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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung.
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Aus
der Druckschrift
US 4,473,871 ist
eine Innenbeleuchtung für
ein Kraftfahrzeug bekannt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung
anzugeben, die besonders vielseitig einsetzbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Schutzanspruch 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
wird eine Beleuchtungseinrichtung angegeben. Gemäß einer ersten Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung einen
Träger
auf. Bevorzugt ist auf dem Träger
zumindest eine Leuchtdiode angeordnet. Besonders bevorzugt dient
der Träger
sowohl zur mechanischen Befestigung der Leuchtdiode, als auch zum elektrischen
Kontaktieren der Leuchtdiode. Dazu kann der Träger beispielsweise Leiterbahnen
aufweisen, die die Leuchtdiode mit einer Stromquelle verbinden.
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Weiter
sind auf dem Träger
bevorzugt drei Steuervorrichtungen aufgebracht. Bevorzugt sind die Steuervorrichtungen
geeignet, den Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung einzustellen.
Unter Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise
die Helligkeit des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts,
die Abstrahlrichtung des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts
oder der Öffnungswinkel
des Lichtkegels, in dem die Beleuchtungseinrichtung Licht abstrahlt,
zu verstehen.
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Gemäß wenigstens
einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung einen
Träger
auf, auf dem zumindest eine Leuchtdiode und drei Steuervorrichtungen
angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtungen geeignet sind, den
Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung einzustellen.
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Gemäß wenigstens
einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung sind die Steuervorrichtungen derart ausgebildet,
dass es einem menschlichen Nutzer möglich ist, den Betriebszustand
der Beleuchtungseinrichtung mittels zumindest eines Teils der Steuervorrichtungen
einzustellen. Die Steuervorrichtung können dazu jeweils einen Schalter
aufweisen, der von einem Nutzer betätigt werden kann.
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Die
Steuervorrichtungen sind bevorzugt derart beabstandet auf dem Träger angeordnet,
dass sie von verschiedenen Richtungen des Trägers aus zugänglich sind.
Zum Beispiel sind die Steuervorrichtungen dabei nebeneinander auf
dem Träger
angeordnet.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung sind die Steuervorrichtungen geeignet,
zumindest eine auf dem Träger
angeordnete Leuchtdiode zu schalten. Das heißt, die Steuervorrichtungen
sind beispielsweise geeignet, zumindest eine auf dem Träger angeordnete
Leuchtdiode ein- und auszuschalten. Bevorzugt kann jede auf dem, Träger angeordnete
Leuchtdiode mittels zumindest einer der Steuervorrichtungen geschaltet
werden. Zudem ist es möglich,
dass eine Leuchtdiode durch mehrere Steuervorrichtungen schaltbar
ist.
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Nach
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung sind unterschiedliche Steuervorrichtungen
geeignet, unterschiedliche Betriebszustände der Beleuchtungseinrichtung
einzustellen. Dabei kann beispielsweise jede Steuervorrichtung geeignet
sein, einen jeweils anderen Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung
einzustellen. Auch ist es möglich,
dass zwei Steuervorrichtungen den gleichen Betriebszustand und eine
weitere Steuervorrichtung einen davon verschiedenen Betriebszustand
der Beleuchtungseinrichtung einstellt.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist zumindest eine der Steuervorrichtungen
geeignet, zumindest eine der auf dem Träger angeordneten Leuchtdioden
mit einer anderen Stromstärke
zu bestromen als die Stromstärke, mit
der die verbleibenden Steuervorrichtungen die Leuchtdiode bestromen.
Das heißt
beispielsweise, bei Betätigen
einer Steuervorrichtung wird die Leuchtdiode mit einer geringeren
Stromstärke
bestromt als bei Betätigen
der verbleibenden Steuervorrichtungen. Dadurch ist es z. B. möglich, dass
die Leuchtdiode bei Betätigung
einer bestimmten Steuervorrichtung weniger intensiv leuchtet als
bei Betätigung
der verbleibenden Steuervorrichtung.
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Dies
kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass eine der Steuervorrichtungen
der Leuchtdiode einen größeren Widerstand
vorschaltet als die verbleibenden Steuervorrichtungen.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist zumindest einer der Leuchtdiode
ein optisches Element nachgeordnet, das geeignet ist, die Divergenz
des von der Leuchtdiode emittierten Lichts zu verringern. Nachgeordnet heißt dabei,
dass das optische Element derart relativ zur Leuchtdiode positioniert
ist, dass zumindest ein Teil des von der Leuchtdiode emittierten
Lichts durch das optische Element tritt und vom optischen Element
beeinflusst wird.
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Bei
dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eine reflektive,
eine refraktive oder eine diffraktive Optik handeln. Es ist aber
auch möglich,
dass das optische Element durch eine Blende gegeben ist, die das
in bestimmte Richtungen abgestrahlte Licht der Leuchtdiode abschirmt
und auf diese Weise die Divergenz des abgestrahlten Lichts verringert.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist zumindest einer der Leuchtdioden
eine Blende nachgeordnet. Bevorzugt ist die Blende geeignet, zumindest
einen Teil des von der Leuchtdiode emittierten Lichts abzuschirmen. Gemäß wenigstens
einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist die Blende geeignet, das von der
Leuchtdiode emittierte Licht in einen vorgegebenen Raumbereich abzuschirmen.
Das heißt
beispielsweise, dass die Blende geeignet ist, ein vorgebbares Segment
des Lichtkegels, in den die Leuchtdiode Licht emittiert, abzuschirmen.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist zumindest einer der Leuchtdioden
ein optisches Element nachgeordnet, das geeignet ist, die Hauptabstrahlrichtung
des von der Leuchtdiode emittierten Lichts zu drehen. Das heißt, durch
das optische Element tretendes Licht wird nach Verlassen des optischen
Elements nicht mehr in Richtung der ursprünglichen Hauptabstrahlrichtung
der Leuchtdiode ohne optisches Element abgestrahlt, sondern in eine
Richtung, die gegenüber der
ursprüngliche
Hauptabstrahlrichtung der Leuchtdiode gedreht ist. Bevorzugt ist
das optische Element neben einer Drehung der Hauptabstrahlrichtung auch
zu einer Verringerung des Divergenz des abgestrahlten Lichts geeignet.
Besonders bevorzugt kann dazu ein diffraktives optisches Element
zum Einsatz kommen.
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In
zumindest einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung ist das optische Element geeignet, die
Hauptabstrahlrichtung des von der Leuchtdiode emittierten Lichts
um einen vorgebbaren Winkel zu drehen. Es ist damit beispielsweise
möglich,
mit Hilfe des optischen Elements einen vorgebbaren Raumbereich auszuleuchten.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist zumindest eine der auf dem Träger angeordneten
Steuervorrichtungen geeignet, die Position zumindest eines optischen Elements
relativ zu zumindest einer der Leuchtdioden einzustellen. Die Steuervorrichtung
kann z. B. geeignet sein, das optische Element in den Strahlgang
der Leuchtdiode zu bringen, sodass zumindest ein Teil des von der
Leuchtdiode abgestrahlten Lichts vom optischen Element beeinflusst
wird. Weiter ist die Steuervorrichtung bevorzugt geeignet, das optische
Element aus dem Strahlengang der Leuchtdiode zu entfernen, sodass
das Licht der Leuchtdiode im Wesentlichen nicht mehr durch das optische
Element beeinflusst wird.
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Bevorzugt
ist die Steuervorrichtung geeignet, die Leuchtdiode sowohl zu schalten,
als auch die Position eines optischen Elements relativ zur Leuchtdiode
zu verändern.
Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eines der
weiter oben beschriebenen optischen Elemente handeln.
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Gemäß wenigstens
einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist auf dem Träger wenigstens eine Ansteuerelektronik
angeordnet. Bei der Ansteuerelektronik handelt es sich beispielsweise um
ein Bauteil zum Ansteuern wenigstens einer der Leuchtdioden. Es
ist aber auch möglich,
dass die Ansteuerelektronik geeignet ist, ein anderes Gerät, wie beispielsweise
eine Klimaanlage, anzusteuern.
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Die
Ansteuerelektronik kann gemäß zumindest
einer Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung wenigstens eines der folgenden Bauteile enthalten:
Lichtsensor, Temperatursensor, Pulsweitenmodulationsschaltung.
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Bevorzugt
kann die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise als Innenbeleuchtung
eines Kraftfahrzeugs oder eines Flugzeugs Verwendung finden. Die unterschiedlichen
Betriebszustände
der Beleuchtungseinrichtung können
dann beispielsweise den verschiedenen Anforderungen an die Innenbeleuchtung,
beispielsweise als Leselampe oder Raumbeleuchtung, angepasst sein.
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Zum
Beispiel ist es beim Einsatz der Beleuchtungseinrichtung in einem
Kraftfahrzeug möglich,
dass mittels eines optischen Elements nur die Seite des Kraftfahrzeugs
ausgeleuchtet wird, auf der Licht beispielsweise zum Lesen benötigt wird.
Mittels einer der Steuervorrichtungen ist es dann beispielsweise
dem Beifahrer möglich,
das Licht wenigstens einer Leuchtdiode auf seine Seite zu lenken
und/oder auf der Fahrerseite auszublenden. Der Fahrer kann vom Licht
der Leuchtdiode dann nicht geblendet werden.
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Im
Folgenden wird die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung anhand
von Ausführungsbeispielen
und den dazugehörigen
Figuren näher
erläutert.
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1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der
hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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1b zeigt ein beispielhaftes
Schaltbild zum ersten Ausführungsbeispiel
der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der
hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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3a zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der
hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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3b zeigt eine schematische
Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der hier beschriebenen
Beleuchtungseinrichtung.
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4a zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der
hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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4b zeigt eine schematische
Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels der hier beschriebenen
Beleuchtungseinrichtung.
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4c zeigt eine Draufsicht
auf eine hier beschriebene Schaltvorrichtung.
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4d zeigt eine Draufsicht
auf eine hier beschriebene Schaltvorrichtung.
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In
den Ausführungsbeispielen
und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestardteile
sowie die Größenverhältnisse
der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr
sind einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben
groß dargestellt.
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1a zeigt eine perspektivische
Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung.
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Die
Beleuchtungseinrichtung weist einen Träger 1 auf. Bei dem
Träger 1 handelt
es sich beispielsweise um einen Elektronikträger. Auf dem Träger 1 können Anschlussstellen
zum Kontaktieren elektronischer Bauteile vorgegeben sein. Weiter weist
der Träger 1 beispielsweise
Leiterbahnen auf, die die Anschlussstellen untereinander verschalten und
mit einer Stromquelle verbinden.
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Auf
dem Träger 1 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
eine Leuchtdiode 2 angeordnet. Die Leuchtdiode 2 ist
bevorzugt auf dem Träger 1 mechanisch befestigt
und elektrisch kontaktiert. Beispielsweise handelt es sich bei der
Leuchtdiode 2 um eine Hochleistungs-Leuchtdiode. Bevorzugt weist
die Leuchtdiode 2 einen optischen Wirkungsgrad von wenigstens 20
lm/W auf. Besonders bevorzugt ist die Leuchtdiode 2 geeignet,
weißes Licht
zu emittieren. Beispielsweise kann es sich bei der Leuchtdiode 2 um
eine „Golden
Dragon" Leuchtdiode
der Firma Osram handeln.
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Weiter
sind auf dem Träger 1 Ansteuerelektroniken 7 aufgebracht.
Eine Ansteuerelektronik 7 kann beispielsweise einen Lichtsensor
enthalten. Beispielsweise misst der Lichtsensor die Umgebungshelligkeit
und regelt die Helligkeit der Leuchtdiode 2 entsprechend.
Das heißt
bei höherer
Umgebungshelligkeit, beispielsweise im Innenraum. eines Kraftfahrzeuges,
leuchtet die Leuchtdiode 2 dann weniger hell, als bei niedrigerer
Umgebungshelligkeit.
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Zur
Steuerung der Intensität,
mit der die Leuchtdiode 2 Licht emittiert, kann die Ansteuerelektronik 7 eine
Pulsweitenmodulationsschaltung enthalten. Mittels der. Pulsweitenmodulationsschaltung kann
die Intensität
des von der Leuchtdiode 2 emittierten Lichts eingestellt
werden. Sie erlaubt beispielsweise ein Dimmen der Leuchtdiode 2.
Beispielsweise kann mittels der Pulsweitenmodulation die Helligkeit
der Leuchtdiode 2, wie oben beschrieben, entsprechend einer
gemessenen Umgebungshelligkeit eingestellt werden. Es ist aber auch
möglich,
dass ein menschlicher Nutzer mittels wenigstens einer der Schalter 13, 14, 15 die
Pulsweitenmodulation steuern und damit die Helligkeit des von der
Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts definiert einstellen
kann.
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Weiter
kann die Ansteuerelektronik 7 Ansteuerelektroniken für andere
Geräte
beinhalten. So kann die Ansteuerelektronik 7 beispielsweise
Temperatursensoren enthalten, die eine Klimaanlage steuern.
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Außerdem sind
auf dem Träger 1 die
Schaltvorrichtungen 8, 9, 10 angeordnet.
Die Schaltvorrichtungen sind dabei geeignet, die Leuchtdiode 2 zu schalten.
Sie weisen dazu beispielsweise Schalter 13, 14 und 15 auf,
die es einem menschlichen Nutzer erlauben, die Leuchtdiode mittels
Betätigen
der Schalter 13, 14, 15 zum Beispiel
ein- oder auszuschalten oder allgemein den Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung
zu verändern.
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1b zeigt ein beispielhaftes
Schaltbild zur Verschaltung der Schaltvorrichtungen 8, 9, 10 mit
der Leuchtciode 2.
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Die
Schaltvorrichtungen 9 und 10 schalten der Leuchtdiode 2 bei
Betätigen
der Schalter 13 und 14 einen Widerstand R1 vor.
Die Schaltvorrichtung 8 schaltet der Leuchtdiode 2 einen
Widerstand R2 bei Betätigung
des Schalters 15 vor. Bevorzugt ist R2 größer als
R1. Auf diese Weise leuchtet die Leuchtdiode 2 bei Betätigen des
Schalters 15 der Steuervorrichtung 8 weniger intensiv
als bei Betätigung
der Schalter 13 und 14 der Steuervorrichtungen 9 und 10.
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Beispielsweise
dienen die Schaltvorrichtungen 9 und 10 zum Betreiben
der Leuchtdiode 2 als Leselampe. Die Anordnung der beiden
Schaltvorrichtungen an unterschiedlichen Seiten des Trägers 1 erlaubt
es dabei, beispielsweise beim Einsatz der Beleuchtungseinrichtung
in einem Kraftfahrzeug, dass sowohl Fahrer als auch Beifahrer die
Leuchtdiode 2 in den Leselampenbetriebszustand schalten
können. Die
Schaltvorrichtung 8 ist bevorzugt entlang einer vertikalen
Mittelachse des Trägers 1 angeordnet.
Sie dient beispielsweise zum Betreiben der Leuchtdiode 2 als
Innenbeleuchtung des Kraftfahrzeugs. Wegen der abgeschwächten Helligkeit
bei Betätigen
der Schaltvorrichtung 8 ist ein Betreiben der Leuchtdiode mit
verringert Blendwirkung auf den Fahrer möglich.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Beleuchtungseinrichtung mit drei Leuchtdioden 2, 3, 4.
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Den
Leuchtdioden 3, 4 ist dabei jeweils ein optisches
Element 5,6 nachgeordnet. Die optischen Elemente 5, 6 bewirken
beispielsweise eine Verringerung der Divergenz des von den Leuchtdioden 3, 4 abgestrahlten
Lichts. Das heißt,
das Licht der Leuchtdioden 3, 4 wird mittels der
optischen Elemente 5, 6 gebündelt. Ferner ist es vorteilhaft
möglich,
dass die optischen Elemente 5, 6 die Hauptabstrahlrichtung der
Leuchtdioden 3, 4 um einen bestimmten Winkel drehen.
Beispielsweise kann die Hauptabstrahlrichtung dabei derart gedreht
werden, dass die Leuchtdiode 3 in eine andere Richtung
abstrahlt als die Leuchtdiode 4. Bevorzugt wird die Leuchtdiode 3 mittels
der Schaltvorrichtung 9 geschaltet und die Leuchtdiode 4 mittels
der Schaltvorrichtung 10.
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Beim
Einsatz der Beleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug kann
beispielsweise die Leuchtdiode 4 die Beifahrerseite und
die Leuchtdiode 3 die Fahrerseite ausleuchten, oder umgekehrt.
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3a zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Beleuchtungseinrichtung mit drei Leuchtdioden. Wie aus der Schnittdarstellung
der 3b ersichtlich ist, sind
den Leuchtdioden 3, 4 dabei Blenden 12a und 12b nachgeordnet,
die Teil einer Abdeckung 12 sind. Die Abdeckung 12 enthält beispielsweise
einen lichtundurchlässigen
Kunststoff. Die Blenden 12a und 12b sind derart
angeordnet, dass sie das von den Leuchtdioden 3 und 4 emittierte
Licht in bestimmten Richtungen abschirmen. So kann beispielsweise
auf einfache Weise verhindert werden, dass beim Einsatz der Beleuchtungseinrichtung
in einem Kraftfahrzeug der Fahrer von der Leselampe des Beifahrers geblendet
wird und umgekehrt. Den Leuchtdioden 2, 3, 4 kann
zusätzlich
eine lichtdurchlässige
Abdeckplatte 11 nachgeordnet sein. Zum einen kann die Abdeckplatte 11 als
mechanischer Schutz der Leuchtdioden 2, 3, 4 dienen,
zum anderen kann die Abdeckplatte 11 zusätzlich Diffusoreigenschaften
aufweisen.
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4a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Beleuchtungseinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Leuchtdiode 2 auf
einem Träger 1 angeordnet.
Wie die schematische Schnittdarstellung in 4b zeigt, ist der Leuchtdiode 2 dabei
eine Blende 12a nachgeordnet. Die Position der Blende 12a relativ
zu der Leuchtdiode 2 kann bei Betätigen des Schalters 14 der
Steuervorrichtung 10 verändert werden. Auf diese Weise
kann, wie aus der Draufsicht der 4c zu
entnehmen ist, die Blende 12a in den Strahlengang der Leuchtdiode 2 geschoben
werden. Beispielsweise bei Verwendung der Beleuchtungseinrichtung
in einem Kraftfahrzeug kann der Beifahrer durch Betätigen des
Schalters 14 die Leuchtdiode derart einschalten, dass das
von der Leuchtdiode 2 emittierte Licht den Fahrer nicht
blendet.
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Alternativ
zu einer Blende 12a kann, wie in 4d dargestellt, mittels des Schalters 14 der
Steuervorrichtung 10 ein optisches Element 16 in
den Strahlengang der Leuchtdiode 2 geschoben werden. Beispielsweise
kann es sich bei dem optischen Element 16 um eine diffraktive
Linse handeln, die geeignet ist, die Hauptabstrahlrichtung der Leuchtdiode 2 um
einen bestimmten Winkel zu drehen.
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Die
Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr
umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination
von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in
den Patentansprüchen
beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst
nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben
ist.