EP2126457A1 - Lichtquelle zur simulation einer punktlichtquelle, sowie leuchte mit einer derartigen lichtquelle - Google Patents

Lichtquelle zur simulation einer punktlichtquelle, sowie leuchte mit einer derartigen lichtquelle

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EP2126457A1
EP2126457A1 EP08715867A EP08715867A EP2126457A1 EP 2126457 A1 EP2126457 A1 EP 2126457A1 EP 08715867 A EP08715867 A EP 08715867A EP 08715867 A EP08715867 A EP 08715867A EP 2126457 A1 EP2126457 A1 EP 2126457A1
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EP
European Patent Office
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light source
light
carrier elements
source according
elements
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Withdrawn
Application number
EP08715867A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mario PÖHS
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Publication of EP2126457A1 publication Critical patent/EP2126457A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • 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
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/02—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
    • F21V3/023—Chinese lanterns; Balloons
    • 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
    • F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/40—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on the sides of polyhedrons, e.g. cubes or pyramids
    • 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

  • Light source for simulating a point light source and light with such a light source
  • the present invention relates to a light source with a plurality of carrier elements, wherein the carrier elements each have a substantially planar surface portion, on which at least one light-emitting diode is arranged. Moreover, the invention relates to a luminous element with such a light source, as well as an arrangement of a plurality of such luminous bodies.
  • light source will be referred to below as a “light source unit”, ie not just the actual light source, for example a light-emitting diode, but a unit which may comprise a plurality of components which serve to generate light.
  • components intended to drive or power the "actual” light source should also be understood as elements of the "light source”.
  • Ball lights have a substantially spherical surface through which light can be radiated.
  • the surface is formed by a translucent "light exit body", which may be made of glass or plastic, for example.
  • the light exit body may be illuminated as evenly as possible from the inside, so that a luminaire is made possible which emits light in all directions as uniformly as possible, ie has the most homogeneous possible radiation.
  • a light bulb can serve as a point light source in a very good approximation with sufficiently large light emission body.
  • a light source in the form of a light bulb causes certain disadvantages. For example, light can only be emitted in a certain color.
  • the present invention is based on the object of specifying a light source for a luminaire, which can serve as a point light source in a good approximation, in particular for a ball lamp, and offers more possibilities of influencing the light. Furthermore, a corresponding luminous body should be specified.
  • a light source which has a plurality of carrier elements, wherein the carrier elements each have a substantially planar surface portion, on which at least one light-emitting diode is arranged.
  • the carrier elements are arranged relative to each other such that the surface portions of the carrier elements define the surface or part of the surface of a convex polyhedron, in particular a regular or semiregular polyhedron.
  • the support elements can be a radiation of the luminaire achieve whose strength is very little dependent on the emission direction. It is therefore particularly suitable as a light source for a ball lamp or for the uniform illumination of the inner surface of a sphere or at least a spherical segment, such as a hemisphere.
  • the surface sections of the carrier elements define that part of the surface of a convex polyhedron whose surface normals are directed into a half-space.
  • the surface sections define that part of the surface of a convex polyhedron whose surface normals are directed at least into an eighth space or at least into a quarter space.
  • a convex polyhedron is a convex body bounded by several flat surfaces. If - in the context of the inaccuracy, which is due to the technical implementation - the planar surface portions of the support elements each lie on one of the surfaces of a convex polyhedron, they thus define the surface of this polyhedron. Manufacturing technology is easy to provide plates as support elements.
  • the carrier elements are at least partially formed from a blank of a flexible printed circuit board. It can be provided, for example, that the support elements are brought by appropriate bends of the cut circuit board in the intended mutual arrangement. It can therefore be provided that at least two carrier elements are formed from a one-piece, provided with a bending circuit board, wherein the bend delimits the at least two carrier elements from each other.
  • the light source is formed by a flexible printed circuit board, which forms a supporting body.
  • the flexible circuit board may therefore be provided as a form-determining element of the light source.
  • the illumination of the inner surface of a sphere can in general be made more uniform, the flatter the angles between the support elements or the respective surface portions of the support elements.
  • the light source is generally greater, the flatter these angles are. Therefore, if the illumination of a comparatively small spherical surface is desired, it follows that the light source must also be correspondingly small, which requires a certain minimum size for the said angle.
  • a very good approximation to a point light source can be achieved by suitable adaptation between the emission angle of the LEDs and the matching diameter of the polyhedron with respect to the inner diameter of a spherical surface to be illuminated.
  • the support elements may in this case be designed as plates which are substantially in the form of (equally large) regular pentagons which directly represent the twelve faces of the corresponding dodecahedron.
  • the support elements may in this case be designed as plates which are substantially in the form of (equally large) regular pentagons which directly represent the twelve faces of the corresponding dodecahedron.
  • the dodecahedron shape is suitable, for example, in the case of a light source for illuminating a sphere having a diameter of between 10 and 15 cm, for example about 12 cm, wherein the light source may have a diameter of about 45 to 50 mm. This size of the light source is sufficient (under current technical conditions) to accommodate the necessary components within the light source.
  • the carrier elements In order to enable a radiation of the light source with a particularly suitable luminance, it is advantageous to arrange on the carrier elements in each case at least two light-emitting diodes.
  • RGB LEDs known per se can be used as light-emitting diodes.
  • Carrier elements can be used advantageously the SMD technique (SMD: surface mounted device).
  • the light source further comprises a drive unit for the light-emitting diodes, wherein this drive unit can be arranged on the carrier elements.
  • the drive unit may have, for example, a PWM-IC (PWM: pulse width modulated).
  • PWM pulse width modulated
  • the drive unit comprises a plurality, for example in the case of RGB LEDs three
  • Constant current driver in particular constant current driver with level adjustment.
  • the light source comprises a power supply unit for the light-emitting diodes, wherein the power supply unit is arranged on the carrier elements.
  • the power supply unit can have a linear regulator, protective diodes and electrolytic capacitors.
  • the light source has a drive unit and a power supply unit, wherein the drive unit is arranged on a first part of the carrier elements and the power supply unit is arranged on a second, different from the first part, part of the carrier elements.
  • the number of interconnects that connect the two parts are kept particularly small; For example, it can be provided that a total of only six such connecting tracks exist between the two parts; For example, for this purpose, a first such track for the supply voltage may be provided, a second for a PWM IC, a third for "Ground", and three more for each group of LEDs of a particular color. With fewer or more colors provided, the number of corresponding tracks can be correspondingly lower or greater.
  • the first part of the carrier elements is formed from a first blank of flexible printed circuit boards and the second part of the carrier elements from a second blank of flexible printed circuit boards.
  • these locking elements for example in the form of eyelets and tabs have.
  • a locking connection formed with such locking elements a particularly simple installation of the light source is possible;
  • this is a montage without Tool and also without other components, such as adhesive or solder joints possible.
  • the support elements are flexible circuit boards, because in this case, the locking elements can advantageously be formed only by appropriate shaping of the support elements, ie without separate components.
  • Carrier elements corresponding latching openings and locking lugs or latching eyes and - lugs be formed. A manufacture of such snap-in connections is then particularly easy.
  • a recess for a cable feed or feedthrough can advantageously be provided between at least two carrier elements.
  • such a recess may be provided at a corner, that is, at the respective three support members through which the corner is formed, in an environment of the corner.
  • a luminous element which has a light source according to the invention and a substantially spherical, light-transmitting light exit body, wherein the light source is arranged in the interior of the light exit body.
  • a luminous element arrangement which has at least two luminous bodies according to the invention, which are connected to one another by a common supply cable.
  • Fig. 1 support elements with LEDs and electronic components prior to assembly
  • Fig. 2 the carrier elements shown in Fig. 1, but in another
  • FIG. 3 shows a light source assembled from the carrier elements shown in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 shows the light source shown in FIG. 3 with the LEDs switched on
  • FIG. 5 an open Leeueht redesign
  • FIG. 6 shows the luminous body shown in FIG. 5 in the closed state
  • FIG. 7 shows the luminous body shown in FIG. 6 with LEDs switched on
  • Fig. 8 shows the luminous body shown in Fig. 7 in front of another background
  • FIG. 9 is a sketch of a light source according to the invention in a state during assembly.
  • a light source according to the invention is shown in FIGS. 3 and 4.
  • the light source has a plurality of, in the embodiment shown here, twelve carrier elements for light-emitting diodes (LEDs).
  • the support elements are plate-shaped, substantially the same size and each have substantially the shape of a regular pentagon. In this way, the support elements can be assembled so that their surfaces - in the context of the conditional by the technical implementation accuracy - describe a Dodekader.
  • the light source thus formed allows for radiation, which - assuming a certain minimum distance - comes close to that of a point light source.
  • the light source shown in this embodiment has a diameter of about 45 to 50 mm and is suitable for example for illuminating a plastic ball having an inner diameter of about 120 mm.
  • RGB LEDs are selected in the embodiment, so that the color of the emitted light is adjustable.
  • flexible printed circuit boards or a flexible printed circuit board are selected as carrier elements 2.
  • the support members 2 are formed from a blank of a flexible printed circuit board. It can therefore be provided in particular that all support elements 2 are formed from only one blank; in the intended polyhedron or dodecahedron shape they can be brought, for example by appropriate bends.
  • the arrangement sketched in FIG. 9 serves only to illustrate the geometrical conditions. In the embodiment shown in Figures 1 and 2 are - due to the blank - all support elements 2 integrally connected to each other.
  • the LEDs 3 are applied to the circuit boards by means of SMD technology.
  • the flexibility of the circuit boards allows a particularly easy assembly of the support elements or a particularly easy relative alignment of the support elements with each other.
  • the LEDs are already functional as such in the "unfolded" state shown in Figures 1 and 2. It can be provided that only the connecting wires of the LEDs are soldered and the other required electrical connections are realized by means of the printed circuit board.
  • the LEDs 3 (not shown in FIG. 9) on the two groups 10, 11 or "half-dodecahedra" are connected in series and the supply voltage results
  • Components that serve to drive the LEDs 3, are on a first part of the support elements 2, on the first 10 of the two groups of Carrier elements 2 arranged.
  • the drive unit has a PWM IC, as well as three constant current drivers, including level adjustment.
  • the PWM IC is arranged on the central support element 2 'of the first group 10, on the outwardly facing surface of this support element 2'.
  • the three components needed for the three colors are also disposed on outwardly facing surfaces of the support members 2 of this first group 10, each component on a respective other support member 2.
  • components which serve to power the LEDs.
  • These components include linear regulators, protection diodes and electrolytic capacitors.
  • the carrier elements have devices which serve for mechanical connection of the carrier elements with each other.
  • This can be latching means, for example, eyelets and tabs, which can be locked into one another.
  • To fix the compounds pads are provided, which can be soldered together.
  • Carrier element 2 ', 2 " provided so that the two groups 10, 11 form two constructs in the manner of a" half-shell ", and these two shells can be folded around a main cable.
  • the electrical connection between the main cable and the carrier elements 2 is provided in the interior of the light source. In this way, unwanted shadowing by cables can be avoided.
  • the data transmission takes place serially via three lines, wherein a light source can be operated individually or with one or more other such light sources arranged in series on a main cable.
  • the main cable can carry two lines for the power supply and three data lines.
  • FIGS. 5 to 8 each show a luminous element according to the invention.
  • the spherical light exit body is opened, so that the light source arranged in the interior can be seen.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle, aufweisend mehrere Trägerelemente (2), wobei die Trägerelemente jeweils einen im Wesentlichen planen Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine, beispielsweise zwei Licht emittierende Dioden angeordnet sind. Die Trägerelemente (2) sind dabei relativ zueinander derart angeordnet, dass die Oberflächenabschnitte der Trägerelemente die Oberfläche eines konvexen Polyeders, beispielsweise eines Dodekaeders definieren. Die Lichtquelle kann in guter Näherung als Punktlichtquelle angesehen werden, so dass sie sich beispielsweise als Lichtquelle für eine Kugelleuchte eignet.

Description

Lichtquelle zur Simulation einer Punktlichtquelle, sowie Leuchte mit einer derartigen Lichtquelle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle mit mehreren Trägerelementen, wobei die Trägerelemente jeweils einen im Wesentlichen planen Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine Licht emittierende Diode angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Leuchtkörper mit einer derartigen Lichtquelle, sowie eine Anordnung von mehreren derartigen Leuchtkörpern.
Mit „Lichtquelle" soll im Folgenden der Einfachheit halber eine „Lichtquelleneinheit" bezeichnet sein, also nicht nur die eigentliche Lichtquelle, beispielsweise eine Licht emittierende Diode, sondern eine Einheit, die mehrere Komponenten umfassen kann, die der Lichterzeugung dienen. Beispielsweise sollen auch Komponenten, die zur Ansteuerung oder Stromversorgung der „eigentlichen" Lichtquelle vorgesehen sind, als Elemente der „Lichtquelle" verstanden sein.
Kugelleuchten weisen eine im Wesentlichen kugelförmige Oberfläche auf, durch die Licht abgestrahlt werden kann. Die Oberfläche wird durch einen lichtdurchlässigen „Lichtaustrittskörper" gebildet, der beispielsweise aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein kann. Dabei ist bekannt, eine Lichtquelle für die Leuchte im Inneren des Lichtaustrittskörpers anzuordnen.
Bei Kugelleuchten kann es erwünscht sein, dass der Lichtaustrittskörper von innen möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet wird, so dass also eine Leuchte ermöglicht wird, die nach allen Richtungen möglichst gleichstark Licht abstrahlt, also eine möglichst homogene Abstrahlung aufweist.
Eine absolut homogene Ausleuchrung einer Kugel ist nur mit einer Punktlichtquelle zu erzielen. Eine Glühbirne kann bei genügend großem Lichtaustrittskörper in sehr guter Näherung als Punktlichtquelle dienen. Allerdings bedingt eine Lichtquelle in Form einer Glühbirne gewisse Nachteile. Beispielsweise kann damit Licht nur in einer bestimmten Farbe abgestrahlt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lichtquelle für eine Leuchte anzugeben, die in guter Näherung als Punktlichtquelle, insbesondere für eine Kugelleuchte, dienen kann und dabei mehr Möglichkeiten der Lichtbeeinflussung bietet. Des Weiteren soll ein entsprechender Leuchtkörper angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Lichtquelle gelöst, welche die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist eine Lichtquelle vorgesehen, die mehrere Trägerelemente aufweist, wobei die Trägerelemente jeweils einen im Wesentlichen planen Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine Licht emittierende Diode angeordnet ist. Dabei sind die Trägerelemente relativ zueinander derart angeordnet, dass die Oberflächenabschnitte der Trägerelemente die Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders, insbesondere eines regulären oder semiregulären Polyeders, definieren.
Durch diese besondere Art der Anordnung der Trägerelemente lässt sich eine Abstrahlung der Leuchte erzielen, deren Stärke besonders wenig von der Abstrahlrichtung abhängig ist. Sie eignet sich daher besonders als Lichtquelle für eine Kugelleuchte bzw. für die gleichmäßige Ausleuchtung der Innenfläche einer Kugel oder zumindest eines Kugelabschnitts, wie beispielsweise einer Halbkugel. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Oberflächenabschnitte der Trägerelemente denjenigen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders definieren, dessen Flächennormalen in einen Halbraum gerichtet sind. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Oberflächenabschnitte denjenigen Teil der Oberfläche eines konvexen Polyeders definieren, dessen Flächennormalen zumindest in einen Achtelraum oder zumindest in einen Viertelraum gerichtet sind.
Ein konvexes Polyeder ist ein von mehreren ebenen Flächen begrenzter, konvexer Körper. Falls - im Rahmen der Ungenauigkeit, die durch die technische Umsetzung bedingt ist - die planen Oberflächenabschnitte der Trägerelemente jeweils auf einer der Flächen eines konvexen Polyeders liegen, definieren sie somit die Oberfläche dieses Polyeders. Herstellungstechnisch einfach ist es, als Trägerelemente Platten vorzusehen.
Besonders gut hinsichtlich der Kontaktierung der Licht emittierenden Dioden eignen sich als Trägerelemente Leiterplatten. Flexible Leiterplatten sind dabei besonders vorteilhaft, weil sie ein leichtes Zusammenfügen der Trägerelemente ermöglichen.
Besonders vorteilhaft sind die Trägerelemente zumindest teilweise aus einem Zuschnitt einer flexiblen Leiterplatte gebildet. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Trägerelemente durch entsprechende Biegungen der zugeschnittenen Leiterplatte in die vorgesehene gegenseitige Anordnung gebracht sind. Es kann also vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Trägerelemente aus einer einstückigen, mit einer Biegung versehenen Leiterplatte gebildet sind, wobei die Biegung die wenigstens zwei Trägerelemente voneinander abgrenzt.
Es kann also vorgesehen sein, dass die Lichtquelle durch eine flexible Leiterplatte geformt ist, die einen sich tragenden Körper bildet. Die flexible Leiterplatte kann also als Form bestimmendes Element der Lichtquelle vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Führung der Leiterbahnen realisieren, insbesondere hinsichtlich der elektrischen Verbindung der Trägerelemente untereinander.
Die Ausleuchtung der Innenfläche einer Kugel kann im Allgemeinen umso gleichmäßiger gestaltet werden, je flacher die Winkel zwischen den Trägerelementen bzw. den betreffenden Oberflächenabschnitten der Trägerelemente sind. Allerdings ist - bedingt durch die technische Realisierung der Trägerelemente - die Lichtquelle im Allgemeinen umso größer, je flacher diese Winkel sind. Falls also die Ausleuchtung einer vergleichsweise kleinen Kugelfläche erwünscht ist, ergibt sich daher, dass die Lichtquelle auch dementsprechend klein sein muss, was eine gewisse Mindestgröße für die besagten Winkel bedingt. Bei einer erfindungsgemäßen Lichtquelle kann durch geeignete Anpassung zwischen dem Abstrahlwinkel der LEDs und dem dazu passenden Durchmesser des Polyeders in Bezug auf den Innendurchmesser einer auszuleuchtenden Kugelfläche eine sehr gute Annäherung an eine Punktlichtquelle erzielt werden. Beispielsweise hat sich für die Ausleuchtung einer Kugel fläche mit einem Durchmesser von ungefähr 120 mm als besonders geeignet erwiesen, als zu Grunde liegende Polyederform einen Dodekaeder zu wählen. Dies stellt also in diesem Sinne einen geeigneten Kompromiss zwischen möglichst flachen Winkeln einerseits und einem möglichst kleinen Durchmesser der Lichtquelle andererseits dar.
Die Trägerelemente können in diesem Fall als Platten gestaltet sein, die im Wesentlichen die Form von (gleich großen) regelmäßigen Fünfecken haben, die unmittelbar die zwölf Flächen des entsprechenden Dodekaeders repräsentieren. Mit „im Wesentlichen" soll dabei zum Ausdruck gebracht werden, dass dabei gewisse, insbesondere technisch bedingte Formabweichungen möglich sind. Derartige Formabweichungen können beispielsweise durch Verbindungselemente bedingt sein, beispielsweise durch Ösen bzw. Laschen, die zur gegenseitigen Verbindung der Trägerelemente vorgesehen sind.
Die Dodekaeder- Form eignet sich beispielsweise im Fall einer Lichtquelle zur Ausleuchtung einer Kugel mit einem Durchmesser von zwischen 10 und 15 cm, beispielsweise etwa 12 cm, wobei die Lichtquelle einen Durchmesser von etwa 45 bis 50 mm aufweisen kann. Diese Größe der Lichtquelle ist (bei derzeitigen technischen Rahmenbedingungen) zur Unterbringung der nötigen Bauelemente innerhalb der Lichtquelle ausreichend.
Um eine Abstrahlung der Lichtquelle mit einer besonders geeigneten Leuchtdichte zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, auf den Trägerelementen jeweils mindestens zwei Licht emittierende Dioden anzuordnen.
Beispielsweise können als Licht emittierende Dioden an sich bekannte RGB-LEDs verwendet werden.
Zur Befestigung und Kontaktierung der Licht emittierenden Dioden auf den
Trägerelementen kann vorteilhaft die SMD-Technik verwendet werden (SMD: surface mounted device). Vorteilhaft umfasst die Lichtquelle weiterhin eine Ansteuereinheit für die Licht emittierenden Dioden, wobei diese Ansteuereinheit auf den Trägerelementen angeordnet sein kann. Die Ansteuereinheit kann beispielsweise einen PWM-IC aufweisen (PWM: pulse width modulated). Weiterhin vorteilhaft umfasst die Ansteuereinheit mehrere, beispielsweise im Fall von RGB-LEDs drei
Konstantstromtreiber, insbesondere Konstantstromtreiber mit Pegelanpassung.
Weiterhin vorteilhaft umfasst die Lichtquelle eine Stromversorgungseinheit für die Licht emittierenden Dioden, wobei die Stromversorgungseinheit auf den Trägerelementen angeordnet ist. Die Stromversorgungseinheit kann einen Linearregler, Schutzdioden und Elkos (Elektrolytkondensatoren) aufweisen.
Vorteilhaft weist die Lichtquelle eine Ansteuereinheit und eine Stromversorgungseinheit auf, wobei die Ansteuereinheit auf einem ersten Teil der Trägerelemente angeordnet ist und die Stromversorgungseinheit auf einem zweiten, von dem ersten Teil verschiedenen, Teil der Trägerelemente angeordnet ist. Dies ist mit Bezug auf die Kabelverbindungen günstig. Insbesondere kann hierdurch die Anzahl der Leiterbahnen, die die beiden Teile verbinden, besonders klein gehalten werden; beispielsweise kann vorgesehen sein, dass insgesamt nur sechs solche verbindende Leiterbahnen zwischen den beiden Teilen bestehen; beispielsweise kann hierfür eine erste solche Leiterbahn für die Versorgungsspannung vorgesehen sein, eine zweite für einen PWM-IC, eine dritte für "Ground", und drei weitere für jeweils eine Gruppe von LEDs einer bestimmten Farbe. Bei weniger oder mehr vorgesehenen Farben kann die Anzahl der entsprechenden Leiterbahnen dementsprechend geringer oder größer sein.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste Teil der Trägerelemente aus einem ersten Zuschnitt flexibler Leiterplatten gebildet ist und der zweite Teil der Trägerelemente aus einem zweiten Zuschnitt flexibler Leiterplatten.
Zur leichten gegenseitigen Verbindung der Trägerelemente können diese Rastelemente, beispielsweise in Form von Ösen und Laschen aufweisen. Durch eine mit derartigen Rastelementen gebildete Rastverbindung ist eine besonders einfache Montage der Lichtquelle ermöglicht; insbesondere ist hierdurch eine Montage ohne Werkzeug und auch ohne weitere Komponenten, wie beispielsweise Klebstoff oder Lötverbindungen möglich. Besonders einfach und daher vorteilhaft ist dies, wenn die Trägerelemente flexible Leiterplatten sind, denn in diesem Fall können die Rastelemente vorteilhaft nur durch entsprechende Formgebung der Trägerelemente, also ohne separate Bauteile gebildet sein. Beispielsweise können an den
Trägerelementen entsprechende Rastöffnungen und Rastnasen bzw. Rastösen und - laschen geformt sein. Ein Herstellen derartiger Rastverbindungen ist dann besonders einfach möglich.
Eine Aussparung für eine Kabelzuführung bzw. -durchführung kann vorteilhaft zwischen wenigstens zwei Trägerelementen vorgesehen sein. Im Fall eines zu Grunde liegenden Dodekaeders kann eine derartige Aussparung an einer Ecke, also an den betreffenden drei Trägerelementen, durch die die Ecke gebildet ist, in einer Umgebung der Ecke vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Leuchtkörper vorgesehen, der eine erfindungsgemäße Lichtquelle aufweist und einen im Wesentlichen kugelförmigen, lichtdurchlässigen Lichtaustrittskörper, wobei die Lichtquelle im Inneren des Lichtaustrittskörpers angeordnet ist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Leuchtkörperanordnung vorgesehen, die wenigstens zwei erfindungsgemäße Leuchtkörper aufweist, die durch ein gemeinsames Versorgungskabel miteinander verbunden sind.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Trägerelemente mit LEDs und elektronischen Komponenten vor dem Zusammenbau, Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellten Trägerelemente, jedoch bei anderem
Blickwinkel, Fig. 3 eine aus den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Trägerelementen zusammengebaute Lichtquelle, Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Lichtquelle bei eingeschalteten LEDs, Fig. 5 einen geöffneten erfindungsgemäßen Leuehtkörper,
Fig. 6 den in Fig. 5 gezeigten Leuchtkörper in geschlossenem Zustand,
Fig. 7 den in Fig. 6 gezeigten Leuchtkörper bei eingeschalteten LEDs,
Fig. 8 den in Fig. 7 gezeigten Leuchtkörper vor einem anderen Hintergrund, und
Fig. 9 eine Skizze einer erfindungsgemäßen Lichtquelle in einem Zustand während des Zusammenbaus.
Eine erfindungsgemäße Lichtquelle ist in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Die Lichtquelle weist mehrere, im hier gezeigten Ausführungsbeispiel zwölf Trägerelemente für Licht emittierende Dioden (LEDs) auf.
In den Figuren 1 und 2 sind die bereits mit LEDs 3 bestückten Trägerelemente 2 vor deren Zusammenbau dargestellt.
Die Trägerelemente sind plattenförmig, im Wesentlichen gleich groß und haben jeweils im Wesentlichen die Form eines regulären Fünfecks. Auf diese Weise können die Trägerelemente so zusammengesetzt werden, dass ihre Oberflächen - im Rahmen der durch die technische Umsetzung bedingten Genauigkeit - einen Dodekader beschreiben.
In Fig. 9 ist in skizzenhafter Form ein Zustand dargestellt, in dem die Trägerelemente 2 bereits teilweise zusammengefügt sind, und zwar zu zwei Gruppen 10, 11 von je sechs Trägerelementen 2, so dass zwei „Halbdodekaeder" gebildet sind, die zu der Lichtquelle zusammengefügt werden können. Jede der beiden Gruppen 10, 1 1 umfasst dabei ein „zentrales" Trägerelement 2', 2", an dessen fünf Kanten jeweils ein weiteres Trägerelement 2 angeordnet ist.
Auf Grund der Plattenform der Trägerelemente weisen diese plane Oberflächenabschnitte auf, die im zusammengefügten Zustand der Trägerelemente 2 nach außen weisen. Auf diesen Oberflächenabschnitten sind jeweils zwei Licht emittierende Dioden 3, insgesamt also 24 LEDs angeordnet. (Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 9 keine LEDs oder sonstige weiteren Komponenten auf den Trägerelementen 2 eingezeichnet.) Die so gebildete Lichtquelle ermöglicht eine Abstrahlung, die - einen gewissen Mindestabstand vorausgesetzt - derjenigen einer Punktlichtquelle nahe kommt. Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Lichtquelle hat einen Durchmesser von etwa 45 bis 50 mm und eignet sich beispielsweise zur Ausleuchtung einer Kunststoffkugel mit einem Innendurchmesser von etwa 120 mm.
Als LEDs sind im Ausführungsbeispiel RGB-LEDs gewählt, so dass die Farbe des abgestrahlten Lichts einstellbar ist.
Im Ausführungsbeispiel sind als Trägerelemente 2 flexible Leiterplatten bzw. eine flexible Leiterplatte gewählt. Wie in Fig. I dargestellt, sind die Trägerelemente 2 aus einem Zuschnitt einer flexiblen Leiterplatte gebildet. Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass alle Trägerelemente 2 aus nur einem Zuschnitt gebildet sind; in die vorgesehene Polyeder- bzw. Dodekaeder-Form können sie beispielsweise durch entsprechende Biegungen gebracht sein. Die in Fig. 9 skizzierte Anordnung dient insoweit lediglich der Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse. Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführung sind - bedingt durch den Zuschnitt - alle Trägerelemente 2 einstückig miteinander verbunden.
Die LEDs 3 sind auf den Leiterplatten mittels SMD-Technik aufgebracht. Die Flexibilität der Leiterplatten ermöglicht einen besonders leichten Zusammenbau der Trägerelemente bzw. eine besonders leichte relative Ausrichtung der Trägerelemente untereinander. In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten „aufgefalteten" Zustand sind die LEDs bereits als solche funktionsfähig. Dabei kann vorgesehen sein, dass lediglich die Anschlussdrähte der LEDs gelötet sind und die weiteren erforderlichen elektrischen Verbindungen mittels der Leiterplatte realisiert sind.
Die (in Fig. 9 nicht gezeigten) LEDs 3 auf den beiden Gruppen 10, 11 bzw. „Halbdodekaedern" sind in Serie geschaltet und als Versorgungsspannung ergibt sich
48 V.
Komponenten, die zur Ansteuerung der LEDs 3 dienen, sind auf einem ersten Teil der Trägerelemente 2, und zwar auf der ersten 10 der beiden Gruppen von Trägerelementen 2 angeordnet. Die Ansteuereinheit weist dabei einen PWM-IC, sowie drei Konstantstromtreiber samt Pegelanpassung auf. Der PWM-IC ist dabei auf dem zentralen Trägerelement 2' der ersten Gruppe 10 angeordnet, und zwar auf der nach außen weisenden Oberfläche dieses Trägerelements 2'. Die drei Komponenten, die für die drei Farben benötigt werden, sind ebenfalls auf nach außen weisenden Oberflächen der Trägerelemente 2 dieser ersten Gruppe 10 angeordnet, und zwar jede Komponente auf jeweils einem anderen Trägerelement 2.
Auf einem zweiten Teil der Trägerelemente 2, und zwar auf der zweiten Gruppe 1 1 sind Komponenten angeordnet, die zur Stromversorgung der LEDs dienen. Diese Komponenten umfassen Linearregler, Schutzdioden und Elkos.
Bei der hier dargestellten Aufteilung der Komponenten für die Ansteuerung und die Stromversorgung sind nur sechs Leiterbahnen erforderlich, welche die beiden Gruppen 10, 11 im Inneren der Lichtquelle miteinander verbinden, und zwar für die 48 V- Versorgungsspannung, 5V für den PWM-IC, Ground, sowie für die drei Farben rot, grün und blau. Verbindungen zwischen den äußeren Flächen der Trägerelemente 2 führen nur die Ströme der drei Farben, so dass an dieser Stelle nur jeweils drei Leiterbahnen erforderlich sind.
Die Trägerelemente weisen Vorrichtungen auf, die zur mechanischen Verbindung der Trägerelemente untereinander dienen. Dabei kann es sich um Verrastungsmittel handeln, beispielsweise um Ösen und Laschen, welche rastend ineinandergefügt werden können. Zur Fixierung der Verbindungen sind Pads vorgesehen, die miteinander verlötet werden können.
Zur Zuführung eines Hauptkabels in das Innere der Lichtquelle sind beim Ausführungsbeispiel an einer Ecke einer Gruppe 10, 11 oder an jeweils einer Ecke der beiden Gruppen 10, 1 1 an den drei betreffenden Flächen Aussparungen 15, 16 vorgesehen. Vorteilhaft ist als Ort der Aussparung jeweils eine Ecke des zentralen
Trägerelements 2', 2" vorgesehen, so dass die beiden Gruppen 10, 11 zwei Konstrukte nach Art einer „Halbschale" bilden, und diese beiden Halbschalen um ein Hauptkabel geklappt werden können. Die elektrische Verbindung zwischen dem Hauptkabel und den Trägerelementen 2 ist im Inneren der Lichtquelle vorgesehen. Auf diese Weise kann eine unerwünschte Schattenbildung durch Kabel vermieden werden.
Die Datenübertragung erfolgt seriell über drei Leitungen, wobei eine Lichtquelle einzeln oder mit einer oder mehreren weiteren derartigen Lichtquellen in Reihe auf einem Hauptkabel angeordnet betrieben werden kann. Das Hauptkabel kann dabei zwei Leitungen für die Stromversorgung und drei Datenleitungen führen.
In den Figuren 5 bis 8 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Leuchtkörper gezeigt. In Fig. 5 ist dabei der kugelförmige Lichtaustrittskörper eröffnet, so dass die im Inneren angeordnete Lichtquelle erkennbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Lichtquelle
2 Trägerelemente 2' zentrales Trägerelement der ersten Gruppe von Trägerelementen
2 ' ' zentrales Trägerelement der zweiten Gruppe von Trägerelementen
3 Licht emittierende Dioden
10 erste Gruppe von Trägerelementen
1 1 zweite Gruppe von Trägerelementen 15 Aussparung für eine Kabelzuführung in der ersten Gruppe
16 Aussparung für eine Kabelzuführung in der zweiten Gruppe

Claims

Ansprüche
1. Lichtquelle, aufweisend mehrere Trägerelemente (2), wobei die Trägerelemente (2) jeweils einen im Wesentlichen planen
Oberflächenabschnitt aufweisen, auf dem wenigstens eine Licht emittierende Diode (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2) relativ zueinander derart angeordnet sind, dass die Oberllächenabschnitte der Trägerelemente (2) die Oberfläche oder einen Teil der
Oberfläche eines konvexen Polyeders, insbesondere eines regulären oder semiregulären Polyeders, definieren.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1 , wobei die Trägerelemente Platten (2) sind.
3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägelemente Leiterplatten (2), insbesondere flexible Leiterplatten sind.
4. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerelemente (2) zumindest teilweise aus einem Zuschnitt einer flexiblen Leiterplatte gebildet sind.
5. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyeder ein Dodekaeder ist.
6. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf jedem Trägerelement (2) wenigstens zwei Licht emittierende Dioden (3) angeordnet sind.
7. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Licht emittierenden Dioden RGB-LEDs (3) sind.
8. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Licht emittierenden Dioden (3) mittels SMD-Technik auf die Trägerelemente (2) aufgebracht sind.
9. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Ansteuereinheit für die Licht emittierenden Dioden (3), wobei die Ansteuereinheit auf den Trägerelementen (2) angeordnet ist.
10. Lichtquelle nach Anspruch 9, wobei die Ansteuereinheit einen PWM-IC aufweist.
1 1. Lichtquelle nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Ansteuereinheit mehrere, insbesondere drei Konstantstromtreiber, insbesondere Konstantstromtreiber mit Pegelanpassung aufweist.
12. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Stromversorgungseinheit für die Licht emittierenden Dioden (3), wobei die Stromversorgungseinheit auf den Trägerelementen (2) angeordnet ist.
13. Lichtquelle nach Anspruch 12, wobei die Stromversorgungseinheit Linearregler, Schutzdioden und Elkos aufweist.
14. Lichtquelle mit den in den Ansprüchen 9 und 12 genannten Merkmalen, wobei die Ansteuereinheit auf einem ersten Teil ( 10) der Trägerelemente angeordnet ist und die Stromversorgungseinheit auf einem zweiten, von dem ersten Teil verschiedenen, Teil (11) der Trägerelemente angeordnet ist.
15. Lichtquelle mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und des Anspruchs 14, wobei der erste Teil (10) der Trägerelemente aus einem ersten Zuschnitt flexibler Leiterplatten und der zweite Teil (1 1) von einem zweiten Zuschnitt flexibler Leiterplatten gebildet ist.
16. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerelemente (2) zumindest teilweise mit Hilfe einer Rastverbindung miteinander verbunden sind.
17. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen wenigstens zwei Trägerelementen (2) eine Aussparung für eine Kabeldurchführung vorgesehen ist.
18. Leuchtkörper, aufweisend eine Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen im Wesentlichen kugelförmigen, lichtdurchlässigen Lichtaustrittskörper, wobei die Lichtquelle im Inneren des Lichtaustrittskörpers angeordnet ist.
19. Leuchtkörperanordnung, aufweisend wenigstens zwei Leuchtkörper nach Anspruch 18, die durch ein gemeinsames
Versorgungskabel für die Lichtquellen der beiden Leuchtkörper verbunden sind.
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