DE202013010390U1 - Halbleiterlichtquelle - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Halbleiterlichtquelle mit mehreren Leuchtdioden, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, und einer elektronischen Steuereinrichtung, mit der die Leuchtstärke einzelner oder mehrerer Leuchtdioden veränderbar ist.
- Eine gattungsgemäße Halbleiterlichtquelle für Film- und Portraitfotografie ist beispielsweise aus der Schrift
DE 10 2007 044 567 A1 als Stand der Technik bekannt. Über die dort offenbarte Technik ist es möglich, eine Halbleiterlichtquelle durch eine geeignete Ansteuerung mehrerer Leuchtdioden mit einer unterschiedlichen Farbtemperatur auf eine gewünschte Gesamt-Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle individuell einzustellen. Um Licht an einen gewünschten Einsatzzweck möglichst genau anpassen zu können, ist nicht nur die Lichtstärke, sondern auch die Farbtemperatur von großer Bedeutung. Es wird beschrieben, dass die Halbleiterlichtquelle in einem bezüglich der Farbwiedergabe optimierten Betriebsmodus betrieben werden kann, in dem über die Modulelektronik hauptsächlich weißes Licht mit sehr guter Farbwiedergabe für Beleuchtungszwecke abgestrahlt wird. Die Lichtmischung und die Farbart ist durch die Modulelektronik einstellbar bzw. kalibrierbar, ohne dass jedoch näher dargelegt wird, wie die Modulelektronik entsprechende Einstellvorgaben übermittelt bekommt. - Abgesehen von der aus dem Stand der Technik vorbekannten speziellen Halbleiterlichtquelle für Film- und Portraitfotografie ist es inzwischen bekannt, Halbleiterlichtquellen in Haushalten und gewerblich genutzten Räumen als Leuchtmittel für gewöhnliche Beleuchtungszwecke einzusetzen. Bei dieser Anwendung werden häufig mehrere Halbleiterlichtquellen nebeneinander in einem Raum verwendet, beispielsweise als Strahler oder Spot in Küchen, Wohnräumen oder langen Fluren, um diese angemessen auszuleuchten. Bei solchen Anwendungen ist es schwierig, alle Halbleiterlichtquellen mit einer zumindest annähernd gleichen Farbtemperatur zu betreiben. Das hängt damit zusammen, dass schon bei der Produktion der LEDs geringfügige Unterschiede bei der Fertigung zu unterschiedlichen Farbtemperaturen führen können. Werden in einem Gebäude mehrere Halbleiterlichtquellen aus unterschiedlichen Fertigungschargen oder gar unterschiedlicher Fabrikate nebeneinander eingebaut, so sind sehr häufig Farbunterschiede sichtbar. Sichtbare Farbunterschiede können sich auch ergeben, wenn ein einzelnes Leuchtmittel gegen ein neues ausgetauscht werden muss, weil die anderen Leuchtmittel einem Alterungsprozess unterlegen haben, durch den sich die Farbtemperatur geändert haben kann.
- In solchen Fällen ist es wünschenswert, wenn es möglich wäre, auf eine möglichst einfache Weise die Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle innerhalb eines sinnvollen Bereichs individuell anpassen zu können, so dass alle Leuchtmittel in einem Raum eine zumindest annähernd gleiche Farbtemperatur aufweisen. Bei einer individuellen Verstellbarkeit jeder Halbleiterlichtquelle können diese insgesamt auch auf gewünschte Farbtemperaturwerte eingestellt werden, die höher oder niedriger sind als die fest vorgegebenen Farbtemperaturen herkömmlicher Leuchtmittel. Beim Kauf einer Halbleiterlichtquelle muss dann nicht mehr sorgfältig auf deren Farbtemperatur geachtet werden, sie kann beim Einbau auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. In der Norm DIN-EN 5035 wird beispielsweise zwischen den Stufen „warm weiss” kleiner 3.300 K, „neutral weiss” mit 3.300 bis 5.000 K und „Tageslichtweiss” mit einer Fabtemperatur größer als 5.000 K unterschieden. Während sich „warm weiss” besonders für Wohnräume eignet, ist „neutral weiss” in Küchen und Bädern vorteilhafter, während „Tageslichtweiss” besser in Büroräumen oder Lagerhallen einsetzbar ist.
- Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterlichtquelle zu schaffen, die auf schnelle und einfache Art in ihrer Farbtemperatur veränderbar ist.
- Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Halbleiterlichtquelle gelöst, indem
- – die elektronische Steuereinrichtung mit einem mechanisch betätigbaren Sensor verbunden ist, der auf unterschiedliche elektronisch auswertbare Widerstandwerte einstellbar ist,
- – wobei die elektronische Steuereinrichtung eine Schaltung aufweist, durch die die am mechanisch betätigbaren Sensor eingestellten Widerstandswerte als Signal für die gewünschte Leuchtstärke einzelner oder mehrerer Leuchtdioden auswertbar und die einzelne oder mehrere Leuchtdioden mit einer dem Signal entsprechenden Leuchtstärke von der elektronischen Steuereinrichtung betreibbar sind,
- – der mechanisch betätigbare Sensor mit einem Stellelement wirkverbunden ist, über dessen mechanische Bewegung der mechanisch betätigbare Sensor auf einen Widerstandswert einstellbar ist, und
- – das Stellelement am gemeinsamen Gehäuse der Halbleiterlichtquelle angeordnet ist.
- Durch die Wirkverbindung eines Stellelements mit einem mechanisch betätigbaren Sensor kann eine gewünschte Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle durch eine einfache manuelle Betätigung des Stellelements eingestellt werden. Die händische Stellbewegung einer Bedienperson am Stellelement wird über die Wirkverbindung auf den auf diese Weise mechanisch betätigbaren Sensor übertragen. Als Wirkverbindung kommt beispielsweise eine Koppelstange, ein Getriebe, ein Zahnrad, eine Schiebekulisse oder dergleichen in Betracht.
- Das Stellelement ist vorteilhaft so gestaltet, dass es leicht betätigt werden kann. Der durch die Stellbewegung mit dem Stellelement mechanisch betätigbare Sensor registriert die Stellbewegung und wird dadurch auf einen Widerstandswert eingestellt, der der elektronischen Steuereinrichtung als Sensorsignal übertragen wird. In der elektronischen Steuerung ist für jeden einstellbaren Sensorwert eine Leuchtstärkenkombination der von der elektronischen Steuereinrichtung gesteuerten LEDs hinterlegt, aus der sich eine individuelle Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle ergibt, wenn die mehreren Leuchtdioden in diesem bestimmten Lichtstärkeverhältnis zueinander strahlen. Da die Leuchtdioden gattungsgemäß jeweils ein Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, ergibt sich aus der Summe des Lichtes aller Leuchtdioden je nach Strahlungsanteil der einzelnen Leuchtdioden eine Summe der Farbtemperatur des von der Halbleiterlichtquelle emittierten Lichtes. Durch die Variation der Lichtstärke einzelner oder mehrer Leuchtdioden im Verhältnis zu den anderen Leuchtdioden können von der elektronischen Steuereinrichtung unterschiedliche Farbtemperaturen der Halbleiterlichtquelle eingestellt werden.
- Da das Stellelement am gemeinsamen Gehäuse der Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, bildet dieses eine einheitliche Baueinheit. Eine gesonderte Montage ist nicht erforderlich. Das Stellelement kann auch nicht wie beispielsweise eine Fernbedienung verlegt werden oder verlorengehen, so dass eine Einstellung der Farbtemperatur und eine Nachjustierung jederzeit während der gesamten Lebensdauer der Halbleiterlichtquelle möglich ist. Durch die Integration des Stellelementes in das gemeinsame Gehäuse ist es auch möglich, designmäßig ansprechende Gestaltungen zu realisieren.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor als Potenziometer ausgebildet. Bei der Verwendung eines Potenziometers als Sensor können auf einfache und kostengünstige Weise von der elektronischen Steuereinrichtung auswertbare Sensorwerte bereitgestellt werden. Potenziometer benötigen nur wenig Bauraum und können deshalb leicht in ein Gehäuse der Halbleiterlichtquelle integriert werden. Potenziometer sind zudem stufenlos verstellbar, so dass über sie auch eine Feineinstellung der Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle möglich ist.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor als Inkrementalgeber ausgebildet. Ein Inkrementalgeber weist den Vorteil auf, dass die von ihm erzeugten Sensorwerte in digitaler Form vorliegen. Inkrementalgeber benötigen nur einen geringen Bauraum und sind deshalb leicht in das gemeinsame Gehäuse der Halbleiterlichtquelle integrierbar. Sie sind zudem kostengünstig verfügbar.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor stufenlos verstellbar ausgestaltet. Die stufenlose Verstellbarkeit ist vorteilhaft, um die Farbtemperaturen verschiedener Halbleiterlichtquellen möglichst genau aufeinander einstellen zu können. Wenn eine Verstellung nur in Stufen möglich wäre, können sich durch Fertigungsungenauigkeiten und Alterungsprozesse Unterschiede zwischen mehreren Halbleiterlichtquellen ergeben, bei denen die jeweils einstellbaren Farbtemperaturen zwischen den einstellbaren Stufen liegen. Bei einer stufenlosen Verstellbarkeit werden solche möglichen Stufenunterschiede vermieden.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Halbleiterlichtquelle als Strahler ausgestaltet, bei der das von der Halbleiterlichtquelle erzeugte Licht an einer Seite des gemeinsamen Gehäuses gebündelt austritt, und das Stellelement ist auf der Seite des gemeinsamen Gehäuses angeordnet, auf der das von der Halbleiterlichtquelle erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt. Leuchten, in die die Halbleiterlichtquellen eingebaut werden, sind häufig so konstruiert, dass von der Halbleiterlichtquelle im eingebauten Zustand nur die Lichtaustrittsfläche sichtbar und zugänglich ist. Wenn die Einstellbarkeit der Farbtemperatur möglichst einfach sein soll, ist es vorteilhaft, wenn das Stellelement für die Bedienperson möglichst einfach zugänglich ist. Dies ist gewährleistet, wenn das Stellelement auf der Seite des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist, auf der das von der Halbleiterlichtquelle erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt. Das Stellelement kann beispielsweise neben der Streuscheibe, einem Abdeckglas bzw. einer Linse angeordnet sein. Es kann als Pin neben der Streuscheibe oder Linse aus dem gemeinsamen Gehäuse hervorstehen, oder das Stellelement ist als Schieber ausgebildet, der über eine vorgegebene Schiebestrecke verschieblich ist.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Stellelement als Drehrosette ausgebildet. Bei einer Ausbildung des Stellelements als Drehrosette kann dieses unauffällig in das gemeinsame Gehäuse gestalterisch integriert werden. Die Drehrosette kann einen Kragen oder einen Teil eines Kragens bilden, der die Streuscheibe oder Linse umgrenzt. Eine Drehrosette ist für eine Bedienperson leicht betätigbar, indem man einen oder mehrere Finger auf die Drehrosette auflegt und sodann eine Stellbewegung in Rotationsrichtung der Drehrosette ausführt. Eine Drehrosette bietet zudem den Vorteil, dass diese ”endlos” gedreht werden kann und der Einstellweg, über den hinweg der mechanisch betätigbare Sensor Sensorsignale auswertet, nicht auf eine 360°-Drehung der Drehrosette oder weniger beschränkt sein muss. Durch den über eine einmalige Drehung hinausgehenden Verstellweg ist es möglich, die Feineinstellbarkeit des mechanisch betätigten Sensors erheblich zu verbessern. Wenn der mechanisch betätigbare Sensor beispielsweise von seinem niedrigsten einstellbaren Wert bis zum seinem höchsten einstellbaren Wert zehn Umdrehungen der Rosette auswertet, können bestimmte gewünschte Farbtemperaturen viel feiner und genauer justiert werden als bei einem Stellelement, dessen Stellweg auf eine kurze Verstellstrecke beschränkt ist.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umschließt die Drehrosette die Öffnung, aus der das von der Halbleiterlichtquelle erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt, teilweise oder ganz. Durch die teilweise oder ganze Umschließung der Öffnung, aus der das von der Halbleiterlichtquelle erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt, ergibt sich eine sinnvolle Gesamtanordnung. Bei der Betätigung des Sensors ist direkt sichtbar, wie sich die Farbtemperatur des Lichtes durch die Betätigung des Stellelementes verändert.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Drehrosette eine Verzahnung auf, mit der eine Zahnstange oder ein Zahnrad antreibbar ist, welches bei einer Betätigung eine Stellbewegung am mechanisch betätigbaren Sensor ausführt. Die Verzahnung ermöglicht eine besonders genaue und effiziente Übertragung einer Stellbewegung am Stellelement auf den mechanisch betätigbaren Sensor. Die Verzahnung kann durch eine entsprechende Gestaltung der Kunststoffwerkzeuge für das Stellelement kostengünstig hergestellt werden. Die Zahnstange oder ein Zahnrad kann leicht mit dem mechanisch betätigbaren Sensor verbunden werden. Insgesamt stellt eine Verzahnung eine zuverlässig funktionierende und gut einstellbare Übertragung von Stellbewegungen mittels des Stellelementes auf den mechanisch betätigbaren Sensor sicher.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist auf und/oder neben dem Stellelement eine Skalierung angebracht. Eine Skalierung ermöglicht es einer Bedienperson, schnell zu erfassen, auf welchen Wert die Farbtemperatur eingestellt ist und welche Einstellmöglichkeiten noch verbleiben.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle mit dem Stellelement über den mechanisch betätigbaren Sensor und die elektronische Steuereinrichtung in einem Bereich zwischen 2.700 K und 5.000 K verstellbar. Der Bereich zwischen 2.700 K und 5.000 K ist der Bereich, der die meisten gewünschten Farbtemperaturwerte abdeckt. Die elektronische Steuereinrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie nur eine Verstellung der Farbtemperatur in einem Bereich innerhalb dieses Bereiches ermöglicht. Das kann vorteilhaft sein, um beispielsweise Halbleiterlichtquellen für den Bürobereich oder für den Wohnbereich besonders fein innerhalb eines vorgegebenen Bereiches von Farbtemperaturen einstellen zu können.
- Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen sowie der nachfolgenden gegenständlichen Beschreibung.
- Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
- Es zeigen:
-
1 : eine Ansicht auf eine Halbleiterlichtquelle von schräg oben, -
2 : eine Ansicht von oben, -
3 : eine Seitenansicht, -
4 : eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus2 , und -
5 : eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in3 . - In
1 ist eine Halbleiterlichtquelle2 aus einer Ansicht von schräg oben gezeigt. Die Halbleitelichtquelle2 verfügt über eine Lichtaustrittsöffnung4 , die im Ausführungsbeispiel durch eine Glas- oder Kunststoffscheibe abgedeckt ist. Die Lichtaustrittsöffnung4 ist von einer Drehrosette6 umgeben, die wie der Doppelpfeil andeutet drehbar mit dem übrigen Gehäuse der Halbleiterlichtquelle2 verbunden ist. Die mehreren Leuchtdioden, die sich im Inneren der Halbleiterlichtquelle2 befinden, sind in der vereinfachten Ansicht in1 nicht gezeigt. - In
2 ist die Halbleiterlichtquelle2 aus einer Ansicht von oben gezeigt. In2 ist die Schnittlinie A-A eingezeichnet, aus der sich die in4 gezeigte Schnittansicht ergibt. In3 ist die Halbleiterlichtquelle2 aus einer Seitenansicht gezeigt. In der Seitenansicht ist die Schnittlinie B-B eingezeichnet, aus der sich die in5 gezeigte Schnittansicht ergibt. - In der Schnittansicht in
4 ist die Lichtaustrittsöffnung4 im Querschnitt zu sehen, die von der Drehrosette6 umfasst ist. Unterhalb der Lichtaustrittsöffnung4 befindet sich eine Platine8 , auf der die Leuchtdioden10 angeordnet sind. Unterhalb der Platine8 befindet sich die elektronische Steuereinrichtung12 . Diese ist mit einem mechanisch betätigbaren Sensor14 verbunden. Die Betätigung des Sensors14 erfolgt im Ausführungsbeispiel über ein Zahnrad16 , dessen Zähne mit den Zähnen eines Zahnkranzes18 kämmen, der drehfest mit der Drehrosette6 verbunden ist. - In der Schnittansicht in
5 ist erkennbar, dass bei einer Drehbewegung der Drehrosette6 auch der Zahnkranz18 mitbewegt wird. Durch die Drehbewegung des Zahnkranzes18 wird das Zahnrad16 in eine Drehbewegung versetzt, die Drehbewegung des Zahnrades16 wird auf den Sensor14 übertragen. Bei diesem bewirkt die mechanische Betätigung des Zahnrades16 eine Veränderung des elektrischen Widerstandswertes, der an die elektronische Steuereinrichtung12 übertragen wird. Auf Basis des Sensorwertes verändert die elektronische Steuereinrichtung12 die elektrische Spannung, die an den einzelnen Leuchtdioden10 anliegt. Durch die Veränderung der Leuchtstärke der einzelnen Leuchtdioden10 ergibt sich eine Veränderung in der Farbtemperatur des von der Halbleiterlichtquelle2 ausgesandten Lichtes. - Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur der Erläuterung der Erfindung. Abweichend vom Ausführungsbeispiel können auch andere Ausführungsformen genutzt werden, um den selben technischen Erfolg zu erzielen. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das Ausführungsbeispiel auf eine ihm als geeignet erscheinende Art an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007044567 A1 [0002]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN-EN 5035 [0004]
Claims (10)
- In einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Halbleiterlichtquelle (
2 ) mit mehreren Leuchtdioden (10 ), die Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, und einer elektronischen Steuereinrichtung (12 ), mit der die Leuchtstärke einzelner oder mehrerer Leuchtdioden (10 ) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die elektronische Steuereinrichtung (12 ) mit einem mechanisch betätigbaren Sensor (14 ) verbunden ist, der auf unterschiedliche elektronisch auswertbare Widerstandwerte einstellbar ist, – wobei die elektronische Steuereinrichtung (12 ) eine Schaltung aufweist, durch die die am mechanisch betätigbaren Sensor (14 ) eingestellten Widerstandswerte als Signal für die gewünschte Leuchtstärke einzelner oder mehrerer Leuchtdioden (10 ) auswertbar und die einzelne oder mehrere Leuchtdioden (10 ) mit einer dem Signal entsprechenden Leuchtstärke von der elektronischen Steuereinrichtung (12 ) betreibbar sind, – der mechanisch betätigbare Sensor (14 ) mit einem Stellelement wirkverbunden ist, über dessen mechanische Bewegung der mechanisch betätigbare Sensor (14 ) auf einen Widerstandswert einstellbar ist, und – das Stellelement am gemeinsamen Gehäuse der Halbleiterlichtquelle (2 ) angeordnet ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14 ) als Potenziometer ausgebildet ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14 ) als Inkrementalgeber ausgebildet ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14 ) stufenlos verstellbar ausgestaltet ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquelle (2 ) als Strahler ausgestaltet ist, bei der das von der Halbleiterlichtquelle (2 ) erzeugte Licht an einer Seite des gemeinsamen Gehäuses gebündelt austritt, und das Stellelement auf der Seite des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist, auf der das von der Halbleiterlichtquelle (2 ) erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement als Drehrosette (6 ) ausgebildet ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrosette (6 ) die Öffnung, aus der das von der Halbleiterlichtquelle (2 ) erzeugte Licht am gemeinsamen Gehäuse gebündelt austritt, teilweise oder ganz umschließt. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrosette (6 ) eine Verzahnung aufweist, mit der eine Zahnstange oder ein Zahnrad antreibbar ist, welches bei einer Betätigung eine Stellbewegung am mechanisch betätigbaren Sensor (14 ) ausführt. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf und/oder neben dem Stellelement eine Skalierung angebracht ist. - Halbleiterlichtquelle (
2 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbtemperatur der Halbleiterlichtquelle (2 ) mit dem Stellelement über den mechanisch betätigbaren Sensor (14 ) und die elektronische Steuereinrichtung (12 ) in einem Bereich zwischen 2.700 K und 5.000 K verstellbar ist.
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Legal Events
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