten Lichtes und des indirektem Lichtes bereitstellt.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen weist wenigstens eine von der ersten Halbröhre und der zweiten Halbröhre (oder den ersten und zweiten Teilstücken) eine rinnenartige (gutter-like) Form mit einem halbrunden Querschnitt auf.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen weisen die erste Halbröhre und die zweite Halbröhre (oder die ersten und zweiten Teilstücke) zwei erste Eingriffsabschnitte beziehungsweise zwei zweite Eingriffsabschnitte zur Ineingriffnahme der ersten Halbröhre und der zweiten Halbröhre zur Bildung der Röhre auf. Die jeweiligen zweiten Eingriffsabschnitte erstrecken sich hin zu der Innenseite der Röhre, und die LEDs sind an wenigstens einem der zweiten Eingriffsabschnitte angeordnet. Die Mehrzahl von LEDs kann jeweils an den zwei zweiten Eingriffsabschnitten angeordnet sein.
Sind die LEDs an der Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes angeordnet, so ist ein Winkel, der kleiner als die Winkel zwischen einer Normallinie der Oberfläche und einer Horizontallinie ist, 45° oder mehr und 90° oder weniger. Man beachte, dass die Horizontallinie eine Linie ist, die zwischen den beiden ersten Eingriffsabschnitten (oder den beiden zweiten Eingriffsabschnitten) gezogen ist.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen beinhaltet die zweite Halbröhre einen Wärmeableitabschnitt, der an einer äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre angeordnet ist. Der Wärmeableitabschnitt kann eine Rippe beinhalten, die sich von der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre aus erstreckt. Der Wärmeableitabschnitt kann an einer gesamten äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre angeordnet sein. Der Wärmeableitabschnitt kann an wenigstens einem Teil der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre entsprechend einem der zweiten Eingriffsabschnitte angeordnet sein.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen weist wenigstens einer der zweiten Eingriffsabschnitte einen U-förmigen Abschnitt auf, und der Wärmeableitabschnitt ist an einem Innenseitenabschnitt des U-förmigen Abschnittes angeordnet.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen ist die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre mit weißem Farbstoff beschichtet. Der weiße Farbstoff beinhaltet wenigstens eines von Bariumsulfat, Zinkoxid und Titanoxid. Zusätzlich oder als Alternative kann die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre mit einer lichtdiffusionsfähigen Schicht bedeckt sein. Zusätzlich oder als Alternative kann die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre derart texturiert sein, dass das LED-Licht diffus reflektiert wird.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen weist wenigstens oder lediglich ein runder Abschnitt der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre die lichtdiffusionsfähige Struktur gemäß vorstehender Beschreibung auf. Wenigstens ein Abschnitt der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre, zu dem hin das LED-Licht direkt ausgestrahlt wird, weist die lichtdiffusionsfähige Oberfläche auf. Eine Gesamtheit der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre kann die lichtdiffusionsfähige Oberfläche sein.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen sind die LEDs auf einer Leiterplatte montiert. Die Leiterplatte ist an der Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes angeordnet. Die Mehrzahl von LEDs kann an einer oder mehreren Leiterplatten montiert sein.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen beinhalten die LEDs LEDs verschiedener Farbe oder LEDs verschiedener Farbtemperatur.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen umfasst die LED-Lampe des Weiteren eine LED-Treiberschaltung, die eine strombegrenzende Diode beinhaltet. Die LED-Lampe kann des Weiteren eine Endkappe umfassen, die einen Hohlraum aufweist und an einem Ende der Röhre angeordnet ist. In einem derartigen Fall ist die LED-Treiberschaltung an einer Treiberleiterplatte angeordnet, die separat von der Leiterplatte vorgesehen ist, und die Treiberleiterplatte ist in dem Hohlraum der Endkappe angeordnet. Die LED-Treiberschaltung kann in die Leiterplatte integriert werden.
Bei einer oder mehreren der vorbeschriebenen LED-Lampen kann die Leiterplatte einen Metallkern beinhalten.
Bei wieder einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst eine LED-Lampe eine Röhre, die ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück aufweist, und LEDs, die innerhalb der Röhre angeordnet sind. Das erste Teilstück ist in Bezug auf von den LEDs emittiertes LED-Licht transparent oder im Wesentlichen transparent. Das zweite Teilstück ist in Bezug auf das LED-Licht opak und weist eine innere Oberfläche auf, die eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert wird. Die LEDs sind derart angeordnet, dass eine Lichtachse einer jeden der LEDs hin zu der inneren Oberfläche des zweiten Teilstückes weist. Das ersten Teilstück kann eine erste Halbröhre sein, und das zweite Teilstück kann eine zweite Halbröhre sein.
Jede der LEDs weist eine maximale Intensität entlang der Lichtachse auf. Mit anderen Worten, die LEDs sind derart angeordnet, dass Licht mit der Maximalintensität hin zu der inneren Oberfläche des zweiten Teilstückes weist. Die LED ist derart angeordnet, dass ein Lichtstrahl, der von jeder der LEDs unter einem Winkel von 80° oder mehr emittiert wird, die erste Halbröhre direkt erreichen kann.
Bei wieder einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel beinhaltet eine LED-Lampe ein Hohlelement, wobei LEDs innerhalb des Hohlelementes angeordnet sind, und einen Reflektor, der innerhalb des Hohlelementes angeordnet ist. Die LEDs sind derart angeordnet, dass eine Lichtachse einer jeden der LEDs hin zu dem Reflektor weist. Eine Oberfläche des Reflektors, auf die von den LEDs emittiertes Licht einfällt, weist eine Struktur zum Diffundieren oder Streuen des einfallenden Lichtes auf. Das Hohlelement kann ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück beinhalten. Das erste Teilstück ist in Bezug auf von den LEDs emittiertes Licht transparent oder im Wesentlichen transparent, und das zweite Teilstück weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das erste Teilstück auf. Die Oberfläche des Reflektors ist texturiert, beinhaltet weiße Füllstoffe und ist mit weißem Farbstoff beschichtet, um das einfallende LED-Schicht zu diffundieren oder zu streuen. Das Hohlelement kann eine Röhre sein, die einen im Wesentlichen (d. h. nicht notwendigerweise perfekten) kreisförmigen Querschnitt, einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt oder einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Die LED-Lampe der vorliegenden Offenbarung kann zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen besser unter Bezugnahme auf die nachfolgende Detailbeschreibung und die begleitende Zeichnung erfasst werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Ansicht einer herkömmlichen LED-Lichtröhre.
2 zeigt eine Querschnittsansicht der herkömmlichen LED-Lichtröhre.
3 zeigt ein Blendungsproblem bei einem herkömmlichen Beleuchtungssystem.
4 zeigt eine exemplarische Ansicht einer LED-Lampe (Lichtröhre) entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt eine exemplarische Ansicht einer Leiterplatte mit einer Mehrzahl von LEDs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
7 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer ersten Abwandlung der vorliegenden Offenbarung.
8 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer zweiten Abwandlung der vorliegenden Offenbarung.
9 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer dritten Abwandlung der vorliegenden Offenbarung.
10 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer vierten Abwandlung der vorliegenden Offenbarung.
11 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
12 zeigt eine exemplarische Leiterplatte entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
13 zeigt eine exemplarische Leiterplatte entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
14 zeigt ein Beispiel eines Strahlungsmusters einer LED.
Detailbeschreibung
Bei der nachfolgenden Detailbeschreibung sind zahlreiche spezifische Details beispielhalber aufgeführt, um ein tiefgehendes Verständnis der relevanten Lehre zu ermöglichen. Es sollte sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet gleichwohl erschließen, dass die vorliegende Lehre auch ohne diese Details in der Praxis umgesetzt werden kann. Bei anderen Beispielen sind bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und/oder Schaltungen auf einem vergleichsweise abstrakten Niveau ohne Details beschrieben, um Aspekte der vorliegenden Lehre nicht unnötig unklar zu machen.
4 zeigt eine exemplarische Ansicht einer LED-Lampe (Lichtröhre), während 6A und 6B eine exemplarische Querschnittsansicht der LED-Lampe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt. Eine LED-Lampe 10 beinhaltet eine transparente oder im Wesentlichen transparente Halbröhre 17 als erstes Teilstück, eine opake Halbröhre 15 als zweites Teilstück, eine oder mehrere LEDs, die innerhalb der LED-Lampe 10 angeordnet sind, und eine Leiterplatte 13, auf der die LEDs 11 angeordnet sind. Die erste Halbröhre 17 und die zweite Halbröhre 15 stehen miteinander in Eingriff und bilden so eine Lichtröhre als Lichtmischkammer. Transparent oder im Wesentlichen transparent bedeutet, dass die Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf von der LED emittiertes Licht 80% oder mehr ist. Die erste Halbröhre 17 kann halbtransparent sein, wobei hier die Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf von der LED emittiertes Licht von 40% bis 80% ist. Die LED-Lampe 10 beinhaltet des Weiteren zwei Endkappen 21 mit Doppelstiften bzw. Pi-Pins 23 für einen elektrischen Kontakt.
Die Leiterplatte 13 ist eine Metallkernleiterplatte oder eine kernlose Leiterplatte. Die Metallkernleiterplatte ermöglicht eine bessere Wärmeableitung weg von den LEDs. Die Leiterplatte 13 besteht beispielsweise aus einem glasverstärkten Harzmaterial.
Die erste Halbröhre 17 besteht aus einem Kunststoffmaterial mit einer hohen Biegetemperatur, beispielsweise unter anderem Polykarbonat oder Akryl, damit die erste Halbröhre 17 einer durch die LED oder innerhalb der Schaltung erzeugten Wärme standhalten kann. Die zweite Halbröhre 15 besteht aus einem Metallmaterial, so beispielsweise unter anderem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (beispielsweise unter anderem extrudiertem Aluminium oder einer extrudierten Aluminiumlegierung). Die Innenseite der zweiten Halbröhre 15 (das heißt die innere Oberfläche) ist eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert oder gestreut wird. Die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 ist mit weißem Farbstoff beschichtet, so beispielsweise unter anderem Bariumsulfat, Zinkoxid oder Titanoxid. Zusätzlich oder als Alternative kann die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 derart texturiert sein, dass das LED-Licht diffus reflektiert wird.
Bei einer Alternative kann die zweite Halbröhre 15 aus einem Metallmaterial (beispielsweise Aluminium) mit einer gekrümmten Kunststofflage (beispielsweise Polykarbonat oder Akryl) als lichtdiffusionsfähige Schicht 16, die innerhalb der zweiten Halbröhre 15 vorgesehen ist (siehe 6B), bestehen. Die lichtdiffusionsfähige Schicht 16 weist eine texturierte Oberfläche auf, beinhaltet weiße Füllstoffe (beispielsweise Bariumsulfat, Zinkoxid oder Titanoxid) und ist mit weißem Farbstoff beschichtet. Die lichtdiffusionsfähige Schicht 16 ist mit einer Aluminiumextrusion der zweiten Halbröhre 15 mittels eines geeigneten Verbindungsmaterials, so beispielsweise Epoxid oder Silizium bzw. Silikon, verbunden. Die lichtdiffusionsfähige Schicht 16 kann an der Aluminiumextrusion ebenfalls durch mechanisches Verkeilen der lichtdiffusionsfähigen Schicht 16 zwischen den inneren Oberflächen der zweiten Halbröhre 15 gesichert sein.
Gemäß 6A sind die Größen der ersten Halbröhre 17 und der zweiten Halbröhre 15 im Wesentlichen gleich, das heißt die Querschnitte der ersten Halbröhre 17 und der zweiten Halbröhre 15 sind im Wesentlichen halbkreisförmig. Es ist jedoch möglich, die Größe der zweiten Halbröhre 15 dem Querschnitt nach größer oder kleiner als die Größe der ersten Halbröhre 17 zu wählen. Ist die Größe der zweiten Halbröhre 15 dem Querschnitt nach größer als diejenige der ersten Halbröhre 17, so nimmt die Flexibilität bei der Anordnung der LEDs innerhalb der Lichtröhre zu. Ist die Größe der zweiten Halbröhre 15 dem Querschnitt nach kleiner als diejenige der ersten Halbröhre 17, so nimmt ein Betrachtungswinkel der LED-Lampe zu.
Wie in 6A gezeigt ist, beinhalten die erste Halbröhre 17 und die zweite Halbröhre 15 zwei erste Eingriffsabschnitte 27 beziehungsweise zwei zweite Eingriffsabschnitte 25 zur Ineingriffnahme der ersten Halbröhre 17 und der zweiten Halbröhre 15 zur Bildung der Lichtröhre. Die zweiten Eingriffsabschnitte 25 weisen konkave Abschnitte zur Aufnahme von konvexen Abschnitten des ersten Eingriffsabschnittes 27 auf. Bei einer Alternative können die zweiten Eingriffsabschnitte 25 konvexe Abschnitte zur Aufnahme von konkaven Abschnitten der ersten Eingriffsabschnitte 27 aufweisen.
Die zweiten Eingriffsabschnitte 25 erstrecken sich hin zu der Innenseite der Lichtröhre von der zweiten Halbröhre 15 aus. Die LEDs 11 sind an wenigstens einem der zweiten Eingriffsabschnitte 25 angeordnet. In 6A sind die LEDs 11 auf einer Leiterplatte 13, wie sie in 5 gezeigt ist, angeordnet, und die Leiterplatte 13 ist an einem der zweiten Eingriffsabschnitte 25 angeordnet. 6A zeigt denjenigen Fall, in dem mehrere LEDs (das heißt zwei Leiterplatten 13) 11 an beiden zweiten Eingriffsabschnitten 25 angeordnet sind.
Ist die LED 11 bei diesem Ausführungsbeispiel an dem zweiten Eingriffsabschnitt 25 angeordnet, so ist die LED derart angeordnet, dass eine Gesamtmenge von direktem Licht 30 von der LED zu der ersten Halbröhre 17 kleiner als eine Gesamtmenge von indirektem Licht 32 (das heißt reflektiertem Licht) ist, das auf die erste Halbröhre 17 als Ergebnis einer Reflexion oder Streuung durch die zweite Halbröhre 15 einfällt. So ist beispielsweise die LED derart angeordnet, dass die Lichtachse der LED hin zu der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 weist. Wie in 6A gezeigt ist, fällt ein Großteil des von der LED 11 emittierten Lichtes auf die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 ein und wird an der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 reflektiert. Das reflektierte Licht 32 gelangt sodann zu der ersten Halbröhre 17 und wird zu der Außenseite der LED-Lampe 10 emittiert. Das indirekte reflektierte Licht 32 beinhaltet beliebiges Licht, das innerhalb der Lichtröhre reflektiert wird, und zwar unabhängig von der Häufigkeit der Reflexion, die gegebenenfalls die erste Halbröhre 17 erreicht. Demgegenüber ist die Menge des direkten Lichtes 30 begrenzt, da die Lichtachse der LED hin zu der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 weist und verhindert wird, dass das gesamte direkte Licht oder ein Großteil hiervon die erste Halbröhre direkt erreicht, und zwar durch Hindernisse, so beispielsweise die zweiten Eingriffsabschnitte 25.
Ein Neigungswinkel α ist, wie in 6A dargestellt ist, als Winkel definiert, der ein kleinerer unter den Winkeln zwischen einer Normallinie 34 der Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes 25, woran die LED 11 (oder die Leiterplatte 13) angeordnet ist, und einer Horizontallinie 36, die eine Linie ist, die zwischen den beiden zweiten Eingriffsabschnitten 25 (oder den zwei ersten Eingriffsabschnitten 27) gezogen wird. Der Neigungswinkel α ist von 90° (das heißt die Leiterplatte 13 ist derart angeordnet, dass sie parallel zu der Horizontallinie 36 ist und zu der zweiten Halbröhre 15 weist) bis etwa 30°, bevorzugt bei 45° gewählt. Der Neigungswinkel α ist derart gewählt, dass eine wesentliche Menge von von der LED 11 emittiertem Licht direkt zu den inneren Oberflächen der zweiten Halbröhre 15 geleitet wird, und eine Menge von direktem Licht hin zu der ersten Halbröhre 17 minimiert wird, wodurch das direkte Licht minimiert wird, das von außerhalb der LED-Lampe 10 beobachtet wird und eine Blendung gegenüber dem Beobachter bewirkt. Mit anderen Worten, da ein Großteil des von der LED-Lampe 10 emittierten Lichtes reflektiertes, diffundiertes oder gestreutes Licht ist, bemerkt der Beobachter kein unangenehmes Blenden infolge des direkten Lichtes aus einer Lichtquelle. Für einen Beobachter sind nahezu alle der Oberflächenflächen, die durch die transparente erste Halbröhre 17 hindurch sichtbar sind, weiße reflektierende Oberflächen, da die LED 11 und die Leiterplatte 13 vom Sichtfeld des Betrachters abgeschirmt sind. Als solches kann die LED-Lampe 10 als nahezu gleichmäßige weiße Lichtquelle ähnlich einer Fluoreszenzlampe wirken.
Eine typische LED, insbesondere eine weiße LED, weist einen Betrachtungswinkel (2β) von etwa 120° auf (siehe 14B). Der Betrachtungswinkel ist als Winkel definiert, unter dem eine Lichtintensität 50% der maximalen Lichtintensität der LED wird. Bei einem derartigen Strahlmuster wird, wenn der Winkel β etwa 80° wird, die Lichtintensität weniger als 10% der maximalen Lichtintensität (siehe 14A). Entsprechend wird der Neigungswinkel α derart ausgewählt, dass er wenigstens 80° beträgt, sodass ein Hauptanteil des emittierten Lichtes (Intensität von 10 bis 100% der maximalen Lichtintensität) hin zu der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 geleitet wird, während lediglich ein sehr kleiner Anteil des Lichtes (Intensität von weniger als 10% der maximalen Lichtintensität) die transparente erste Halbröhre 10 direkt erreicht und durch diese hindurch geht. Mit anderen Worten, Licht, das unter dem Winkel β mit einer Neigung von weniger als 80° bezüglich der vertikalen optischen Achse emittiert wird, muss vor einer direkten Betrachtung durch den Beobachter abgeschirmt werden, um die Blendung zu minimieren, da die Menge des Lichtes, das unter einem Winkel β von mehr als 80° emittiert wird, minimal ist und nicht derart viel zum Bewirken einer Blendung beiträgt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Halbröhre 17 transparent oder im Wesentlichen transparent. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erste Halbröhre 17 halbtransparent sein, wobei hier eine Transmittanz der ersten Halbröhre 17 in Bezug auf von der LED emittiertes Licht von 40% bis 80% ist. Die Halbtransparenz ermöglicht, dass ein Teil des Lichtes, das durch die erste Halbröhre 17 hinausgeht, zurück in die Lichtröhre reflektiert wird (beispielsweise in die Lichtmischkammer). Im Ergebnis wird das Licht innerhalb der Lichtmischkammer recycelt und von den inneren Oberflächen der Lichtmischkammer neureflektiert. Bei dieser Struktur wird die Luminanz des Hintergrundes, der die LED 11 umgibt, vergrößert, wodurch, die Blendung weiter verringert wird.
Ein weiterer Vorteil dieses Recyclings von Licht besteht in der Verbesserung der Lichtmischeffizienz von mehrfarbigen LEDs, die innerhalb der LED-Lampe montiert sind. 5 zeigt eine exemplarische Ansicht einer Leiterplatte 13 mit einer Mehrzahl von LEDs 11. Bei einem Ausführungsbeispiel beinhalten die LEDs 11 nur weiße LEDs. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel beinhalten die LEDs indes weiße LEDs 11A und ein weitere Farb-LEDs, so beispielsweise bernsteingelb (amber), und/oder rote LEDs 11B. Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel beinhalten die LEDs 11 weiße LEDs mit verschiedenen Farbtemperaturen. Die Farbtemperatur der LED beschreibt die Farbe des von der LED emittierten Lichtes in einem Bereich von niedrigen Farbtemperaturen (beispielsweise Rot und Tiefrot) bis zu hohen Farbtemperaturen (beispielsweise bläuliches Weiß).
Eine weiße LED mit hoher CCT (Correlated Color Temperatur CCT, korrelierte Farbtemperatur) verfügt üblicherweise über einen niedrigen Farbwiedergabeindex (color rendering index). Damit ist es bei der weißen LED mit hoher CCT üblich, mit grünen, gelben, bernsteingelben und/oder roten Farb-LEDs gemischt zu werden, um den Farbwiedergabeindex der Lichtquelle zu verbessern. In derartigen Fällt trägt das Mischen von weißen LEDs mit anderen Farben zur Verbesserung des Farbwiedergabeindexes der LED-Lampe bei und unterstützt eine breitere Auswahl von verwendbaren LEDs.
Wie in 5 gezeigt ist, ist sind eine Mehrzahl von weißen LEDs 11 und eine Mehrzahl von bernsteingelben LEDs 11B auf einer Leiterplatte 13 in einer Erstreckungsrichtung der Leiterplatte 13 angeordnet. Bei diesem Merkmal werden große Flächen von diffundierenden reflexionsfähigen Oberflächen in der LED-Lampe 10 verfügbar, und es wird das Farbmischen von Weiß mit Bernsteingelb effizient ausgeführt, wodurch das sich ergebende Licht gleichmäßig gemischt wird. Das effizient farbgemischte Licht kann eine Lichtquelle einer einzelnen Farbe anstatt derjenigen von Punkten von weißen und bernsteingelben Einzelquellen sein. Dies verbessert das äußere Erscheinungsbild der LED-Lampe. Darüber hinaus wird es möglich, dass Farbtöne (hues) zu Weiß unter Verwendung von einer oder mehreren zweiten Farb-LEDs, so beispielsweise blau und grün, hinzugefügt werden, um eine gleichmäßige nichtweiße, farbige LED-Lampe bereitzustellen.
Während eines der Merkmale der LED-Lampe entsprechend dem vorstehenden Ausführungsbeispiel das Unterdrücken der Blendung ist, ist ein weiteres Merkmal der LED-Lampe der vorliegenden Offenbarung eine höhere Wärmeableiteffizienz. Das Verringern der Temperatur an einem p-n-Übergang von LEDs ist wichtig, da eine höhere Temperatur die Effizienz der LEDs verschlechtert und die Verlässlichkeit, die Beibehaltung der Lumenzahl bzw. Leuchtstärke und die Farbkonsistenz der LEDs verringert.
Wie in 6A gezeigt ist, sind die LEDs 11 und die Leiterplatte 13 an dem zweiten Eingriffsabschnitt 25 angeordnet, der nahe an der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 befindlich ist. Im Vergleich zu der in 2 gezeigten herkömmlichen LED-Lichtröhre 100 ist der Wärmeableitweg von der LED 11 zu der äußeren Oberfläche der Lampenröhre in 6A viel kürzer als in 2. Wie in 2 gezeigt ist, verwendet die herkömmliche LED-Lichtröhre 100 eine breite Leiterplatte 103, die in die Aluminiumröhrenabdeckung 105 geschlitzt ist. Die in der LED 101 erzeugte Wärme erfährt zunächst eine vertikale Konduktion zu der Leiterplatte 103 und sodann eine horizontale Konduktion zu der Aluminiumröhrenabdeckung 105 über die Rille 121. Im Gegensatz hierzu ist die Leiterplatte 13, auf der die LEDs 11 montiert sind, an der Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes 25 angeordnet, und zwar mit einem kleinen Vorsprung von der zweiten Halbröhre 15 aus, der beispielsweise unter anderem aus einer Aluminiumextrusion besteht. Bei diesem Aufbau wird der Wärmeableitweg von der LED 11 zu der externen Umgebungsluft sehr kurz, wodurch die Effizienz der Konduktion der durch die LED erzeugten Wärme verbessert wird.
Um die Wärmeableitung weiter zu verbessern, verwendet die LED-Lampe der vorliegenden Offenbarung Kühlrippen 40, die sich von der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 aus erstrecken. Es ist bevorzugt, wenn die Rippen 40 näher an dem zweiten Eingriffsabschnitt 25 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die gesamte zweite Halbröhre 15, die die Rippen 44 beinhaltet, aus einer Aluminiumextrusion. Es ist jedoch möglich, dass die zweiten Eingriffsabschnitte 25 und der Teil der zweiten Halbröhre mit den Rippen nahe an dem zweiten Eingriffsabschnitt aus einem Metallmaterial bestehen.
Erste Abwandlung
7 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer ersten Abwandlung der vorliegenden Erfindung. In 7 sind die Kühlrippen 42 in die zweite Halbröhre 15 direkt hinter der Oberfläche, wo die Leiterplatte 13 montiert ist, integriert. Bei diesem Aufbau wird der Wärmeableitweg weiter minimiert, wodurch die Wärmeableiteffizienz verbessert wird.
Des Weiteren sind die Rippen 42 in einer horizontalen Position, wenn die LED-Lampe 10 in Leuchtfassungen eingesetzt wird. Da sich die Rippen 42 horizontal erstrecken, sammelt sich weniger Staub oder wird von den Rippen 42 aufgenommen, sodass eine Wartung oder Reinigung der LED-Lampe einfacher wird.
Zweite Abwandlung
8 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer zweiten Abwandlung der vorliegenden Erfindung. In 8 sind die LEDs 11 und die Leiterplatte 13 nur an einem der zwei zweiten Eingriffsabschnitte 25 angeordnet. Bei diesem Aufbau sind mehr Oberflächenflächen für das emittierte Licht vorhanden, das innerhalb der Lichtmischkammer reflektiert und emittiert werden soll, wodurch die Beleuchtungsgleichmäßigkeit und Effizienz der LED-Lampe vergrößert wird. Das von der LED 11 emittierte Licht wird beispielsweise an dem zweiten Eingriffsabschnitt 25A reflektiert und wird nicht durch die Leiterplattenoberflächen oder LED-Oberflächen absorbiert.
Dritte Abwandlung
9 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer dritten Abwandlung der vorliegenden Offenbarung. Eines der Merkmale bei dieser Abwandlung besteht darin, dass eine Kühloberfläche nahe der Oberfläche, an der die LED 11 und die Leiterplatte 13 montiert sind, maximiert wird. Bei diesem Aufbau wird die Wärmeableitung weiter verbessert. In 9 wird die Kühloberflächenfläche dadurch weiter verbessert, dass ein U-förmiger gebogener Abschnitt (oder ein Ausnehmungsabschnitt 46) in der zweiten Halbröhre 15 an dem Ort, wo die Leiterplatte 13 montiert ist, vorgesehen wird. Die externen Oberflächen des U-förmigen gebogenen Abschnittes 46 sind geriffelt, gewellt oder mit Kühlrippen 44 ausgestattet.
Bei diesem Beispiel besteht die gesamte Röhre aus einem Kunststoffmaterial. Die erste Halbröhre 17 kann mit der zweiten Halbröhre 15 gemeinsam extrudiert werden. Die zweite Halbröhre 15 beinhaltet weiße Füllstoffe, um eine diffundierende reflektierende Oberfläche sowie eine bessere Wärmekonduktion bereitzustellen. Die erste Halbröhre 17 besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial. Alternativ kann die erste Halbröhre 17 aus einem halbtransparenten Material bestehen, um ein Lichtrecycling und Mischen für eine bessere Lichtgleichmäßigkeit zu vergrößern. Da sowohl die erste wie auch die zweite Halbröhre aus Kunststoff bestehen, kann das Gesamtgewicht der LED-Lampe verringert werden, wodurch ermöglicht wird, dass die sich ergebende Lampe Gewichtsgrenzen genügt, die LED-Lampen behördlicherseits auferlegt sind.
Vierte Abwandlung
10 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einer vierten Abwandlung der vorliegenden Erfindung. In 10 ist ein U-förmiger gebogener Abschnitt 46 im Querschnitt tiefer nach unten verschoben, um einen besseren Lichtemissionswinkel für die LED 11 bereitzustellen, um so die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre 15 effizienter zu beleuchten.
Wie in 14A und 14B gezeigt ist, ist die Lichtintensität einer LED an ihrer optischen Achse (beispielsweise senkrecht zu der LED) maximal. Daher wird die Leiterplatte 13, auf der die LED 11 angeordnet ist, unter einem derartigen Winkel angeordnet, dass die maximale Lichtintensität zu dem zentralen Abschnitt der zweiten Halbröhre geleitet wird. Bei diesem Aufbau wird das Licht stärker an dem zentralen Abschnitt reflektiert, und es kann das reflektierte Licht durch die erste Halbröhre 17 in einem einzigen Durchlauf (pass) nach außen emittiert werden. Dieser Aufbau kann das Licht verringern, das durch den U-förmigen gebogenen Abschnitt 46 nach der ersten Reflexion eingefangen wird.
11 zeigt eine exemplarische Querschnittsansicht einer LED-Lampe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die LED-Lampe entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen ähnlich zu der LED-Lampe von 6 (beispielsweise in Bezug auf Struktur und verwendete Materialien). Bei der LED-Lampe 10 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch das von der LED 11 emittierte Licht durch die zweite Halbröhre 15 nicht reflektiert oder gestreut, sondern wird durch einen Reflektor 50, der separat von der zweiten Halbröhre angeordnet ist, reflektiert, diffundiert oder gestreut. Die LED-Lampe 10 beinhaltet die erste Halbröhre 17 und die zweite Halbröhre 15. Die erste Halbröhre 17 und die zweite Halbröhre 15 werden von den ersten Eingriffsabschnitten 27 und den zweiten Eingriffsabschnitten 25 in Eingriff genommen und bilden so eine Lichtröhre. Die zweite Halbröhre beinhaltet des Weiteren eine zentrale Halterung 55. Die zweite Halbröhre 17 besteht aus einem Metallmaterial, so beispielsweise einer Aluminiumextrusion. Die zentrale Halterung 55 besteht ebenfalls aus demselben Material wie die zweite Halbröhre 17. Die äußere Oberfläche der zweiten Halbröhre 17 verfügt über Wärmeableitstrukturen 48, so beispielsweise Rippen (fins) oder Flanken (ribs). Ähnlich zu 6 ist die erste Halbröhre 17 transparent oder halbtransparent. Die LED 11 ist auf der Leiterplatte 13 angeordnet. Eine Mehrzahl von LEDs 11 ist auf der Leiterplatte 13 angeordnet, und es sind zwei Leiterplatten 13 an den Oberflächen der zweiten Eingriffsabschnitte 25 angeordnet.
Der Reflektor 50 verfügt über eine diffusionsfähige Oberfläche, wobei darauf einfallendes Licht gestreut oder diffundiert wird. Die Oberfläche des Reflektors 50 ist texturiert, beinhaltet weiße Füllstoffe (beispielsweise Bariumsulfat, Zinkoxid oder Titanoxid) oder ist mit einem weißen Farbstoff beschichtet. Der Reflektor 50 ist in einer gekrümmten Form ausgebildet, sodass das von der LED 11 emittierte Licht reflektiert wird und das reflektierte Licht durch die erste Halbröhre 17 nach außerhalb der Halbröhre emittiert wird. In 11 weist, da zwei Reihen von LEDs 11 auf beiden Seiten der zweiten Eingriffsabschnitte 25 vorhanden sind, der Reflektor 50 eine symmetrisch abgestimmte konvexe Form (beispielsweise eine Bergform) auf. Der Endabschnitt des Reflektors 50 kann zwischen der Leiterplatte 13 und dem zweiten Eingriffsabschnitt 25 angeordnet sein, wobei dies jedoch nicht notwendig ist. Der Reflektor 50 kann beispielsweise klebetechnisch an der zentralen Halterung 55 angebracht sein. Der Reflektor 50 besteht vorzugsweise aus einem Metallmaterial, beispielsweise einer Aluminiumplatte. Eine Treiberschaltung ist in einem Raum zwischen der zentralen Halterung 55 und der zweiten Halbröhre 17 angeordnet.
In 11 ist die LED 11 derart angeordnet, dass eine Gesamtmenge von direktem Licht von der LED zu der ersten Halbröhre 17 kleiner als eine Gesamtmenge von indirektem Licht ist, das auf die erste Halbröhre 17 als Ergebnis einer Reflexion durch den Reflektor 50 einfällt.
Treiberschaltung
12 zeigt eine exemplarische Leiterplatte entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Die Leiterplatte 13 beinhaltet LEDs 11 und ein oder mehrere LED-Treiberschaltungen 60. Jede LED-Treiberschaltung 60 verwendet eine CLD-basierte (Current-Limiting Diode CLD, strombegrenzende Diode) Treiberschaltung, wodurch die LED-Treiberschaltung ausreichend klein wird, damit sie auf die Leiterplatte mit LEDs integriert werden kann. Die CLD-basierte LED-Treiberschaltung ist beispielsweise ein Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Treiber im Pulsmodus, wie er in der Veröffentlichung des US-Patentes US 2010/0109558 beschrieben wird, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
13 zeigt eine exemplarische Leiterplatte entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Bei diesem Beispiel ist eine LED-Treiberschaltung 62, die eine CLD-basierte LED-Treiberschaltung beinhaltet, in eine LED-Treiberleiterplatte 63 integriert. Diese Leiterplatte 63 weist Kreisform auf und ist in die Endkappe 21 der LED-Lampe 10 eingepasst. Die LED-Treiberschaltung 62 nimmt eine Wechselstromleistungsspannung über Doppelstifte bzw. Bi-Pins 23 auf und gibt einen Pulsstrom zum Betreiben der LEDs 11 auf der Leiterplatte 13 aus. Da die Größe der CLD-basierten LED-Treiberschaltung klein ist, ist es möglich, die LED-Treiberleiterplatte 63 innerhalb der Kappe 63 vorzusehen.
Einer der Vorteile der LED-Lampen entsprechend der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass die Blendung effektiv verringert wird. Da die LEDs nach innen und nach unten weg von dem transparenten oder halbtransparenten Halbröhrenabschnitt weisen, wird ein Großteil des von den LEDs emittierten hochintensiven Lichtes hin zu einer diffusionsfähigen inneren Oberfläche der Lichtröhre geleitet. Das reflektierte Licht wird von der Lichtröhre als gleichmäßiges Licht gestreut oder diffundiert und emittiert. Wenig oder kein von der Lichtröhre als direktes Licht emittiertes Licht, das von den LEDs emittiert wird, erreicht den transparenten Halbröhrenabschnitt direkt, ohne reflektiert zu werden. Licht aus der LED-Lampe erscheint als gleichmäßiges Lichtmuster durch die diffusionsfähige Oberfläche wie auch die Sekundärreflexionsoberflächen innerhalb der Lichtröhre.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Farben gleichmäßiger gemischt werden. Da die nichtweißen LEDs zwischen den weißen LEDs angeordnet sind und das Licht in der LED-Lichtröhre gemischt wird, wird die Gleichmäßigkeit der Farbmischung verbessert.
Wieder ein anderer Vorteil besteht darin, dass die LED-Lampenstruktur entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wärmeableiteffizienz verbessert. An den LEDs erzeugte Wärme erfährt eine direkte Konvektion nach außerhalb der Lichtröhre und wird einer Umgebungsluftzirkulation unterworfen. Die Verwendung von Kühlrippen verbessert die Wärmeableitung weiter.
Des Weiteren kann die LED-Lampe entsprechend der vorliegenden Offenbarung die Grundstruktur vereinfachen sowie Gewicht und Kosten verringern. Da keine Leiterplatte vorhanden ist, die die Breite der Röhre überspannt, kann die Menge von Leiterplattenmaterial verringert werden. Dies verringert zudem Kosten und Gesamtgewicht einer Lichtröhre.
Obwohl bestimmte spezifische Beispiele offenbart worden sind, beachte man, dass die vorliegende Lehre auch in anderen Formen verkörpert sein kann, ohne vom Wesen oder den wesentlichen Eigenschaften hiervon abzugehen. Die vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiele werden in all ihren Aspekten als illustrativ und nicht beschränkend betrachtet. Der Umfang des Patentes ist in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt, wobei sämtliche Änderungen, die dem Wesen und Äquivalenzbereich der Ansprüche entsprechen, als in diesen enthalten betrachtet werden sollen.

Claims

LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED), umfassend: eine Röhre, die ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück aufweist; und LEDs, die innerhalb der Röhre angeordnet sind, wobei: das erste Teilstück in Bezug auf von den LEDs emittiertes LED-Licht transparent oder im Wesentlichen transparent ist, das zweite Teilstück eine innere Oberfläche aufweist, die eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert wird, und die LEDs derart angeordnet sind, dass eine Gesamtmenge von direktem Licht von den LEDs zu dem ersten Teilstück kleiner als eine Gesamtmenge von indirektem Licht ist, das auf das erste Teilstück als Ergebnis einer Reflexion durch das zweite Teilstück einfällt.
LED-Lampe nach Anspruch 1, wobei das erste Teilstück eine erste Halbröhre beinhaltet und das zweite Teilstück eine zweite Halbröhre beinhaltet.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei eine Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf das von den LEDs emittierte LED-Licht 80% oder mehr ist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei eine Transmittanz der ersten Halbröhre in Bezug auf das von den LEDs emittierte LED-Licht von 40% bis 80% ist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Halbröhren aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die erste Halbröhre aus einem Kunststoffmaterial besteht und die zweite Halbröhre aus einem Metallmaterial besteht.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Halbröhren einen zusammenhängenden Raum bilden, der eine Lichtmischkammer zum Mischen des direkten Lichtes und des indirekten Lichtes bereitstellt.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine von der ersten Halbröhre und der zweiten Halbröhre eine rinnenartige Form mit einem halbrunden Querschnitt aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei: die erste Halbröhre und die zweite Halbröhre zwei erste Eingriffsabschnitte beziehungsweise zwei zweite Eingriffsabschnitte zur Ineingriffnahme der ersten Halbröhre und der zweiten Halbröhre zur Bildung der Röhre aufweisen, wobei sich die zweiten Eingriffsabschnitte hin zu der Innenseite der Röhre erstrecken, und die LEDs an wenigstens einem von den zweiten Eingriffsabschnitten angeordnet sind.
LED-Lampe nach Anspruch 9, wobei: die LEDs jeweils an den zwei zweiten Eingriffsabschnitten angeordnet sind.
LED-Lampe nach Anspruch 9, wobei: die LEDs an einer Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes angeordnet sind und ein Winkel, der ein kleinerer Winkel von Winkeln zwischen einer Normallinie der Oberfläche und einer Horizontallinie ist, wobei die Horizontallinie eine zwischen den beiden ersten Eingriffsabschnitten gezogene Linie ist, 45° oder mehr und 90° oder weniger ist.
LED-Lampe nach Anspruch 9, wobei die zweite Halbröhre einen Wärmeableitabschnitt beinhaltet, der an einer äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 12, wobei der Wärmeableitabschnitt eine Rippe beinhaltet, die sich von der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre aus erstreckt.
LED-Lampe nach Anspruch 12, wobei der Wärmeableitabschnitt an einer gesamten äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 12, wobei der Wärmeableitabschnitt an wenigstens einem Teil der äußeren Oberfläche der zweiten Halbröhre entsprechend einem der zweiten Eingriffsabschnitte angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 12, wobei: wenigstens einer der zweiten Eingriffsabschnitte einen U-förmigen Abschnitt aufweist und der Wärmeableitabschnitt an einem Innenseitenabschnitt des U-förmigen Abschnittes angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die innere Oberfläche des zweiten Rohres mit weißem Farbstoff beschichtet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 17, wobei der weiße Farbstoff wenigstens eines von Bariumsulfat, Zinkoxid und Titanoxid beinhaltet.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre mit einer lichtdiffusionsfähigen Schicht bedeckt ist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die innere Oberfläche der zweiten Halbröhre derart texturiert ist, dass das LED-Licht diffus reflektiert wird.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei eine Gesamtheit der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre die lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei ein runder Abschnitt der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre die lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei ein Abschnitt der inneren Oberfläche der zweiten Halbröhre, zu dem hin das LED-Licht direkt ausgestrahlt wird, die lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 9, wobei: die LEDs auf einer Leiterplatte montiert sind und die Leiterplatte an einer Oberfläche des zweiten Eingriffsabschnittes angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 2, wobei die LEDs auf einer Leiterplatte montiert sind.
LED-Lampe nach Anspruch 25, wobei die LEDs LEDs verschiedener Farbe oder LEDs verschiedener Farbtemperatur beinhalten.
LED-Lampe nach Anspruch 2, des Weiteren umfassend eine LED-Treiberschaltung, die eine strombegrenzende Diode beinhaltet.
LED-Lampe nach Anspruch 27, des Weiteren umfassend eine Endkappe, die einen Hohlraum aufweist und an einem Ende der Röhre angeordnet ist, wobei: die LED-Treiberschaltung auf einer Treiberleiterplatte angeordnet ist, die separat von der Leiterplatte vorgesehen ist, und die Treiberleiterplatte in dem Hohlraum der Endkappe angeordnet ist.
LED-Lampe nach Anspruch 25, des Weiteren umfassend eine LED-Treiberschaltung, die eine strombegrenzende Diode beinhaltet und in die Leiterplatte integriert ist.
LED-Lampe nach Anspruch 25, wobei die Leiterplatte einen Metallkern beinhaltet.
LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED), umfassend: eine Röhre, die ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück aufweist; und LEDs, die innerhalb der Röhre angeordnet sind, wobei: das erste Teilstück in Bezug auf von den LEDs emittiertes LED-Licht transparent oder im Wesentlichen transparent ist, das zweite Teilstück eine innere Oberfläche aufweist, die eine lichtdiffusionsfähige Oberfläche aufweist, wodurch das LED-Licht diffus reflektiert wird, und die LEDs derart angeordnet sind, dass eine Lichtachse einer jeden der LEDs hin zu der inneren Oberfläche des zweiten Teilstückes weist.
LED-Lampe nach Anspruch 31, wobei das erste Teilstück eine erste Halbröhre beinhaltet und das zweite Teilstück eine zweite Halbröhre beinhaltet.
LED-Lampe nach Anspruch 31, wobei jede der LEDs eine maximale Intensität entlang der Lichtachse aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 32, wobei jede der LEDs derart angeordnet ist, dass von jeder der LEDs unter einem Winkel von 80° oder weniger bezüglich der Lichtachse emittiertes Licht die erste Halbröhre nicht direkt erreicht.
LED-Lampe (lichtemittierende Diode LED), umfassend: ein Hohlelement; LEDs, die innerhalb des Hohlelementes angeordnet sind; und einen Reflektor, der innerhalb des Hohlelementes angeordnet ist, wobei: jede der LEDs derart angeordnet ist, dass eine Lichtachse einer jeden der LEDs hin zu dem Reflektor weist, und eine Oberfläche des Reflektors, auf die von den LEDs emittiertes Licht einfällt, eine Struktur zum Diffundieren oder Streuen des einfallenden Lichtes aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 35, wobei: das Hohlelement ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück beinhaltet, das erste Teilstück in Bezug auf von den LEDs emittiertes Licht transparent oder im Wesentlichen transparent ist, das zweite Teilstück eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das erste Teilstück aufweist.
LED-Lampe nach Anspruch 35, wobei die Oberfläche des Reflektors texturiert ist, weiße Füllstoffe beinhaltet oder mit weißem Farbstoff beschichtet ist.