EP2049835B1

EP2049835B1 - Leuchte

Info

Publication number: EP2049835B1
Application number: EP07788239A
Authority: EP
Inventors: Jens Clark; Udo Custodis; Ulrich Henger; Ulrich Biebel
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2027-08-06
Also published as: US7874697B2; WO2008017652A1; JP2010500706A; HK1132787A1; CN101501394A; US20090243455A1; EP2049835A1; DE102006037376A1; CN101501394B; ATE514901T1; JP4861478B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem Anspruch 1.
Eine derartige Leuchte ist beispielsweise in der WO 2006/086967 (veröffentlicht am 24. August 2006) offenbart. Diese Schrift beschreibt ein farbadaptives Beleuchtungssystem mit einer ersten Lichtquelle in Form mindestens einer Niederdruckentladungslampe und mit einer zweiten Lichtquelle in Form mindestens zweier Leuchtdioden.

I. Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Ereindung, eine Leuchte bereitzustellen, die eine farbadaptive Beleuchtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Leuchte besitzt eine erste Lichtquelle, die mindestens eine Leuchtstofflampe oder eine Glühlampe umfasst, sowie eine zweite Lichtquelle, die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung umfasst, und einen. Reflektor für das von den Lichtquellen emittierte Licht, wobei eine Kühlvorrichtung für die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung vorgesehen ist, die thermisch an die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung gekoppelt ist und an dem Reflektor angeordnet ist, und wobei die Leuchte ein lichtdurchlässiges, lichtstreuendes Mittel umfasst, das in dem Strahlengang des von der Leuchte emittierten Lichts angeordnet ist. Durch die Kombination der vorgenannten Merkmale wird eine Leuchte geschaffen, die eine Anpassung des Farbtons und der Farbtemperatur des von ihr emittierten Lichts in weiten Grenzen ermöglicht. Mittels der ersten Lichtquelle wird weißes Licht mit einem durch die Eigenschaften dieser Lichtquelle definierten Farbort und Farbtemperatur erzeugt, während mittels der zweiten Lichtquelle, die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung umfasst, der Farbort oder bzw. und die Farbtemperatur zu einem gewünschten Wert verschoben wird. Insbesondere kann mittels der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung der Farbort der Leuchte entlang der Planckschen Kurve in Figur 6 zu Farborten geringerer Farbtemperatur verschoben werden. Die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung besteht aus einer Kombination von mehreren Leuchtdioden, die sich, aufgrund ihrer geringen Baugröße, in der Nähe der ersten Lichtquelle platzieren lassen, so dass sich mittels eines Reflektors und eines lichtdurchlässigen Lichtstreumittels das von beiden Lichtquellen generierte Licht homogen mischen lässt und der Betrachter das von der Leuchte emittierte Licht nicht mehr der ersten oder zweiten Lichtquelle zuordnen kann. Die zum Betrieb der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung erforderlich Kühlvorrichtung ist am Reflektor angeordnet, wodurch eine einfache Montage der Leuchtdiodenanordnung und eine gute thermische Kopplung von Leuchtdiodenanordnung und Kühlvorrichtung ermöglicht werden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kombination kann die Farbtemperatur des von der Leuchte emittierten weißen Lichts in weiten Grenzen, beispielsweise zwischen 2700 Kelvin und 6000 Kelvin variiert werden oder alternativ der Farbton des von der Leuchte emittierten Lichts über das gesamte Farbspektrum, von bläulich bis rötlich, variiert werden.
Vorteilhafterweise weist der Reflektor eine den beiden Lichtquellen zugewandte, Licht reflektierend ausgebildete Innenseite und eine von den Lichtquellen abgewandte Außenseite auf, wobei die Kühlvorrichtung für die mindestens eine Leuchtdioden- - anordnung an der Außenseite des Reflektors angeordnet ist. Dadurch kann der Reflektor für beide Lichtquellen genutzt werden und die Kühlvorrichtung wird nicht durch die von den Lichtquellen emittierte elektromagnetische Strahlung aufgeheizt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung zwecks einfacher Montage am Rand einer Lichtaustrittsöffnung des Reflektors angeordnet.
Die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung ist vorteilhafterweise an der Innenseite des Reflektors angeordnet, um eine einfache Montage und eine optimale Kopplung an die lichtreflektierende Fläche des Reflektors zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung auf einer Oberfläche der Kühlvorrichtung montiert, um eine gute thermische Kopplung zwischen den Leuchtdioden und der Kühlvorrichtung zu gewährleisten. Vorzugsweise ist diese Oberfläche der Kühlvorrichtung der Außenseite des Reflektors zugewandt und die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung ragt durch einen oder mehrere Durchbrüche im Reflektor hindurch, um eine einfache und Platz sparende Montage der Leuchtdiodenanordnung und der zugehörigen Kühlvorrichtung am Reflektor zu erlauben. Die Kühlvorrichtung kann dadurch an der Außenseite des Reflektors fixiert werden, so dass die Leuchtdiodenanordnung durch die vorgenannten Durchbrüche hindurchragt. Um eine bessere thermische Isolation zwischen dem Reflektor und dem Kühlkörper zu gewährleisten, kann zwischen der mit der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung versehenen Oberfläche der Kühlvorrichtung und der Außenseite des Reflektors eine thermische Isolationsschicht angeordnet sein. Diese Isolationsschicht kann beispielsweise aus einem Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen oder von dem Reflektor selbst gebildet werden, wenn dieser aus einem Kunststoff geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist und seine Licht reflektierende Innenseite beispielsweise als Metallisierung ausgebildet ist.
Die Kühlvorrichtung weist vorteilhafterweise Kühlrippen auf, die derart angeordnet sind, dass sie außerhalb des Strahlengangs des von der Leuchte ausgesandten Lichts liegen. Dadurch verursachen die Kühlrippen keine Abschattung und werden nicht von dem von der Leuchte emittierten Licht aufgeheizt. Alternativ kann die Kühlvorrichtung als Kühlblech, beispielsweise aus Aluminiumblech ausgebildet sein, über dessen Oberfläche die von der Leuchte erzeugte Wärme nach Außen abgeführt wird. In diesem Fall ist vorteilhafterweise ein Zwischenraum oder Hohlraum zwischen dem Kühlblech und dem Reflektor vorgesehen, um dort ein Betriebsgerät oder eine Betriebsschaltung für die Lichtquellen zu platzieren.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung eine Kombination von rot oder orange leuchtenden Leuchtdioden mit grün leuchtenden Leuchtdioden und die erste Lichtquelle besteht aus einer oder mehreren Leuchtstofflampen. Vorzugsweise werden Leuchtstofflampen verwendet, die während ihres Betriebs tageslichtailigen Licht, das heißt mit einer Farbtemperatur im Bereich von ca. 5400 Kelvin bis 6000 Kelvin, erzeugen. Durch die Kombination von roten bzw. orangefarbenen Leuchtdioden mit grünen Leuchtdioden kann weißes Licht mit geringer Farbtemperatur erzeugt werden und die Farbtemperatur des von der Leuchte emittierten Lichts auf Werte bis zu 2700 Kelvin in effizienter Weise reduziert werden. Die roten bzw. orangefarbenen und grünen Leuchtdioden haben eine höhere Effizienz als andere komplementärfarbige Kombination von Leuchtdioden, wie beispielsweise blaue und gelbe Leuchtdioden. Als erste Lichtquelle sind Leuchtstofflampen gegenüber Glühlampen bevorzugt, weil erstere eine höhere Lichtausbeute aufweisen und tageslichtartiges Licht mittels Halogenglühlampen nur mit hohem Aufwand an Filtermitteln und geringer Effizienz generierbar ist.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung Leuchtdioden, die während ihres Betriebs warmweißes Licht, das heißt weißes Licht mit einer Farbtemperatur im Bereich von ca. 2700 Kelvin bis 3000 Kelvin, erzeugen, und die erste Lichtquelle besteht aus einer oder mehreren Leuchtdioden. Vorzugsweise werden Leuchtstofflampen verwendet, die während ihres Betriebs tageslichtartiges Licht erzeugen. Mittels Kombination der warmweißes Licht erzeugenden Leuchtdioden mit der bzw. den Leuchtstofflampen kann die Farbtemperatur des von der Leuchte emittierten Lichts ebenfalls auf effiziente Weise reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung eine Kombination von rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdioden. Dadurch kann jede Lichtfarbe des Farbspektrums erzeugt und mit dem weißen Licht der ersten Lichtquelle gemischt werden, so dass die Farbtönung des von der Leuchte emittierten Lichts in weiten Grenzen variiert werden kann. Insbesondere kann auch die Farbtemperatur des von dieser Leuchte emittierten Lichts variiert werden.
Das lichtdurchlässige, lichtstreuende Mittel ist gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen an der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors angeordnet und als Abdeckscheibe ausgebildet, wodurch eine einfache Montage ermöglicht wird und gewährleistet ist, dass das gesamte, von den Lichtquellen generierte Licht das Lichtstreumittel passieren muss.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Leuchte mit einem Farbsensor ausgestattet, der zur Steuerung der Farbtemperatur oder der Farbe des von der Leuchte emittierten Lichts dient. Mittels des Farbsensors kann eine automatische Anpassung der Farbtemperatur oder der Farbtönung des von der Leuchte ausgesandten Lichts an Änderungen des natürlichen Umgebungslicht im Verlauf des Tages durchgeführt werden. Außerdem kann in einem Beleuchtungssystem, das mehrere der erfindungsgemäßen Leuchten umfasst, mittels der Farbsensoren eine exakte farbliche Abstimmung der einzelnen Leuchten aufeinander durchgeführt werden, um beispielsweise die Beleuchtung in einem Raum an Änderungen des natürlichen Umgebungslichts anzupassen.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Leuchte mit einem Helligkeitssensor ausgestattet, der zur Steuerung der Helligkeit des von der Leuchte emittierten Lichts dient. Mittels des Lichtsensors kann eine automatische Anpassung der Helligkeit des von der Leuchte ausgesandten Lichts an die Veränderung der Helligkeit des natürlichen Umgebungslichts im Verlauf des Tages durchgeführt werden. Besonders bevorzugt ist aus den vorgenannten Gründen die Kombination von einem Farb- und einem Helligkeitssensor.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte, die vornehmlich zum Einsatz in Büro- oder Geschäftsräumen vorgesehen ist, ist der Reflektor rinnenartig ausgebildet, die erste Lichtquelle parallel zur Längserstreckung des rinnenartigen Reflektors ausgerichtet und die zweite Lichtquelle von zwei Leuchtdiodenanordnungen gebildet, die zu beiden Seiten der ersten Lichtquelle angeordnet sind und sich jeweils parallel zur Längserstreckung des Reflektors erstrecken. Der vorgenannte Reflektor kann auf einfache Weise, beispielsweise als Strengpressprofil aus Kunststoff gefertigt werden, wobei die Innenseite des rinnenförmigen Reflektors beispielsweise metallisiert ist, um einen hohen Grad an Lichtreflexion zu erzielen. Die beiden Leuchtdiodenanordnungen sind vorzugsweise jeweils entlang eines parallel zur Längserstreckung verlaufenden Randes des rinnenartigen Reflektors angeordnet. Dadurch können die zugehörigen Kühlvorrichtung am Rand des Reflektors fixiert werden. Vorteilhafterweise sind die beiden Leuchtdiodenanordnungen jeweils entlang eines in Richtung des innenseitigen Rinnenbodens zurückgebogenen Reflektorabschnitts angeordnet, so dass das von den Leuchtdiodenanordnungen emittierte Licht vor dem Verlassen der Leuchte zumindest einmal an der lichtreflektierend ausgebildeten Innenseite des Reflektors reflektiert wird. Dadurch wird eine bessere Mischung des von den beiden Lichtquellenarten ausgesandten Lichts erreicht und die einzelnen Leuchtdioden sind nicht durch die Lichtaustrittsöffnung sichtbar. Die Kühlvorrichtungen der beiden Leuchtdiodenanordnungen erstrecken sich vorzugsweise entlang der Außenseiten der vorgenannten zurückgebogenen Reflektorabschnitte, so dass sie an diesen zurückgebogenen bzw. abgewinkelten Reflektorabschnitten fixiert werden können.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte, die vornehmlich für den Einsatz in Privaträumen oder im Wohnbereich vorgesehen ist, ist der Reflektor haubenartig und im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und die erste Lichtquelle entlang der Rotationsachse des Reflektors angeordnet, und die zweite Lichtquelle umfasst mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Leuchtdiodenanordnung, die auf der Innenseite und koaxial zur Rotationsachse des Reflektors angeordnet ist. Diese Leuchte eignet sich gut, um nur einen bestimmten Teil eines Raums auszuleuchten oder eine Akzentbeleuchtung zu realisieren. Die Kühlvorrichtung für die mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Leuchtdiodenanordnung ist vorteilhafterweise auf der Außenseite des Reflektors, auf Höhe der Leuchtdiodenanordnung angeordnet, um eine gute thermische Kopplung zwischen den Leuchtdioden und der Kühlvorrichtung und eine einfache Montage der Kühlvorrichtung am Reflektor zu ermöglichen sowie eine Aufheizung der Kühlvorrichtung durch das von der Leuchte ausgesandte Licht zu vermeiden. Als erste Lichtquelle dient vorzugsweise eine einseitig gesockelte Leuchtstofflampe, deren Längserstreckungsachse parallel zur Rotationsachse des Reflektors ausgerichtet ist. Dadurch kann der Reflektor an dem Sockel der Leuchtstofflampe fixiert werden. Die Verwendung einer einseitig gesockelten Leuchtstofflampe hat gegenüber einer einseitig gesockelten Glühlampe den Vorteil einer höheren Lichtausbeute. Vorzugsweise ist die einseitige gesockelte Leuchtstofflampe eine so genannte kompakte Leuchtstofflampe, die eine im Sockel integrierte Betriebsvorrichtung aufweist. Dadurch ist kein separates Betriebsgerät für die Leuchte erforderlich.

II. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachstehend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: Einen schematischen Querschnitt durch eine Leuchte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 2: Eine schematische Draufsicht auf die Leuchte gemäß dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel
Figur 3: Eine vergrößerte Darstellung der in Figur 1 abgebildeten Leuchtdiodenan- ordnung und Kühlvorrichtung
Figur 4: Einen schematischen Querschnitt durch eine Leuchte gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 5: Eine schematische Draufsicht auf die Leuchte gemäß dem zweiten Aus- führungsbeispiel
Figur 6: Eine Darstellung der Normfarbtafel gemäß DIN 5033 mit den Farborten der in den Ausfühmngsbeispielen verwendeten Lichtquellen
Figur 7: Einen schematischen Querschnitt durch eine Leuchte gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 8: Eine schematische Draufsicht auf die Leuchte gemäß dem dritten Ausfüh- rungsbeispiel
Figur 9: Eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Leuchte ge- mäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Aus- schnittsvergrößerung

In den Figuren 1, 2 und 3 ist schematisch eine Leuchte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung abgebildet. Diese Leuchte umfasst einen rinnenförmigen Reflektor 1, der beispielsweise aus einem Kunststoffstrangpressprofil oder aus Aluminiumblech besteht. Die Innenseite 10 des Reflektors 1 ist Licht reflektierend ausgebildet. Im Fall eines Kunststoffstrangpressprofils ist die Innenseite 10 des Reflektors 1 beispielsweise metallisiert, um einen hohen Lichtreflexionsgrad zu erreichen. In dem rinnenförmigen Reflektor 1 ist eine stabförmige Leuchtstofflampe 2 angeordnet, deren Leuchtstoffbeschichtung derart ausgebildet ist, dass sie während des Betriebs tageslichtartiges Licht mit einer Farbtemperatur von 6000 Kelvin aussendet. Die Längsachse der Leuchtstofflampe 2 ist parallel zur Längsachse des Reflektors 1 ausgerichtet. Vorzugsweise ist der Reflektor 1 spiegelsymmetrisch bezüglich seiner Mittellinie oder Längsachse ausgebildet und die Leuchtstofflampe 2 entlang der Längsachse angeordnet, so dass die Leuchte ebenfalls Spiegelsymmetrie aufweist. Der Reflektor 1 weist an beiden, parallel zu seiner Längsachse verlaufenden Rinnenrändern in Richtung der Innenseite 10 und des Rinnenbodens um einen Winkel von ungefähr 90 Grad zurückgebogene Reflektorabschnitte 11, 12 auf. Diese Reflektorabschnitte 11, 12 begrenzen die Lichtaustrittsöffnung des rinnenförmigen Reflektors 1. Diese Lichtaustrittsöffnung ist mittels einer lichtdurchlässigen, Licht streuenden Abdeckscheibe aus Kunststoff 3 abgedeckt. Als weitere Lichtquellen besitzt die Leuchte zwei Leuchtdiodenanordnungen 4, 5, die jeweils aus einer Vielzahl von Leuchtdiodenpaaren 41, 42 bzw. 51, 52 bestehen, wobei jedes Leuchtdiodenpaar 41, 42 von einer rot 41 bzw. 51 und einer grün 42 bzw. 52 leuchtenden Leuchtdiode gebildet wird. Jeder Leuchtdiodenanordnung 4, 5 ist eine mit Kühlrippen 60, 70 ausgestattete Kühlvorrichtung 6, 7 für die Leuchtdiodenpaare 41, 42, 51, 52 zugeordnet. Bei den Kühlvorrichtungen 6, 7 handelt es sich beispielsweise jeweils um eine Aluminiumplatte, die an einer Seite angeformte Kühlrippen 60 bzw. 70 besitzt. Die Leuchtdiodenanordnungen 4, 5 und die Kühlvorrichtungen 6, 7 erstrecken sich über die gesamte Länge des rinnenförmigen Reflektors 1. Die Leuchtdioden 41, 42 bzw. 51, 52 sind auf einer ebenen, von den Kühlrippen 60 bzw. 70 abgewandten Oberfläche 61 bzw. 71 der Kühlvorrichtung 6 bzw. 7 montiert. Diese Oberfläche 61 bzw. 71 der Kühlvorrichtung 6 bzw. 7 ist über eine thermische Isolationsschicht 8 an der Außenseite des zurückgebogenen Reflektorabschnitts 11 bzw. 12 befestigt, wobei die Leuchtdiodenpaare 41, 42 bzw. 51, 52 jeweils durch passgerechte Durchbrüche in dem jeweiligen Reflektorabschnitt 11 bzw. 12 hindurch ragen, so dass sie der Innenseite 10 des Reflektors 1 zugewandt sind. Bei der Isolationsschicht 8 handelt es sich beispielsweise um einen Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Die Befestigung der Kühlvorrichtungen 6, 7 mit den darauf montierten Leuchtdiodenpaaren 41, 42 bzw. 51, 52 an den zurück gebogenen Reflektorabschnitten 11 bzw. 12 kann beispielsweise mittels Schrauben, Klemmen, Klebemittel oder ähnlichen Befestigungsmitteln durchgeführt werden. Auf die thermische Isolationsschicht 8 kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn der Reflektor 1 aus einem Kunststoffstrangpressprofil gefertigt ist. Die Leuchtdiodenpaare 41, 42 bzw. 51, 52 der beiden Leuchtdiodenanordnungen 4 bzw. 5 sind jeweils äquidistant entlang einer parallel zur Längsachse des Reflektors 1 verlaufenden Geraden zu beiden Seiten der Leuchtstofflampe 2 angeordnet. Aus den Stirnseiten des Reflektors 1 ragen elektrische Anschlüsse 9 zur Energieversorgung der Leuchtstofflampe 2 und der Leuchtdiodenanordnungen 4, 5 heraus. An der Außenseite des Reflektors 1 sind ein Farbsensor 91 und ein Helligkeitssensor 92 befestigt, um eine Farb- und Helligkeitsregelung des von der Leuchte ausgesandten Lichts in Abhängigkeit vom natürlichen Umgebungslicht zu ermöglichen. Die Betriebschaltungen für die Leuchtstofflampe 2 und die Leuchtdiodenanordnungen 4, 5 sind außerhalb des Reflektors 1 angeordnet und daher in den Figuren nicht abgebildet. Die Leuchte kann zusätzlich ein Gehäuse aufweisen, in dem die vorgenannten Betriebsschaltungen untergebracht sind. Bei der Draufsicht gemäß der schematischen Figur 2 sind die Leuchtdiodenanordnungen 4 bzw. 5 mit den Leuchtdioden 41, 42 bzw. 51, 52 normalerweise nicht sichtbar, weil sie durch die Kühlvorrichtung 6 bzw. 7 und die Kühlrippen 60 bzw. 70 sowie die Reflektorabschnitte 11 bzw. 12 verdeckt werden.
Während des Betriebs erzeugt die Leuchtstofflampe 2 weißes Licht mit einer Farbtemperatur von ca. 6000 Kelvin. Die nahe beieinander liegenden Leuchtdioden 41, 42 bzw. 51, 52 jedes Leuchtdiodenpaares erzeugen rotes und grünes Licht, das nach Reflexion an der Innenseite 10 des Reflektors 1 und Passieren der Licht streuenden Abdeckscheibe 3 als gelbliches Mischlicht dem bläulichen, tageslichtartigen Leuchtstofflampenlicht homogen beigemischt ist, so dass das von der Leuchte ausgesandte Licht eine im Vergleich zu dem von der Leuchtstofflampe 2 erzeugten Licht reduzierte Farbtemperatur besitzt. Die roten Leuchtdioden 41 bzw. 51 können unabhängig von den grünen Leuchtdioden 42 bzw. 52 gedimmt werden, das heißt, die Helligkeit des roten und grünen Leuchtdiodenlichts, das dem Leuchtstofflampenlicht beigemischt wird, kann unabhängig voneinander geregelt werden. Dadurch kann der Farbort des von der Leuchte ausgesandten Lichts von dem Farbort der Leuchtstofflampe mit einer Farbtemperatur von 6000 Kelvin zu einem Farbort mit reduzierter Farbtemperatur verschoben werden. In der Figur 6 ist die Normfarbtafel gemäß DIN 5033 mit den Farborten FL, L1, L2 des von der Leuchtstofflampe 2 (Farbort FL) und von den roten (Farbort L1) sowie grünen (Farbort L2) Leuchtdioden 41, 42, 51, 52 emittierten Lichts dargestellt. Außerdem ist auch der Farbort L3 einer blauen Leuchtdiode und einer warmweißen Leuchtdiode (Farbort L4) sowie der Plancksche Kurvenzug P eingetragen, der dem von einem schwarzen Strahler ausgesandten Licht bei unterschiedlichen Glühtemperaturen entspricht. Das in der Figur 6 gestrichelt eingezeichnete Rechteck begrenzt die zum weißen Licht gehörenden Farborte. Die Farbtemperatur des Lichts nimmt entlang des Planckschen Kurvenzugs P mit wachsenden Farbkoordinaten x und y ab. Am Farbort FL der Leuchtstofflampe beträgt die Farbtemperatur 6000 Kelvin und am Farbort L4 der warmweißen Leuchtdiode bzw. am Schnittpunkt der Verbindungstrecke der Farborte L1, L2 beträgt die Farbtemperatur ca. 2300 Kelvin. Vorzugsweise wird die Helligkeit des von den roten und grünen Leuchtdioden 41, 42, 51, 52 und von der Leuchtstofflampe 2 erzeugten Lichts derart geregelt, dass die Leuchte weißes Licht mit einer Farbtemperatur im Bereich von 2700 Kelvin bis 6000 Kelvin emittiert. Die Helligkeit der vorgenannten Lichtquellen 2, 41, 42, 51, 52 ist stufenlos regelbar und dementsprechend kann auch die Farbtemperatur in dem vorgenannten Bereich stufenlos variiert werden.
Wie aus der Figur 6 ersichtlich ist, kann eine ähnliche Wirkung auch durch die Kombination der Leuchtstofflampe 2 mit warmweißen Leuchtdioden erzielt werden. Das heißt, an Stelle der rot und grün leuchtenden Leuchtdiodenpaare 41, 42 bzw. 51, 52 können auch warmweißes Licht erzeugende Leuchtdioden in der Leuchte gemäß den Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Bei warmweißes Licht erzeugenden Leuchtdioden handelt es sich beispielsweise um Leuchtdioden auf der Basis blauer Leuchtdioden, die mit einem Konversionsmittel ausgestattet sind, um das blaue Licht in weißes Licht niedriger Farbtemperatur (ca. 2300 Kelvin) umzuwandeln. Durch Verändern der Helligkeit des von der Leuchtstofflampe und bzw. oder den warmweißen Leuchtdioden erzeugten Lichts kann die Farbtemperatur des von der Leuchte emittierten Lichts stufenlos variiert werden.
Vorzugsweise werden die Farbtemperatur und die Helligkeit des von der Leuchte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel emittierten Lichts automatisch mit Hilfe des Farb- und Lichtsensors 91, 92 in Abhängigkeit von dem natürlichen Umgebungslicht durch eine externe zentrale Steuervorrichtung geregelt, an die eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Leuchten anschließbar bzw. angeschlossen sind. Die zentrale Steuervorrichtung kommuniziert über bidirektionale Steuerleitungen mit den Betriebsschaltungen der erfindungsgemäßen Leuchten sowie ggf. weiterer, herkömmlicher Leuchten, die zu der Beleuchtungsanlage gehören. Über diese Steuerleitungen werden Steuerbefehle an die Betriebsschaltungen übermittelt und Betriebszustände der einzelnen Leuchten abgefragt. Die Kommunikation zwischen der zentralen Steuervorrichtung und den Betriebsschaltungen der einzelnen Leuchten der Beleuchtungsanlage erfolgt nach dem DALI-Standard (DALI steht für Digitally Adressable Lighting Interface). Mittels der zentralen Steuervorrichtung und der Farb- und Helligkeitssensoren 91, 92 sowie der Kommunikation gemäß dem DALI-Standard kann eine automatische Regelung der erfindungsgemäßen Leuchten in Abhängigkeit von dem Umgebungslicht gewährleistet werden, ohne dass eine nennenswerte Farbstreuung bei dem von mehreren erfindungsgemäßen Leuchten emittierten Licht auftritt.
In den Figuren 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte schematisch dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass anstelle der zweiseitig gesockelten Leuchtstofflampe 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine einseitig gesockelte Leuchtstofflampe 2' verwendet wird und die Leuchte dementsprechend nur an einer Stirnseite des Reflektors 1 herausragende elektrische Anschlüsse 9' für die Leuchtstofflampe 2' und die Leuchtdiodenanordnungen 4, 5 aufweist. In allen anderen Details stimmen das erste und zweite Ausführungsbeispiel überein. Daher wurden in den Figuren 1 bis 3 und 4 bis 5 für identische Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
In den Figuren 7 und 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte schematisch dargestellt, das vornehmlich zum Einsatz in Privaträumen und im Wohnbereich vorgesehen ist. Diese Leuchte besitzt einen haubenartigen, insbesondere trichterförmigen Reflektor 100, eine kompakte Leuchtstofflampe 200 als erste Lichtquelle und eine Leuchtdiodenanordnung 300 als zweite Lichtquelle sowie eine lichtdurchlässige, lichtstreuende Abdeckscheibe 500 für die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors 100 und eine Kühlvorrichtung 400 zur Kühlung der Leuchtdiodenanordnung. Der Reflektor 100 ist mit seiner engen Öffnung am Sockel 201 der kompakten Leuchtstofflampen 200, so dass die elektrischen Anschlüsse 203 der Leuchtstofflampe bzw. der Leuchte aus dem Reflektor 100 herausragen. Der Reflektor 100 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffspritzgussteil. Die Innenseite 101 des trichterförmigen, rotationssymmetrischen Reflektors 100 ist lichtreflektierend ausgebildet. Zu diesem Zweck ist die Innenseite 101 vorzugsweise metallisiert, beispielsweise mit einer Aluminiumschicht versehen. Die Leuchtstofflampe 200 ist in der Rotationsachse des Reflektors 100 angeordnet, so dass die Schenkel der U-förmigen Abschnitte 202 des Lampengefäßes parallel zur Rotationsachse des Reflektors 100 verlaufen. Die Leuchtdiodenanordnung 300 ist an der Innenseite 101 des Reflektors 100, ringförmig um die Lampengefäßabschnitte 201 herum angeordnet. Sie besteht aus einer Kombination rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdioden, die jeweils in gleicher Anzahl vorhanden sind. Die Leuchtstoffbeschichtung der Leuchtstofflampe 200 ist so ausgebildet, dass die Leuchtstofflampe 200 im Betrieb kaltweißes Licht, das heißt, weißes Licht mit einer Farbtemperatur von ca. 4000 Kelvin, generiert. Die Kühlvorrichtung 400 ist an der Außenseite des Reflektors 100 auf der Höhe der Leuchtdiodenanordnung 300 angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei der Kühlvorrichtung 400 um einen ringförmigen Aluminiumkörper, auf dessen Oberfläche die Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung 300 montiert sind, so dass die Leuchtdioden durch Durchbrüche im Reflektor 100 in den Innenraum des Reflektors 100 hineinragen. Die Betriebschaltung für die Leuchtstofflampe 200 und die Leuchtdiodenanordnung 300 ist beispielsweise in dem Innenraum des Lampensockels 201 untergebracht. Die elektrische Verbindung zwischen der Leuchtdiodenanordnung 300 und ihrer Betriebsschaltung kann beispielsweise über elektrische Leitungen, die als Leiterbahnen im Kunststoffmaterial des Reflektors 100 eingebettet oder entlang des Reflektors 100 zum Lampensockel 201 geführt sind, erreicht werden. Beispielsweise kann der Reflektor 100 mittels einer metallischen Rast- oder Schnappverbindung am Sockel 201 fixiert werden, die gleichzeitig auch die elektrische Verbindung zwischen der im Sockel untergebrachten Betriebsschaltung und der Leuchtdiodenanordnung 300 herstellt.
Während des Betriebs erzeugt die Leuchtstofflampe weißes Licht mit einer Farbtemperatur von ca. 4000 Kelvin, das mittels des Reflektors 100 und der lichtstreuenden Abdeckscheibe 500 mit dem Licht der Leuchtdioden 300 homogen gemischt wird, so dass die Leuchte Licht mit einer Farbtemperatur im Bereich von ca. 2700 Kelvin bis 4000 Kelvin emittieren kann. Vorzugsweise ist an der Leuchte neben dem Einschaltkopf ein weiterer Schalter vorgesehen, mit dem mehrere, beispielsweise zwei oder drei, vorbestimmte unterschiedliche Farbtemperaturen für das von der Leuchte emittierte weiße Licht ausgewählt werden können. Zusätzlich kann an der Außenseite des Reflektors 100 ein Farb- und Helligkeitssensor 600 angebracht sein, der eine automatische und stufenlose Farb- und Helligkeitsregelung des von der Leuchte emittierten weißen Lichts in Abhängigkeit von dem Umgebungslicht ermöglicht, wie es bei den vorherigen Ausführungsbeispielen bereits beschrieben wurde. Weiterhin kann zwecks Erzeugung farbigen Lichts ein manuell zu betätigender Regler vorgesehen sein, der eine stufenlose manuelle Helligkeitsregelung der roten, grünen und blauen Leuchtdioden unabhängig voneinander ermöglicht, um den Farbort und die Farbe des von der Leuchte ausgesandten Lichts in dem in Figur 6 durch die Punkte L1, L2 und L3 begrenzten Dreieck, auch außerhalb des Planckschen Kurvenzugs P, zu variieren.
In Figur 9 ist schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte abgebildet. Dieses vierte Ausführungsbeispiel ist weitgehend identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher werden in den Figuren 1 und 3 für identische Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet. Das vierte Ausfühmngsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch den Reflektor 1' und die Kühlvorrichtung 6' für die Leuchtdioden 41, 42, 51, 52 der Leuchtdiodenanordnungen 4, 5. Der Reflektor 1' besitzt dieselbe Gestalt wie der Reflektor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings besteht der Reflektor 1' aus einem Kunststoffstrangpressprofil und nicht aus Aluminiumblech wie der Reflektor 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Innenseite des rinnenfömigen Reflektors 1' wird von einer Aluminiumschicht 10' gebildet, die einen hohen Lichtreflexionsgrad besitzt. Die Kühlvorrichtung 6' besteht aus einem Metallblech, beispielsweise einem Aluminiumblech, das sich über die gesamte Länge der Leuchte und des rinnenförmigen Reflektors 1' erstreckt. Die abgewinkelten Randabschnitte 11', 12' des rinnenförmigen Reflektors 1' sind mit Durchbrüchen versehen, durch welche die Leuchtdioden 41, 42 bzw. 51, 52 hindurchragen, so dass ihr Licht in Richtung der Innenseite 10' des Reflektors 1' abgestrahlt wird. Das Kühlblech 6' umgibt den Reflektor 1' haubenartig, so dass von dem Reflektor 1' und dem Kühlblech 6' ein Zwischenraum 93 gebildet wird, in dem vorzugsweise ein Betriebsgerät oder eine Betriebsschaltung für die Leuchtstofflampe 2 und die Leuchtdioden 41, 42, 51, 52 der Leuchtdiodenanordnungen 4, 5 angeordnet ist. Das Kühlblech 6' liegt an der Außenseite der abgewinkelten, zurück gebogenen Randabschnitten 11' 12' des Reflektors 1' an und ist daran befestigt. Die Leuchtdioden 41, 42, 51, 52 sind auf der dem Reflektor 1' zugewandten Oberfläche 61' des Kühlblechs 6' montiert, so dass die Leuchtdioden 41, 42 der ersten Leuchtdiodenanordnung 4 durch Durchbrüche in dem ersten abgewinkelten Reflektorabschnitt 11' hindurchragen und die Leuchtdioden 51, 52 der zweiten Leuchtdiodenanordnung 5 durch Durchbrüche in dem zweiten abgewinkelten, zurück gebogenen Reflektorabschnitt 12' hindurchragen. Das Kunststoffmaterial des Reflektors 1' wirkt hier als thermische Isolationsschicht zwischen dem Kühlblech 6' und der Innenseite 10' bzw. dem Innenraum des Reflektors 1'. Die Lichtaustiittsöffnung des Reflektors 1', die von den beiden abgewinkelten Reflektorabschnitten 11', 12' und dem Kühlblech 6' begrenzt wird, ist mit einer lichtdurchlässigen, Licht streuende Abdeckung 3 versehen. In allen anderen Details stimmt das vierte Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein.

Claims

Leuchte mit einer ersten, weißes Licht erzeugenden Lichtquelle, die mindestens eine Leuchtstofflampe (2; 2'; 200) oder eine Glühlampe umfasst, sowie einer zweiten Lichtquelle, die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) umfasst, und mit einem Reflektor (1; 1'; 100) für das von den Lichtquellen emittierte Licht, wobei eine Kühlvorrichtung (6, 7; 6'; 400) für die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) vorgesehen ist, die thermisch an die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) gekoppelt ist und an dem Reflektor (1; 1'; 100) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4. 5; 300) auf einer Oberfläche (61,61') der Kühlvorrichtung (6,7; 6'; 400) montiert ist, und wobei die Leuchte ein lichtdurchlässiges, lichtstreuendes Mittel (3; 500) umfasst, das in dem Strahlengang des von der Leuchte emittierten Lichts angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mit der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) versehene Oberfläche (61, 61') der Kühlvorrichtung (6, 7; 6'; 400) einer von den Lichtquellen abgewandten Außenseite des Reflektors (1; 1' ; 100) zugewandt ist und die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) durch Durchbrüche in Reflektor (1; 1'; 100) hindurchragt.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei der Reflektor (1; 1.'; 100) eine den Lichtquellen zugewandte, Licht reflektierend ausgebildete Innenseite (10; 10'; 101) beisitzt und die Kühlvorrichtung (6, 7; 6'; 400) an der Außenseite des Reflektors (1; 1'; 100) angeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühlvorrichtung am Reflektor (1; 1'; 100) befestigt ist.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kühlvorrichtung am Rand einer Lichtaustzittstiffnung des Reflektors angeordnet ist.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) an der Innenseite (10; 10'; 101) des Reflektors (1; 1'; 100) angeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei zwischen der Außenseite des Reflektors (1; 100) und der mit der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung (4, 5; 300) versehenen Oberfläche (61) der Kühlvorrichtung (6. 7; 400) eine thermische Isolationsschicht. (8) angeordnet ist.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kühlvorrichtung (6, 7) Kühlrippen (60, 70) aufweist, die derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass sie außerhalb des Strahlengangs des von der Leuchte ausgesandten Lichts liegen.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kühlvorrichtung als Kühlblech (6') ausgebildet ist, das derart angeordnet und geformt ist, dass es außerhalb des Strahlengangs des von der Leuchte ausgesandten Lichts liegen.
Leuchte nach Anspruch 8, wobei das Kühlblech (6') und der Reflektor (1') einen Hohlraum oder Zwischenraum (93) bilden.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (4, 5) eine Kombination von rot oder orange leuchtenden Leuchtdioden (41, 51) mit grün leuchtenden Leuchtdioden (42, 52) umfasst und die erste Lichtquelle aus einer oder mehreren Leuchtstofflampen (2. 2') besteht.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung Leuchtdioden umfasst, die während ihres Betriebs warmweißes Licht emittieren, und die erste Lichtquelle aus einer oder mehreren Leuchtstofflampen besteht.
Leuchte nach Anspruch 10 oder 11, wobei die mindestens eine Leuchtstofflampe (2, 2') derart ausgebildet ist, dass sie während ihres Betriebs tageslichtartiges Licht emittiert.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (300) eine Kombination von rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdioden umfasst.
Leuchte nach Anspruch 13, wobei die erste Lichtquelle aus einer oder mehreren Leuchtstofflampen (2, 2', 200) besteht.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, wobei das lichtdurchlässige, lichtstreuende Mittel als Abdeckscheibe (3; 500) für eine Lichtaustrittsöffnung des Reflektors (1; 1'; 100) ausgebildet ist.
Leuchte nach einem oder mehrere der Ansprüche 1 bis 15, wobei ein Farbsensor (91) an die Leuchte gekoppelt ist, der zur Steuerung der Farbtemperatur oder der Farbe des von der Leuchte emittierten Lichts dient.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Helligkeitssensor (92) an die Leuchte gekoppelt ist, der zur Steuerung der Helligkeit des von der Leuchte emittierten Lichts dient.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17. wobei der Reflektor (1, 1') rinnenartig ausgebildet ist, die erste Lichtquelle (2, 2') parallel zur Längserstreckung des rinnenartigen Reflektors (1,1') ausgerichtet ist und die zweite Lichtquelle von zwei Leuchtdiodenanordnungen (4, 5) gebildet ist, die zu beiden Seiten der ersten Lichtquelle (2, 2') angeordnet sind und sich jeweils parallel zur Längserstreckung des Reflektors (1, 1`) erstrecken.
Leuchte nach Anspruch 18, wobei die Kühlvorrichtungen (6, 7) der beiden Leuchtediodenanordnungen (4, 5) jeweils entlang eines parallel zur Längserstreckung des rinnenartigen Reflektors (1, 1.') verlaufenden Reflektorrandes angeordnet sind.
Leuchte nach Anspruch 18 oder 19, wobei die beiden Leuchtdiodenanordnungen (4, 5) jeweils entlang eines in Richtung des innenseitigen Rinnenbodens zurückgebogenen Reflektorabschnitts (11, 12, 11', 12') angeordnet sind, so dass das von den Leuchtdiodenanordnungen (4, 5) emittierte Licht vor dem Verlassen der Leuchte zumindest einmal an der liehtreflektierend ausgebildeten Innenseite (10; 10') des Reflektors (1; 1') reflektiert wird.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Kühlvorrichtungen (6, 7) der beiden Leuchtdiodenanordnungen (4, 5) sich entlang der Außenseiten der zurückgebogene Reflektorabschnitte (11, 12; 11', 12') erstrecken.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Lichtaustrittsöffhung des Reflektors (1; 1') zwischen den zurückgebogenen Reflektorabschnitten (11, 12; 11', 12') angeordnet ist.
Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Reflektor (100) haubenartig und im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die erste Lichtquelle (200) entlang der Rotationsachse des Reflektors (100) angeordnet ist, und die zweite Lichtquelle mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Leuchtdiodenanordnung (300) umfasst, die auf der Innenseite (101) und koaxial zur Rotationsachse des Reflektors (100) angeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 23, wobei die Kühlvorrichtung (400) für die mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Leuchtdiodenanordnung (300) an der Außenseite des Reflektors (100), auf der Höhe der Leuchtdiodenanordnung (300) angeordnet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 23 oder 24, wobei die erste Lichtquelle eine einseitig gesockelte Leuchtstofflampe (200) ist, deren Längserstreckungsachse parallel zur Rotationsachse des Reflektors (100) ausgerichtet ist.
Leuchte nach Anspruch 25, wobei die einseitig gesockelte Leuchtstofflampe als kompakte Leuchtstofflampe (200), mit einer im Sockel angeordneten Betriebsvorrichtung ausgebildet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei der Reflektor (100) an dem Sockel (201) der Leuchtstofflampe (200) fixiert ist.