EP1881258A1 - Leuchteinheit mit einer Leuchtdiode mit integriertem Lichtumlenkkörper - Google Patents

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EP1881258A1
EP1881258A1 EP07013173A EP07013173A EP1881258A1 EP 1881258 A1 EP1881258 A1 EP 1881258A1 EP 07013173 A EP07013173 A EP 07013173A EP 07013173 A EP07013173 A EP 07013173A EP 1881258 A1 EP1881258 A1 EP 1881258A1
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EP
European Patent Office
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light
lighting unit
unit according
light source
optical axis
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EP07013173A
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English (en)
French (fr)
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EP1881258B1 (de
Inventor
Jens Mertens
Jochen Kunze
Günther Holzmacher
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Odelo Led GmbH
Odelo GmbH
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Odelo Led GmbH
Odelo GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting unit comprising a light emitting diode comprising at least one non-glimmering light source and light distribution body optically connected to a non-glimmering light source, wherein the light distribution body has at least two sections arranged one behind the other in a zero-degree direction oriented at least approximately parallel to the optical axis of the lighting unit the end face of the light distribution body facing away from the non-glimmering light source has a depression and wherein each boundary surface of the depression comprises a total reflection surface for the light emitted by the non-glimmering light source.
  • the optical axis of a lighting unit is, for example, the geometric center line of the light emitted by the lighting unit.
  • the light source is arranged in the center.
  • the intensity of the light in the individual segments of the full circle is plotted in this diagram.
  • the lighting unit is this usually shown in a preferred position in the diagram.
  • the portion of the optical axis oriented in the emission direction of the light source is drawn in the zero-degree direction of the diagram.
  • the zero-degree direction of the lighting unit is the direction emanating from the light source, which is oriented at least approximately parallel to the optical axis.
  • From the EP 1 255 132 A1 is a light unit with a light-emitting diode known.
  • the light distribution body is placed on the light emitting diode, wherein the gap between the two bodies can be filled with transparent material. When passing through the different materials, a part of the light is absorbed. The light is deflected by 90 degrees.
  • a flat reflector with a large diameter is required.
  • the present invention is therefore based on the problem to develop a compact lighting unit with a high optical efficiency.
  • the light distribution body is part of the light emitting diode.
  • the section of the light distribution body resting against the non-glimmering light source has as an envelope an ellipse section at least in a sectional plane which comprises the optical axis. At least one major half-axis of this ellipse is offset in the zero-degree direction from the non-glowing light source.
  • the radius of the semi-circle at the end of the semi-major axis is between 30% and 90% of the length of the semi-major axis.
  • FIG. 1 shows a wire model of a light-emitting diode (20) as an example of a lighting unit (10).
  • the light emitting diode (20) comprises a non-glare light source (21), e.g. a light emitting chip (21) and a light distribution body (31).
  • the electrical connections of the light-emitting diode (20) are not shown here.
  • FIG. 2 shows a section through this light-emitting diode (20), the sectional plane of this representation comprising the optical axis (5).
  • the optical axis (5) of the lighting unit (10), for example, is aligned normal to the light-emitting chip (21) and penetrates the light distribution body (31).
  • the latter is arranged rotationally symmetrical to the optical axis (5) in this embodiment. It can also be square, rectangular, elliptical, etc. formed in the front view.
  • the light source is arranged in the center, so that the zero-degree direction (2) originates at the light-emitting chip (21). It is oriented here parallel to the optical axis (5) in the direction of the end face (43) of the light distribution body (31), which faces away from the light-emitting chip (21).
  • the zero-degree direction (2) points upwards.
  • the light-emitting chip (21) is embedded in the lower region of the light distribution body (31), such that the light distribution body (31) bears against and surrounds the light-emitting chip (21).
  • the light distribution body (31) has along the optical axis (5) above the non-glimmering light source (21) e.g. a length of 3 millimeters. Its maximum diameter in a plane normal to the optical axis (5) is for example 5 millimeters. The length of the Lichtverteil stressess (31) is thus less than 70% of its maximum diameter in this embodiment.
  • the light distribution body (31) may have greater or smaller than the dimensions mentioned. Thus, the diameter of the light distribution body (31) may be e.g. between 3 millimeters and 8 millimeters.
  • the light distribution body (31) comprises two sections (32, 42) of at least approximately the same length which are arranged one behind the other in the zero-degree direction (2) and are interconnected by means of a transition region (61) formed as a constriction (62).
  • the lower portion (32) shown in Figure 1 has at least approximately the shape of a semi-ellipsoid (33) whose center and section plane is normal to the optical axis (5).
  • On the lower portion (32) sits as upper portion (42) e.g. a truncated cone (44) that widens in the zero-degree direction (2).
  • the end face (43) of the Lichtverteil emotionss (31) has a central recess (49).
  • the diameter of the constriction (62) in this embodiment is 45% of the maximum diameter of the Lichtverteil emotionss (31).
  • FIG. 3 In the sectional view of Figure 2 of the semi-ellipsoid (33) is shown as a semi-ellipse (34).
  • the horizontal central axis of the semi-ellipse (34) is formed in this embodiment by two aligned semi-major axes (36), of which only one shown in FIG is.
  • These large semiaxes (36) lie, for example, parallel to the light-emitting chip (21) and are offset from the light-emitting chip (21) by, for example, 1% of the diameter of the light distribution body (31) in the zero-degree direction (2).
  • the imaginary small semi-axis of the half ellipse (34) lies on the optical axis (5).
  • the radius of the Schmieg Vietnamese semi-axes (36) lies the midpoints (38) of Schmieg Vietnamese semi-axes (36).
  • the radius of the Schmieg Vietnamesee is for example between 40% and 90% of the length of the major half-axes (36) of the semi-ellipse (34). In the illustration of Figure 2, the radius is 60% of this length.
  • the half ellipse (34) may have the shape of an oval.
  • the Schmieg Vietnamese may also comprise a portion of a semi-ellipse (34), for example a light distribution body (31) which is a segment of a body rotationally symmetrical to the optical axis (5).
  • the half ellipse (34) is e.g. tangentially in the example formed as a groove throat constriction (62). Their radius is e.g. 2% of the length of the semi-ellipse (34).
  • the maximum diameter of the truncated cone (44) is for example 90% of the maximum diameter of the Lichtverteil stresses (31).
  • Its lateral surface (46) has an upper (47) and a lower portion (48).
  • the lateral surface (46) is inclined here by 20 degrees to the optical axis (5).
  • the length of this region (47), measured parallel to the optical axis (5), is for example 35% of the length of the Lichtverteil stressess (31).
  • the inclination of the lateral surface (46) to the optical axis (5) 60 degrees.
  • the lateral surface (46) can also be constructed in steps. The steps then include, for example, a plurality of surfaces offset from one another and inclined at 20 degrees to the optical axis.
  • the depression (49) of the light-emitting chip (21) facing away from the end face (43) is funnel-shaped and tapers in the direction of the light-emitting chip (21). She runs to a peak (52). Its depth is for example 48% of the length of Lichtverteilianus (31). The largest diameter of the recess (49) in this embodiment is 80% of the maximum diameter of Lichtverteil stressess (31).
  • the generatrix of the boundary surface (51) of the recess (49) is a parabola in this embodiment, cf. Figure 2.
  • the focal point of the parabola is here in the e.g. as a punctiform light emitting chip (21). Instead of a parabola, the generatrix of the depression (49) can also be another continuous or sectionally continuous geometric curve.
  • the production of the light emitting diode (20) takes place, for example by injection molding in two steps.
  • the material used in the injection molding process in both steps is, for example, a highly transparent thermoplastic, for example modified polymethyl methacrylimide (PMMI), polysulfone (PSU), silicone, etc.
  • PMMI modified polymethyl methacrylimide
  • PSU polysulfone
  • silicone etc.
  • the light-emitting chip (21) is surrounded by an electronic protective device, not shown here.
  • this is then overmolded to form the Lichtverteil stressess (31).
  • the light-emitting diode (20) can also be produced in a single work step.
  • the shape the surface of Lichtverteil emotionss (31) are additionally changed by means of a forming process.
  • the light emitting chip (21) which is assumed to be punctiform, emits light as a Lambertian radiator at least approximately into a half space.
  • FIG. 2 shows, by way of example, individual light beams (82-86) offset by 15 degrees from one another.
  • Light (82-84) which is at an angle between e.g. 85 degrees and 35 degrees to the optical axis (5) is emitted hits the interface (35) of the semi-ellipsoid (33).
  • the angle of 85 degrees here is the angle of the imaginary ray of light that passes through the center (38) of Schmiegnikes.
  • the light (82-84) with the normal at the point of impact includes an angle smaller than the critical angle of total reflection.
  • This critical angle is here, for example, 43 degrees.
  • the light (82-84) passes through the interface (35).
  • the refractive index is 1.635.
  • the light emitted from the light-emitting chip (21) in the aforementioned angular segment now exits in an angular segment of, for example, 62 degrees to 85 degrees to the optical axis (5) into the environment (1).
  • the boundary surface (35) of the semi-ellipsoid (33) thus acts as a converging lens for the light emitted by the light-emitting chip (21).
  • a high light intensity results in this segment.
  • the interface (35) of the hemi-ellipsoid (33) may be designed in the manner of a Fresnel lens.
  • it may comprise individual, designed as Fresnel elements circumferential rings.
  • Theoretical envelope of such a Fresnel lens is the above-described condenser lens.
  • the light (85, 86) impinges on this boundary surface (51) at an angle to the normal at the point of impact that is greater than the critical angle of total reflection.
  • the boundary surface (51) forms for the incident light (85, 86) a total reflection surface (91) at which the incident light (85, 86) in the direction of the lateral surface (46) is reflected.
  • a small portion of the light emitted by the light-emitting chip (21) passes through the tip (52) of the depression (49) into the environment (1).
  • the total reflection surface (91) may for example be composed of individual surface elements.
  • the connecting line of the surface element to the light-emitting chip (21) then encloses with the normal in this surface element an angle which is greater than the critical angle of total reflection.
  • the boundary surface (51) of the recess (49) may also be mirrored. It can be larger than the total reflection area (91).
  • the light (85, 86) reflected at the total reflection surface (91) is at least approximately parallel to one another in this exemplary embodiment. It impinges on the lateral surface (46) at an angle to the normal at the point of impact which is smaller than the critical angle of total reflection. When passing through the lateral surface (46), which forms a refraction surface (93), it is refracted away from the solder. In the exemplary embodiment shown here, the light (85, 86) enters at an angle of 75 degrees to the optical axis (5) Environment (1).
  • the lateral surface (46) can also be arranged such that the reflected light (85, 86) penetrates it without refraction.
  • the light emitted by the light-emitting chip (21) is deflected.
  • the maximum of the light intensity is for example in a range of 75 degrees to the optical axis (5). Due to the homogeneous material of the Lichtverteil stressess (31) and the low refractive losses, the lighting unit described here (10) has a high efficiency.
  • the transition region (61) between the lower section (32) and the upper section (42) of the light distribution body (31) is defined, for example, such that a light beam tangent to the transition region (61) in the representation of FIG. 2 at the upper end of the boundary surface (FIG. 51).
  • the imaginary circumferential line at the upper end of the boundary surface (51) is determined, inter alia, by the refractive index and the desired light exit angle of the lower section (32).
  • n is the refractive index of the material of the lower portion (32).
  • the origin of the angle alpha is the point of passage of the light beam through the interface (35) of the lower portion (32).
  • the origin of the critical angle (alpha + x) is the light-emitting chip (21).
  • the limit angle of the boundary surface (51) thus determined also determines the lateral surface (46) of the upper section (42).
  • FIG. 3 shows the polar light distribution diagram for the lighting unit (10) shown in FIGS. 1 and 2.
  • Radiant (102) the radiation angles are shown, wherein the upward pointing direction is the zero-degree direction (2).
  • concentric circles (103) are arranged. These show from the center (101) outwardly decreasing luminous intensity values, e.g. in candelas per kilo.
  • the light emerging from the light distribution body (31) thus has a maximum intensity in a region around 75 degrees on both sides of the zero-degree direction (2). The intensity decreases both at smaller angles and at larger angles.
  • the center plane of the half-ellisoid (33) is shifted away from the light-emitting chip (21) in the zero-degree direction (2).
  • the angle of inclination of at least the upper region (47) of the lateral surface (46) to the optical axis (5) can be increased.
  • the median plane of the semiellipsoid (33) can be arranged closer to the light-emitting chip (21) become.
  • the inclination angle, for example, of the upper region (47) of the lateral surface (46) to the optical axis (5) can be reduced.
  • the distance of the center points (38) of the Schmieg Vietnamesee to the light-emitting chip (21) can be made large.
  • the centers (38) of the flywheel circuits can be placed close to the light-emitting chip (21).
  • FIG. 4 shows a lighting unit (10) with a light-emitting diode (20) and a light-emitting diode (20) optically downstream reflector (70) is shown.
  • the light-emitting diode (20) largely corresponds to the light-emitting diode (20) shown in FIGS. 1 and 2. In the embodiment shown here, however, the refractive index of the material of the Lichtverteil stressess (31), for example, 1.4.
  • the light (81-87) emerging from the light-emitting diode (20) passes over a segment of 50 degrees to 90 degrees to the optical axis (5).
  • the reflector (70) is concave and constructed, for example, coaxially to the optical axis (5). In its center sits the LED (20). It comprises here two reflection areas (71, 72). An inner cone-shaped region (71) is surrounded by an outer, eg parabolic, region (72). The conical region (71) is inclined here, for example, by 45 degrees to the optical axis (5).
  • the light beam (81) is shown, which passes through the center (38) of the semi-circle of the semi-ellipse (34). This light beam (81) strikes normal on the interface (35) and is not broken when passing through the interface (35).
  • the inclination of the light beam (81) exiting into the environment (1) to the optical axis (5) is for example 85 degrees.
  • the light beam (87) is further shown, which affects the constriction (62).
  • This light beam (87) is the light beam (87) with the greatest inclination angle with respect to the optical axis (5), which impinges on the total reflection surface (91). It is reflected at the light emitting chip (21) remote end (92) of the total reflection surface (91) in the direction of the lateral surface (46) and penetrates, for example, without refraction, the lateral surface (46).
  • the inclination of the light beam (87) exiting into the environment (1) to the optical axis (5) is for example 90 degrees.
  • the two described light beams (81, 87) intersect in the sectional representation of FIG. 4 at a point (89) which lies, for example, on the reflector (70).
  • the conical region (71) merges into the parabolic region (72).
  • this point (89) is a point of a line which, for example, has a constant distance from the light distribution body (31).
  • this line is a circle whose center lies, for example, on the optical axis (5).
  • the transition of the two reflector regions (71, 72) may have a greater distance from the light-emitting diode (20) than the line (89).
  • the individual light beams (85, 86) are now, for example, parallel to one another.
  • the reflector (70) can also be designed with a single conical or a single arched area. Hereby, for example, a diffused portion of the light emitted by the lighting unit (10) can be generated in a targeted manner. It is also conceivable to form the reflector (70) parabolically in the basic form. Pillow-like elevations and / or depressions are then arranged on the reflector surface, for example.
  • the entire light emerging from the light-emitting diode (20) is distributed on a large surface of the reflector (70) and reflected there. Minor inaccuracies of the coating of the reflector (70) do not affect the light emitted by the lighting unit (10).
  • the inserted reflector (70) can thus be manufactured in a diameter range, in which, for example, the coating can be produced safely and accurately.
  • the lighting unit (10) is thus compact and highly efficient.
  • the lighting unit (10) can also be designed such that in a view from the end face (43) of the reflector (70) and / or the Lichtverteilève (31) is a segment of a rotationally symmetrical body. A square, rectangular, etc. limited by a polygon, etc. shape of the Lichtverteil stressess (31) and / or the reflector (70) is conceivable.
  • the light emitting diode (20) may also comprise a plurality of light emitting chips (21).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit (10) mit einer mindestens eine nichtglimmende Lichtquelle (21) umfassenden Leuchtdiode (20) und mit einem dem lichtemittierten Chip optisch nachgeschalteten Lichtverteilkörper (31), wobei die der nichtglimmenden Lichtquelle (21) abgewandte Stirnseite des Lichtverteilkörpers (31) eine Einsenkung (49) hat und wobei jede Begrenzungsfläche (51) der Einsenkung (49) eine Totalreflexionsfläche für das von der nichtglimmenden Lichtquelle (21) emittierte Licht umfasst. Dazu ist der Lichtverteilkörper (31) Teil der Leuchtdiode (20). Der an der nichtglimmenden Lichtquelle (21) anliegende Abschnitt des Lichtverteilkörpers (31) hat zumindest in einer Schnittebene, die die optische Achse umfasst, als Hüllkurve einen Ellipsenabschnitt. Eine große Halbachsen (36) dieser Ellipse ist in der Null-Grad-Richtung (2) versetzt zur nichtglimmenden Lichtquelle (21) angeordnet. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine kompakte Leuchteinheit mit einer hohen optischen Effizienz entwickelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit mit einer mindestens eine nichtglimmende Lichtquelle umfassenden Leuchtdiode und mit einem der nichtglimmenden Lichtquelle optisch nachgeschalteten Lichtverteilkörper, wobei der Lichtverteilkörper mindestens zwei in einer zumindest annähernd parallel zur optischen Achse der Leuchteinheit orientierten Null-Grad-Richtung hintereinander angeordnete Abschnitte aufweist, wobei die der nichtglimmenden Lichtquelle abgewandte Stirnseite des Lichtverteilkörpers eine Einsenkung hat und wobei jede Begrenzungsfläche der Einsenkung eine Totalreflexionsfläche für das von der nichtglimmenden Lichtquelle emittierte Licht umfasst.
  • Die optische Achse einer Leuchteinheit ist beispielsweise die geometrische Mittellinie des von der Leuchteinheit ausgesandten Lichts. In einem polaren Lichtverteilungsdiagramm für die Leuchteinheit ist die Lichtquelle im Zentrum angeordnet. Um die Lichtquelle herum ist in diesem Diagramm die Intensität des Lichtes in den einzelnen Segmenten des Vollkreises aufgetragen. Die Leuchteinheit ist hierfür meist in einer Vorzugsstellung im Diagramm dargestellt. Beispielsweise wird der Abschnitt der optischen Achse, der in der Abstrahlrichtung der Lichtquelle orientiert ist, in die Null-Grad-Richtung des Diagramms eingezeichnet. Im Folgenden wird daher als Null-Grad-Richtung der Leuchteinheit die von der Lichtquelle ausgehende Richtung bezeichnet, die zumindest annähernd parallel zur optischen Achse orientiert ist.
  • Aus der EP 1 255 132 A1 ist eine Leuchteinheit mit einer Leuchtdiode bekannt. Der Lichtverteilkörper ist auf die Leuchtdiode aufgesetzt, wobei der Spalt zwischen den beiden Körpern mit transparentem Werkstoff gefüllt sein kann. Beim Durchgang durch die unterschiedlichen Werkstoffe wird ein Teil des Lichts absorbiert. Das Licht wird um 90 Grad umgelenkt. Um diese Leuchteinheit z.B. als Scheinwerfer zu nutzen, ist ein flacher Reflektor mit einem großen Durchmesser erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine kompakte Leuchteinheit mit einer hohen optischen Effizienz zu entwickeln.
  • Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu ist der Lichtverteilkörper Teil der Leuchtdiode. Der an der nichtglimmenden Lichtquelle anliegende Abschnitt des Lichtverteilkörpers hat zumindest in einer Schnittebene, die die optische Achse umfasst, als Hüllkurve einen Ellipsenabschnitt. Zumindest eine große Halbachse dieser Ellipse ist in der Null-Grad-Richtung versetzt zur nichtglimmenden Lichtquelle angeordnet. Außerdem beträgt der Radius des Schmiegkreises am Endpunkt der großen Halbachse zwischen 30 % und 90 % der Länge der großen Halbachse.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
    • Figur 1:
    Leuchteinheit mit Leuchtdiode;
    Figur 2:
    Schnitt durch die Figur 1;
    Figur 3:
    Lichtverteilungsdiagramm der Leuchteinheit nach Figur 1;
    Figur 4:
    Leuchteinheit mit Leuchtdiode und Reflektor.
  • Die Figur 1 zeigt als Beispiel einer Leuchteinheit (10) ein Drahtmodell einer Leuchtdiode (20). Die Leuchtdiode (20) umfasst eine nichtglimmende Lichtquelle (21), z.B. einen lichtemittierenden Chip (21) und einen Lichtverteilkörper (31). Die elektrischen Anschlüsse der Leuchtdiode (20) sind hier nicht dargestellt. In der Figur 2 ist ein Schnitt durch diese Leuchtdiode (20) dargestellt, wobei die Schnittebene dieser Darstellung die optische Achse (5) umfasst.
  • Die optische Achse (5) der Leuchteinheit (10) ist beispielsweise normal zum lichtemittierenden Chip (21) ausgerichtet und durchdringt den Lichtverteilkörper (31). Letzterer ist in diesem Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch zur optischen Achse (5) angeordnet. Er kann in der Stirnansicht aber auch quadratisch, rechteckig, elliptisch, etc. ausgebildet sein. Im Lichtverteilungsdiagramm ist die Lichtquelle im zentrum angeordnet, so dass die Null-Grad-Richtung (2) am lichtemittierenden Chip (21) entspringt. Sie ist hier parallel zur optischen Achse (5) in Richtung der Stirnseite (43) des Lichtverteilkörpers (31) orientiert, die dem lichtemittierenden Chip (21) abgewandt ist. In der Darstellung der Figuren 1 - 4 zeigt die Null-Grad-Richtung (2) nach oben.
  • Der lichtemittierende Chip (21) ist in den Figuren 1 und 2 in den in den unteren Bereich des Lichtverteilkörpers (31) eingebettet, so dass der Lichtverteilkörper (31) am lichtemittierenden Chip (21) anliegt und diesen umgibt.
  • Der Lichtverteilkörper (31) hat entlang der optischen Achse (5) oberhalb der nichtglimmenden Lichtquelle (21) z.B. eine Länge von 3 Millimetern. Sein maximaler Durchmesser in einer Ebene normal zur optischen Achse (5) beträgt beispielsweise 5 Millimeter. Die Länge des Lichtverteilkörpers (31) ist somit in diesem Ausführungsbeispiel kleiner als 70 % seines maximalen Durchmessers. Der Lichtverteilkörper (31) kann grö-ßere oder kleinere als die genannten Abmessungen aufweisen. So kann der Durchmesser des Lichtverteilkörpers (31) z.B. zwischen 3 Millimeter und 8 Millimeter betragen.
  • Der Lichtverteilkörper (31) umfasst zwei in der Null-Grad-Richtung (2) hintereinander angeordnete Abschnitte (32, 42) zumindest annähernd gleicher Länge, die mittels eines als Einschnürung (62) ausgebildeten Übergangsbereichs (61) miteinander verbunden sind. Der in der Figur 1 dargestellte untere Abschnitt (32) hat zumindest annähernd die Gestalt eines Halbellipsoiden (33), dessen Mittel- und Schnittebene normal zur optischen Achse (5) liegt. Auf dem unteren Abschnitt (32) sitzt als oberer Abschnitt (42) z.B. ein Kegelstumpf (44), der sich in der Null-Grad-Richtung (2) aufweitet. Die Stirnseite (43) des Lichtverteilkörpers (31) hat eine zentrale Einsenkung (49). Der Durchmesser der Einschnürung (62) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 45 % des maximalen Durchmessers des Lichtverteilkörpers (31).
  • In der Schnittdarstellung der Figur 2 ist der Halbellipsoid (33) als Halbellipse (34) dargestellt. Die hier waagerecht liegende Mittelachse der Halbellipse (34) wird in diesem Ausführungsbeispiel gebildet durch zwei miteinander fluchtende große Halbachsen (36), von denen in der Figur 2 nur eine dargestellt ist. Diese großen Halbachsen (36) liegen z.B. parallel zum lichtemittierenden Chip (21) und sind zum lichtemittierenden Chip (21) beispielsweise um 1 % des Durchmessers des Lichtverteilkörpers (31) in der Null-Grad-Richtung (2) versetzt. Die gedachte kleine Halbachse der Halbellipse (34) liegt auf der optischen Achse (5).
  • Auf den großen Halbachsen (36) liegen die Mittelpunkte (38) der Schmiegkreise. Diese Schmiegkreise tangieren die Halbellipse (34) zumindest in den Endpunkten (37) der großen Halbachsen (36). Der Radius der Schmiegkreise beträgt beispielsweise zwischen 40 % und 90 % der Länge der großen Halbachsen (36) der Halbellipse (34). In der Darstellung der Figur 2 beträgt der Radius 60 % dieser Länge. Gegebenenfalls kann die Halbellipse (34) die Gestalt eines Ovals haben. Der Schmiegkreis tangiert dann die Halbellipse (34) entlang eines Viertelkreises. Die den unteren Abschnitt (32) begrenzende Linie kann auch einen Abschnitt einer Halbellipse (34) umfassen, beispielsweise bei einem Lichtverteilkörper (31), der ein Segment eines zur optischen Achse (5) rotationssymmetrischen Körpers ist.
  • Die Halbellipse (34) geht z.B. tangential in die beispielsweise als Hohlkehle ausgebildete Einschnürung (62) über. Ihr Radius beträgt z.B. 2 % der Länge der Halbellipse (34).
  • Der maximale Durchmesser des Kegelstumpfs (44) beträgt beispielsweise 90 % des maximalen Durchmessers des Lichtverteilkörpers (31). Seine Mantelfläche (46) hat einen oberen (47) und einen unteren Bereich (48). Im oberen Bereich (47) ist die Mantelfläche (46) hier um 20 Grad zur optischen Achse (5) geneigt. Die Länge dieses Bereiches (47), parallel zur optischen Achse (5) gemessen, beträgt z.B. 35 % der Länge des Lichtverteilkörpers (31). Im unteren Bereich (48) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel die Neigung der Mantelfläche (46) zur optischen Achse (5) 60 Grad. Die Mantelfläche (46) kann auch stufenförmig aufgebaut sein. Die Stufen umfassen dann z.B. mehrere Flächen, die versetzt zueinander sind und 20 Grad zur optischen Achse geneigt sind.
  • Die Einsenkung (49) der dem lichtemittierenden Chip (21) abgewandten Stirnseite (43) ist trichterförmig ausgebildet und verjüngt sich in Richtung des lichtemittierenden Chips (21). Sie läuft auf eine Spitze (52) zu. Ihre Tiefe beträgt beispielsweise 48 % der Länge des Lichtverteilkörpers (31). Der größte Durchmesser der Einsenkung (49) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 80 % des maximalen Durchmessers des Lichtverteilkörpers (31). Die Erzeugende der Begrenzungsfläche (51) der Einsenkung (49) ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Parabel, vgl. Figur 2. Der Brennpunkt der Parabel liegt hier in dem z.B. als punktförmig angenommenen lichtemittierenden Chip (21). Anstatt einer Parabel kann die Erzeugende der Einsenkung (49) auch eine andere stetige oder abschnittsweise stetige geometrische Kurve sein.
  • Die Herstellung der Leuchtdiode (20) erfolgt beispielsweise im Spritzgussverfahren in zwei Arbeitsschritten. Der beim Spritzgussverfahren in beiden Arbeitsschritten eingesetzte Werkstoff ist beispielsweise ein hochtransparenter Thermoplast, z.B. modifiziertes Polymethylmethacrylimid (PMMI), Polysulfon (PSU), Silikon, etc. Im ersten Arbeitsschritt wird der lichtemittierende Chip (21) mit einem hier nicht dargestellten Elektronikschutzkörper umgeben. Im zweiten Arbeitsschritt wird dieser dann zur Bildung des Lichtverteilkörpers (31) umspritzt. Es ergibt sich somit ein homogener Lichtverteilkörper (31), der unmittelbar am lichtemittierenden Chip (21) anliegt. Die Leuchtdiode (20) kann aber auch in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden. Gegebenenfalls kann die Gestalt der Oberfläche des Lichtverteilkörpers (31) zusätzlich mittels eines Umformverfahrens verändert werden.
  • Beim Betrieb der Leuchtdiode (20) emittiert der hier als punktförmig angenommene lichtemittierende Chip (21) Licht als Lambert'scher Strahler zumindest annähernd in einen Halbraum. In der Figur 2 sind beispielhaft einzelne, um 15 Grad zueinander versetzte Lichtstrahlen (82 - 86) dargestellt. Licht (82 - 84) das unter einem Winkel zwischen z.B. 85 Grad und 35 Grad zur optischen Achse (5) emittiert wird, trifft auf die Grenzfläche (35) des Halbellipsoiden (33). Der Winkel von 85 Grad ist hier der Winkel des gedachten Lichtstrahls, der durch den Mittelpunkt (38) des Schmiegkreises geht. Beim Auftreffen auf die Grenzfläche (35) schließt das Licht (82 - 84) mit der Normalen im Auftreffpunkt einen Winkel ein, der kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Dieser Grenzwinkel ist hier beispielsweise 43 Grad. Das Licht (82 - 84) tritt durch die Grenzfläche (35) hindurch. Beim Übergang vom optisch dichteren Werkstoff des Lichtverteilkörpers (31) in die optisch dünnere Umgebung (1), z.B. Luft, wird das Licht (82 - 84) vom Lot weg gebrochen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Brechungszahl 1,635. Das in dem oben angegebenen Winkelsegment vom lichtemittierenden Chip (21) emittierte Licht tritt nun in einem Winkelsegment von beispielsweise 62 Grad bis 85 Grad zur optischen Achse (5) in die Umgebung (1) aus. Die Grenzfläche (35) des Halbellipsoiden (33) wirkt somit als Sammellinse für das vom lichtemittierenden Chip (21) emittierte Licht. In einem polar dargestellten Lichtverteilungsdiagramm, vgl. Figur 3, ergibt sich in diesem Segment eine hohe Lichtstärke.
  • Die Grenzfläche (35) des Halbellipsoiden (33) kann in der Art einer Fresnellinse gestaltet sein. So kann sie einzelne, als Fresnelelemente ausgebildete umlaufende Ringe umfassen. Die theoretische Hüllgestalt einer solchen Fresnellinse ist die oben beschriebene Sammellinse.
  • Licht (85, 86), das vom lichtemittierenden Chip (21) unter einem Winkel zur optischen Achse (5) emittiert wird, der kleiner ist als 35 Grad, gelangt an die Begrenzungsfläche (51) der Einsenkung (49). Das Licht (85, 86) trifft auf diese Begrenzungsfläche (51) in einem Winkel zur Normalen im Auftreffpunkt auf, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Die Begrenzungsfläche (51) bildet für das auftreffende Licht (85, 86) eine Totalreflexionsfläche (91), an der das auftreffende Licht (85, 86) in Richtung der Mantelfläche (46) reflektiert wird. Ein kleiner Anteil des vom lichtemittierenden Chip (21) emittierten Lichts tritt durch die Spitze (52) der Einsenkung (49) hindurch in die Umgebung (1).
  • Die Totalreflexionsfläche (91) kann beispielsweise aus einzelnen Flächenelementen zusammengesetzt sein. Die Verbindungslinie des Flächenelementes zum lichtemittierenden Chip (21) schließt dann mit der Normalen in diesem Flächenelement einen Winkel ein, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Die Begrenzungsfläche (51) der Einsenkung (49) kann auch verspiegelt sein. Sie kann größer sein als die Totalreflexionsfläche (91).
  • Das an der Totalreflexionsfläche (91) reflektierte Licht (85, 86) ist in diesem Ausführungsbeispiel zueinander zumindest annähernd parallel. Es trifft auf die Mantelfläche (46) in einem Winkel zur Normalen im Auftreffpunkt auf, der kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Beim Durchtritt durch die Mantelfläche (46), die eine Refraktionsfläche (93) bildet, wird es vom Lot weg gebrochen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel tritt das Licht (85, 86) unter einem Winkel von 75 Grad zur optischen Achse (5) in die Umgebung (1). Die Mantelfläche (46) kann auch so angeordnet sein, dass das reflektierte Licht (85, 86) sie ohne Brechung durchdringt.
  • Das aus dem oberen Abschnitt (42) austretende Licht (85, 86) überlagert sich mit dem Licht (82 - 84), das aus dem unteren Abschnitt (32) des Lichtverteilkörpers (31) austritt. Das vom lichtemittierenden Chip (21) emittierte Licht wird umgelenkt. Das Maximum der Lichtintensität liegt beispielsweise in einem Bereich um 75 Grad zur optischen Achse (5). Aufgrund des homogenen Werkstoffs des Lichtverteilkörpers (31) und der geringen Brechungsverluste hat die hier beschriebene Leuchteinheit (10) einen hohen Wirkungsgrad.
  • Der Übergangsbereich (61) zwischen dem unteren Abschnitt (32) und dem oberen Abschnitt (42) des Lichtverteilkörpers (31) ist beispielsweise derart definiert, dass ein den Übergangsbereich (61) tangierender Lichtstrahl in der Darstellung der Figur 2 am oberen Ende der Begrenzungsfläche (51) auftrifft. Die gedachte Umfangslinie am oberen Ende der Begrenzungsfläche (51) wird hierbei unter anderem durch den Brechungsindex und den gewünschten Lichtaustrittswinkel des unteren Abschnitts (32) bestimmt. Beispielsweise ergibt sich bei einem horizontalen Übergang zwischen dem unteren Abschnitt (32) und dem Übergangsbereich (61) und einem gewünschten Lichtaustrittswinkel Alpha des begrenzenden Lichtstrahls aus dem unteren Abschnitt (32) zu einer horizontalen Ebene der Grenzwinkel (Alpha + x) der Umfangslinie der Begrenzungsfläche (51) zu einer horizontalen Ebene aus: sin x / n - cos x = tan 90 ⁢ ° - alpha - tan x / ( 1 + ( tan ( 90 ⁢ ° - alpha ) * tan x )
    Figure imgb0001
  • In dieser Formel ist n der Brechungsindex des Werkstoffs des unteren Abschnitts (32). Der Ursprung des Winkels Alpha ist der Durchtrittspunkt des Lichtstrahls durch die Grenzfläche (35) des unteren Abschnitts (32). Der Ursprung des Grenzwinkels (Alpha + x) ist der lichtemittierende Chip (21). Der so ermittelte Grenzwinkel der Begrenzungsfläche (51) bestimmt auch die Mantelfläche (46) des oberen Abschnitts (42).
  • Die Figur 3 zeigt das polare Lichtverteilungsdiagramm für die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit (10). Als Radianten (102) sind die Abstrahlwinkel dargestellt, wobei die hier nach oben zeigende Richtung die Null-Grad-Richtung (2) ist. Auf den Radianten (102) sind einander konzentrische Kreise (103) angeordnet. Diese zeigen vom Zentrum (101) nach außen abnehmende Lichtstärkewerte, z.B. in Candela pro Kilolumen. In diesem polaren Lichtverteilungsdiagramm ergibt sich für das aus dem Lichtverteilkörper (31) austretende Licht somit ein Maximum der Intensität in einem Bereich um 75 Grad zu beiden Seiten der Null-Grad-Richtung (2). Die Intensität nimmt sowohl zu kleineren Winkeln als auch zu größeren Winkeln hin ab.
  • Um eine Leuchteinheit (10) aufzubauen, deren Intensitätsmaximum in einem Segment liegt, das kleiner ist als 75 Grad, wird beispielsweise die Mittelebene des Halbellisoiden (33) vom lichtemittierenden Chip (21) weg in der Null-Grad-Richtung (2) verschoben. Gleichzeitig kann beispielsweise der Neigungswinkel zumindest des oberen Bereichs (47) der Mantelfläche (46) zur optischen Achse (5) erhöht werden.
  • Soll das Intensitätsmaximum z.B. auf einen Winkel von 85 Grad zur optischen Achse (5) liegen, kann die Mittelebene des Halbellipsoiden (33) näher am lichtemittierenden Chip (21) angeordnet werden. Gleichzeitig kann der Neigungswinkel z.B. des oberen Bereichs (47) der Mantelfläche (46) zur optischen Achse (5) verringert werden.
  • Um eine Leuchteinheit (10) mit einem engen Abstrahlsegment herzustellen, kann beispielsweise der Abstand der Mittelpunkte (38) der Schmiegkreise zum lichtemittierenden Chip (21) groß gewählt werden. Umgekehrt können für ein breites Abstrahlsegment die Mittelpunkte (38) der Schmiegkreise nahe an den lichtemittierenden Chip (21) gelegt werden. Zur Einstellung des gewünschten Lichtverteilungsdiagramms ist auch eine Variation der Schmiegkreisradien und damit der Krümmung des Ellipsoiden (33) denkbar.
  • In der Figur 4 ist eine Leuchteinheit (10) mit einer Leuchtdiode (20) und einem der Leuchtdiode (20) optisch nachgeschalteten Reflektor (70) dargestellt.
  • Die Leuchtdiode (20) entspricht weitgehend der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Leuchtdiode (20). In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Brechungsindex des Werkstoffs des Lichtverteilkörpers (31) jedoch beispielsweise 1,4. Das aus der Leuchtdiode (20) austretende Licht (81 - 87) überstreicht hier ein Segment von 50 Grad bis 90 Grad zur optischen Achse (5).
  • Der Reflektor (70) ist konkav ausgebildet und z.B. koaxial zur optischen Achse (5) aufgebaut. In seinem Zentrum sitzt die Leuchtdiode (20). Er umfasst hier zwei Reflexionsbereiche (71, 72). Ein innerer konusförmiger Bereich (71) ist umgeben von einem außenliegenden, z.B. parabolisch ausgebildeten Bereich (72). Der konusförmige Bereich (71) ist hier beispielsweise um 45 Grad zur optischen Achse (5) geneigt.
  • In der Schnittdarstellung der Figur 4 ist der Lichtstrahl (81) dargestellt, der durch den Mittelpunkt (38) des Schmiegkreises der Halbellipse (34) geht. Dieser Lichtstrahl (81) trifft normal auf die Grenzfläche (35) und wird beim Durchtritt durch die Grenzfläche (35) nicht gebrochen. Die Neigung des in die Umgebung (1) austretenden Lichtstrahls (81) zur optischen Achse (5) beträgt beispielsweise 85 Grad.
  • In dieser Figur 4 ist weiterhin der Lichtstrahl (87) dargestellt, der die Einschnürung (62) tangiert. Dieser Lichtstrahl (87) ist der Lichtstrahl (87) mit dem größten Neigungswinkel gegenüber der optischen Achse (5), der auf die Totalreflexionsfläche (91) auftrifft. Er wird an dem dem lichtemittierenden Chip (21) entfernten Ende (92) der Totalreflexionsfläche (91) in Richtung der Mantelfläche (46) reflektiert und durchdringt beispielsweise ohne Brechung die Mantelfläche (46). Die Neigung des in die Umgebung (1) austretenden Lichtstrahls (87) zur optischen Achse (5) beträgt beispielsweise 90 Grad.
  • Die beiden beschriebenen Lichtstrahlen (81, 87) schneiden sich in der Schnittdarstellung der Figur 4 in einem Punkt (89), der beispielsweise auf dem Reflektor (70) liegt. An diesem Punkt (89) geht der konische Bereich (71) in den parabolischen Bereich (72) über. Im dreidimensionalen Raum ist dieser Punkt (89) ein Punkt einer Linie, die z.B. einen konstanten Abstand zum Lichtverteilkörper (31) hat. Bei einer Leuchtdiode (20) mit einem rotationssymmetrischen Lichtverteilkörper (31) ist diese Linie ein Kreis, dessen Mittelpunkt z.B. auf der optischen Achse (5) liegt. Der Übergang der beiden Reflektorbereiche (71, 72) kann einen größeren Abstand zur Leuchtdiode (20) haben als die Linie (89).
  • Licht (85, 86), das vom lichtemittierenden Chip (21) unter einem Winkel zur optischen Achse (5) emittiert wird, der kleiner ist als der Neigungswinkel des Lichtstrahls (87), trifft auf den konusförmigen Bereich des Reflektors (70) auf. Dort wird das Licht (85, 86) in die Null-Grad-Richtung (2) reflektiert. Die einzelnen Lichtstrahlen (85, 86) sind nun beispielsweise parallel zueinander.
  • Das Licht (82 - 84), das vom lichtemittierenden Chip (21) in einem Winkelsegment emittiert wird, das von den Neigungswinkeln der emittierten Lichtstrahlen (81) und (87) begrenzt wird, trifft auf den parabolischen Bereich (72) des Reflektors (70). Hier wird es in die Null-Grad-Richtung (2) reflektiert.
  • Aus der Entfernung betrachtet, ergibt sich somit eine weitgehend homogen leuchtende Leuchteinheit (10) ohne dunkle Flecken.
  • Der Reflektor (70) kann auch mit einem einzigen konischen oder einem einzigen gewölbten Bereich ausgeführt sein. Hiermit kann beispielsweise gezielt ein diffuser Anteil des von der Leuchteinheit (10) ausgesandten Lichts erzeugt werden. Auch ist es denkbar, den Reflektor (70) in der Grundform parabolisch auszubilden. Auf der Reflektorfläche sind dann beispielsweise kissenartige Erhebungen und/oder Vertiefungen angeordnet.
  • Das gesamte, aus der Leuchtdiode (20) austretende Licht wird auf einer großen Oberfläche des Reflektors (70) verteilt und dort reflektiert. Kleinere Ungenauigkeiten der Beschichtung des Reflektors (70) beeinträchtigen das von der Leuchteinheit (10) ausgesandte Licht nicht. Der eingesetzte Reflektor (70) kann somit in einem Durchmesserbereich gefertigt werden, bei dem z.B. die Beschichtung sicher und genau hergestellt werden kann.
  • Die Leuchteinheit (10) ist somit kompakt ausgebildet und hocheffizient.
  • Der Leuchteinheit (10) kann auch derart ausgebildet sein, dass in einer Ansicht von der Stirnseite (43) der Reflektor (70) und/oder der Lichtverteilkörper (31) ein Segment eines rotationssymmetrischen Körpers ist. Auch eine quadratische, rechteckige, durch einen Polygonzug begrenzte, etc. Gestalt des Lichtverteilkörpers (31) und/oder des Reflektors (70) ist denkbar. Die Leuchtdiode (20) kann auch mehrere lichtemittierende Chips (21) umfassen.
  • Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Umgebung
    2
    Null-Grad-Richtung
    5
    optische Achse
    10
    Leuchteinheit
    20
    Leuchtdiode
    21
    nichtglimmende Lichtquelle, lichtemittierender Chip
    31
    Lichtverteilkörper
    32
    unterer Abschnitt von (31)
    33
    Halbellipsoid
    34
    Halbellipse
    35
    Grenzfläche von (33)
    36
    große Halbachse von (34)
    37
    Endpunkt von (36)
    38
    Mittelpunkte der Schmiegkreise
    42
    oberer Abschnitt von (31)
    43
    Stirnseite
    44
    Kegelstumpf
    46
    Mantelfläche von (44)
    47
    oberer Bereich von (46)
    48
    unterer Bereich von (46)
    49
    Einsenkung
    51
    Begrenzungsfläche von (49)
    52
    Spitze von (49)
    61
    Übergangsbereich
    62
    Einschnürung
    70
    Reflektor
    71
    Reflexionsbereich, konusförmiger Bereich
    72
    Reflexionsbereich, parabolisch ausgebildeter Teil
    81
    Lichtstrahl durch (38)
    82 - 86
    Lichtstrahlen
    87
    Lichtstrahl tangential an (62)
    89
    Schnittpunkt von (81, 87), Schnittlinie
    91
    Totalreflexionsfläche
    92
    Ende von (91), von (21) abgewandt
    93
    Refraktionsfläche
    101
    Zentrum
    102
    Radianten
    103
    Linien, Kreise

Claims (12)

  1. Leuchteinheit (10) mit einer mindestens eine nichtglimmende Lichtquelle (21) umfassenden Leuchtdiode (20) und mit einem der nichtglimmenden Lichtquelle (21) optisch nachgeschalteten Lichtverteilkörper (31), wobei der Lichtverteilkörper (31) mindestens zwei in einer zumindest annähernd parallel zur optischen Achse (5) der Leuchteinheit (10) orientierten Null-Grad-Richtung (2) hintereinander angeordnete Abschnitte (32, 42) aufweist, wobei die der nichtglimmenden Lichtquelle (21) abgewandte Stirnseite (43) des Lichtverteilkörpers (31) eine Einsenkung (49) hat und wobei jede Begrenzungsfläche (51) der Einsenkung (49) eine Totalreflexionsfläche (91) für das von der nichtglimmenden Lichtquelle (21) emittierte Licht (81 - 87) umfasst, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lichtverteilkörper (31) Teil der Leuchtdiode (20) ist,
    - dass der an der nichtglimmenden Lichtquelle (21) anliegende Abschnitt (32) des Lichtverteilkörpers (31) zumindest in einer Schnittebene, die die optische Achse (5) umfasst, als Hüllkurve einen Ellipsenabschnitt hat,
    - dass zumindest eine große Halbachsen (36) dieser Ellipse in der Null-Grad-Richtung (2) versetzt zur nichtglimmenden Lichtquelle (21) angeordnet ist und
    - dass der Radius des Schmiegkreises am Endpunkt (37) der großen Halbachse (36) zwischen 30 % und 90 % der Länge der großen Halbachse (36) beträgt.
  2. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtverteilkörper (31) rotationssymmetrisch zur optischen Achse (5) der Leuchteinheit (10) ist.
  3. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (42) zumindest annähernd eine kegelstumpfförmige Gestalt hat, wobei der Kegel sich in der Null-Grad-Richtung (2) aufweitet.
  4. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelebene des Halbellipsoiden (33) mindestens um 1% des Durchmessers der Leuchtdiode (20) zur nichtglimmenden Lichtquelle (21) versetzt ist.
  5. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Lichtverteilkörpers (31) der Leuchtdiode (20) oberhalb der nichtglimmenden Lichtquelle (21) maximal 70 % seines Durchmessers beträgt.
  6. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Lichtverteilkörpers (31) kleiner ist als 8 Millimeter.
  7. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Totalreflexionsfläche (91) mindestens eine Refraktionsfläche (93) optisch nachgeschaltet ist.
  8. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtdiode (20) ein Reflektor (70) optisch nachgeschaltet ist.
  9. Leuchteinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (70) einen konusförmigen Bereich (71) und einen parabolisch ausgebildeten Bereich (72) umfasst.
  10. Leuchteinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (81), auf denen die Mittelpunkte (38) der Schmiegkreise liegen und die Lichtstrahlen (87), die an dem dem lichtemittierenden Chip (21) entfernten Ende (92) der Totalreflexionsfläche (91) reflektiert werden, sich in zumindest einer Linie (89) schneiden.
  11. Leuchteinheit nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie (89) ein Kreis ist, wobei der Mittelpunkt des Kreises auf der optischen Achse (5) liegt.
  12. Leuchteinheit nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem konischen (71) und dem parabolischen Teil (72) des Reflektors (70) zumindest annähernd auf diesem Kreis liegt.
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