EP2135001A1 - Farbverstellbare led-leuchte, insbesondere zur fahrzeuginnenbeleuchtung - Google Patents
Farbverstellbare led-leuchte, insbesondere zur fahrzeuginnenbeleuchtungInfo
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Definitions
- the second or third LEDs emit UV radiation
- the second LEDs 18 emit UV light.
- This UV light partially passes through the conversion material! 24 without stimulating it.
- the other portion of the UV light excites the conversion material 24 to emit radiation so that the intensity of the light due to the conversion material 24 increases within the output spectrum.
- Fig. 4 by the dashed line.
- the second LEDs 18 emit light whose wavelength range lies in the visible range and outside the conversion wavelength range.
- the second LEDs 18 emit reddish light. This light has an energy that is too low to excite the conversion material 24. This results in an addition of radiation components in the visible wavelength range, as indicated in Fig. 4 by the dashed line.
Abstract
Die LED-Leuchte, insbesondere Lese- bzw. Sitzplatzleuchte für Fahrzeuge wie Reisebusse oder Flugzeuge ist mit einem Gehäuse (36), mehreren LEDs, die erste LEDs ( 16) umfassen, welche elektromagnetische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich aussenden, und einer Ansteuereinheit (12) zum Ansteuern der ersten LEDs (16) versehen. Ferner weist 'die LED-Leuchte ein Konversionsmaterial (24) auf, das bei Anregung durch zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung der ersten LEDs (1.6) elektromagnetische Strahlung in einem Konversionswelleniängenbereich aussendet, der im sichtbaren Bereich des Spektrums Siegt und zumindest teilweise verschieden ist von dem ersten Wellenlängenbereich versehen. Die LEDs umfassen ferner zumindest zweite LEDs (18), die zur Farbverschiebung der von dem Konversiopismaterial (24) bei Anregung durch die ersten LEDs (16) ausgesandten elektromagnetischen Strahlung eine elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich aussenden. Die zweiten LEDs (18) sind von der Ansteuereinheit (12) wahlweise zusätzlich zu den ersten LEDs (16) ansteuerbar, wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs (18) zumindest teilweise im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt sowie zumindest teilweise verschieden ist von dem Wellenlängenbereich der ersten LEDs (16) und das Konversionsmaterial (24) im wesentlichen ohne Anregung derselben passiert und/oder wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs (18) das Konversionsmaterial (24) zusätzlich anregt, elektromagnetische Strahlung, deren Wellenlängenbereich innerhalb oder ausserhalb des Konversionswellenlängenbereichs liegt, auszusenden.
Description
FARBVΞRSTELLBARE LED-LEUCHTE , INSBESONDERE ZUR FAHRZΞUGINNENBELEUCHTUNG
Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte, die insbesondere als Lese- bzw. Sitzplatzleuchte für Fahrzeuge wie beispielsweise Reisebusse oder Flugzeuge Verwendung findet.
Auf Grund der höheren Lebensdauer und geringeren Stromaufnahme erfreuen sich LED-LeuchtmitteS insbesondere im Fahrzeugbereich einer zunehmenden Beliebtheit, wobei ihnen der Vorzug gegenüber Giühlampenleuchtmitteln gegeben wird (siehe z.B. EP-A-I 217 664). Zur Erzeugung von weißem Licht mit einer natürlichen Farbwiedergabe benötigt man eine breitbandige spektrale Lichtabgabe.
Daher werden in bekannten LED-Leuchten neben den LEDs auch Konversionsmaterialien (beispielsweise auf Phosphorbasis) verwendet. Die LEDs strahlen Licht vergleichsweise hoher Energie (beispielsweise blaues Licht) ab, wobei dieses Licht hoher Energie das Konversionsmateriai anregt, das seinerseits Licht niedrigerer Energie (beispielsweise gelbes Licht bzw. gelb-rotes Licht) auszusenden. Ein gewisser Antei! des Lichts mit der höheren Energie (beispielsweise blaues Licht) passiert das Konversionsmateriai ohne Anregung desselben.
.Ie nach dem Einsatzgebiet einer LED-Leuchte kann es wünschenswert sein, die Farbe des ausgesendeten Lichts zu verschieben. So kann es beispielsweise bei LED-Leuchten für Flugzeuge erforderlich sein, zwischen einem kaitweißen Licht und einem warmweißen Licht umschalten zu können. Dies ist mit den be- kannten LED-Leuchten, die eine Vielzahl von gleichen LEDs aufweisen, welche mit geringem Abstand auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet bzw. in einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, nicht möglich.
Aus US-A-2006/0072314, DE 10 2004 015 570, WO-A-2006/098561 und EP- A-I 462 711 ist es bekannt, das Licht von in unterschiedlichen Weiieπlängen- bereichen abstrahlenden LEDs zu mischen und abzugeben. Die bekannten Leuchten weisen dabei Hohlräume auf, in denen das Licht der unterschied- liehen LEDs gemischt wird (Mischkammer). Dadurch weisen die bekannten LED-Leuchten eine relativ große Bauform auf, die den Einsatz der LED-Leuchten begrenzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine LED-Leuchte, insbesondere für die Lese- bzw. Sitzplatzbeleuchtung bei Fahrzeugen wie z„B. einen Reisebus oder ein Flugzeug, zu schaffen, wobei sich bei kompakter Bauform wahlweise eine Farbverschiebung des ausgesandten Lichts vornehmen lassen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine LED-Leuchte, ϊnsbe- sondere Lese- bzw. Sitzplatzieuchte für Fahrzeuge wie Reisebusse oder Flugzeuge, vorgeschlagen, die versehen ist mit einem Gehäuse, mehreren LEDs, die erste LEDs umfassen, welche elektromagnetische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich aussenden, - einer Ansteuereinheit zum Ansteuern der ersten LEDs und einem Konversionsmateriai, das bei Anregung durch zumindest einen Tei! der elektromagnetischen Strahlung der ersten LEDs elektromagnetische Strahlung in einem Konversionswellenlängenbereich aussendet, der im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt und zumindest teilweise verschie- den ist von dem ersten Wellenlängenbereich.
Bei dieser LED-Leuchte ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die LEDs ferner zumindest zweite LEDs umfassen, die zur Farbverschiebung der von dem Konversionsmateriai bei Anregung durch die ersten LEDs ausgesandten elektromagnetischen Strahlung eine elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich aussenden,
dass die ersten und zweiten LEDs als Halbleiterbauelemente auf und/oder in einem gemeinsamen Substrat, über dem sich eine Schicht aus dem Konversionsmaterial mit einer dem Substrat abgewandten Austrittsseite befindet, derart benachbart zueinander angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sich die Raumwinkelbereiche der von den einzelnen LEDs ausgehenden Strahlung vor der Austrittsseite der Schicht aus dem Konversionsmaterial überlappen oder zumindest kontaktieren, dass die zweiten LEDs von der Ansteuereinheit wahlweise zusätzlich zu den ersten LEDs ansteuerbar sind, - wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs zumindest teilweise im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt sowie zumindest teilweise verschieden ist von dem Wellenlängenbereich der ersten LEDs und das Konversionsmaterial im wesentlichen ohne Anregung derselben passiert und/oder - wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs das Konversionsmaterial zusätzlich anregt, elektromagnetische Strahlung, deren Wellenlängenbereich innerhalb oder außerhalb des Konversionswellenlängenbereichs liegt, auszusenden.
Die erfindungsgemäße LED-Leuchte weist mindestens zwei Gruppen von unterschiedlichen LEDs auf. Dabei regen die ersten LEDs mit ihrer Strahlung das Konversionsmaterial an, so dass dieses elektromagnetische Strahlung in einem Konversionswellenlängenbereich aussendet, der im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt und zumindest teilweise verschieden ist von dem Wellen- längenbereich, den die ersten LEDs aussenden. Bei dem Wellenlängenbereich der ersten LEDs kann es sich beispielsweise um blaues Licht handeln. Ein Teil der von den ersten LEDs ausgesandten elektromagnetischen Strahlung passiert das Konversionsmaterial im wesentlichen ohne Anregung desselben.
Der zweite Typ von LEDs, d.h. die zweiten LEDs, können gemäß einer ersten Alternative der Erfindung elektromagnetische Strahlung aussenden, die zumindest teilweise im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt und zumindest teilweise verschieden ist von dem Wellenlängenbereich der Strahlung der ersten
LEDs. Die Energie der Strahlung der zweiten LEDs ist bei dieser ersten Variante der Erfindung geringer als die Energie der Strahlung der ersten LEDs. Somit wird das Konversionsmaterial durch die Strahlung der zweiten LEDs irn wesentlichen nicht angeregt; vielmehr passiert die elektromagnetische Strah- lung der zweiten LEDs das Konversionsmaterial, um schließlich durch dieses hindurch auszutreten.
Durch diese zweiten LEDs lässt sich also nun eine Farbverschiebung des von den ersten LEDs in Kombination mit dem Konversionsmaterial ausgetretenen Lichts erreichen.
Bei einer zweiten Variante der Erfindung strahlen die zweiten LEDs elektromagnetische Strahlung mit vergleichsweise hoher Energie ab (beispielsweise blaues Licht oder auch UV-Strahlung), die das Konversionsmaterial zusätzlich anregt, elektromagnetische Strahlung niedrigerer Energie auszusenden. Diese Strahlung liegt innerhalb oder außerhalb des Konversionswellenlängenbe- reichs, im Regelfall aber innerhalb des Konversionsweüenlängenbereichs und führt dazu, dass die LED-Leuchte insgesamt eine Gesamtstrahlung mit einem größeren Intensitätsanteil innerhalb des Konversionswellenlängeπbereichs aus- sendet. Auch damit lässt sich eine Farbverschiebung realisieren.
Mit der erfindungsgemäßen LED-Leuchte ist es also möglich, kaitweißes Licht, das aus der überlagerten elektromagnetischen Strahlung aus dem Konversionswellenlängenbereich und dem ersten Weüenlängenbereich resultiert, zu warmweißen Licht hin zu verschieben, wenn die zweiten LEDs zusätzlich angesteuert werden. Auch der umgekehrte Fall, dass also die überlagerte elektromagnetische Strahlung aus dem Konversionswelienlängenbereich und dem ersten Welleniängenbereich Licht mit kaltweißer Farbe aussendet, das durch zusätzliche Ansteuerung der zweiten LEDs zu warmweißem Licht hin verscho- ben wird, ist mit der erfindungsgemäßen LED-Leuchte realisierbar.
Die Erfindung basiert also auf den beiden unterschiedlichen physikalischen Prinzipien, nämlich durch die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs
entweder das Konversionsmaterial anzuregen, so dass dieses im Konversionswellenlängenbereich Licht höherer Intensität aussendet, oder zweite LEDs zu verwenden, deren Licht eine so geringe Energie aufweist, dass es das Konversionsmaterial ohne Anregung desselben passiert. Beide physikalischen Prinzi- pieπ können auch in Kombination miteinander genutzt werden, wozu vorteilhafterweise dritte LEDs verwendet werden, wobei sich die elektromagnetischen Strahlungen der zweiten LEDs von denen der dritten LEDs dadurch unterscheiden, dass die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs beispielsweise eine ausreichende Energie zur Anregung des Konversionsmaterials aufweist, während die elektromagnetische Strahlung der dritten LEDs eine für die Anregung des Konversionsmateriais zu geringe Energie aufweist.
Sofern die zweiten oder dritten LEDs UV-Strahlung abgeben, ist es je nach Intensität des Anteils des das Konversionsmaterial im wesentlichen ohne An- regung desselben passierenden UV-Lichts zweckmäßig, ein UV-Filter zu verwenden.
Für die gute Farbdurchmischung trotz räumlich getrennt angeordneter erster und zweiter LEDs ist nach der Erfindung vorgesehen, dass sämtliche LEDs zu einer gemeinsamen kompakten Baueinheit zusammengefasst sind. Im Handel erhältlich sind sogenannte LED-Module in Standardgehäusen, in denen eine Vielzahl von LEDs in Array-Form auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet bzw. in einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind. Im Gegensatz zu den bekannten LED-Modulen ist nach der Erfindung vorgesehen, dass ein solches Modul LEDs aufweist (nämlich die ersten und zweiten LEDs), die in unterschiedlichen Welienlängenbereichen abstrahlen. Derartige Baueinheiten eignen sich vorzüglich für LED-Leuchten, deren Optiken abbildende Eigenschaften aufweisen oder die nur geringe Bauhöhen aufweisen. Das Substrat ist mit einer Schicht aus dem Konversionsmaterial überdeckt, unter dem die ersten und zweiten LEDs angeordnet sind. Wegen des optisch diffus wirkenden Konversionsmaterials und dem Umstand, dass sich die Strahiungsraumwinkelbe- reiche der einzelnen benachbart angeordneten ersten und zweiten LEDs innerhalb der Konversionsmaterialschicht überlappen bzw. berühren, kommt es ins-
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gesamt trotz der flachen Gesamtkoπstruktion des LED-Moduls zu einer vom menschlichen Auge als gut empfundenen Farbmischung der von den ersten und zweiten LEDs abgestrahlten unterschiedlichen Strahlung,
Für die Farbverschiebung ist es erforderlich, die unterschiedlichen Gruppen von LEDs (beispielsweise erste und zweite LEDs) unabhängig voneinander ansteuern zu können. Bei Verwendung zweier unterschiedlicher LEDs bietet sich hier die Möglichkeit an, diese beiden Gruppen von LEDs durch Anlegen einer Wechsel-Versorgungsspannung zu betreiben. Dabei sind die ersten LEDs in Gruppen von untereinander in Reihe geschalteten LEDs angeordnet und auch die zweiten LEDs sind in zumindest einer Gruppe von untereinander in Reihe geschalteten LEDs angeordnet. Die mehreren Gruppen der ersten LEDs sind dabei wiederum untereinander parallel geschaltet. Wenn nun die mindestens eine Gruppe von zweiten LEDs anti-parallel zu den Gruppen der ersten LEDs geschaltet wird, so werden je nach Polung der Versorgungsspannung entweder die ersten LEDs oder die zweiten LEDs mit elektrischer Energie versorgt Während der ersten Halbwelle einer beispielsweise sinusförmigen Wechsel- Versorgungsspannung fließt durch die einen LEDs ein Strom, während über die Zeitdauer der zweiten Halbwelle durch die anderen LEDs Strom fließt. Die Dauer (Pulsweite), für die die LEDs während der besagten Halbwellen mit Strom versorgt werden, ist dabei über die Ansteuerungselektronik einstellbar, was insbesondere unabhängig voneinander erfolgt, damit eine Farbverschiebung möglich ist. Durch Einstellung der Pulsweite während der beiden HaIb- welleπ lässt sich also die Farbverschiebuπg realisieren. Werden die Pulsweiten während der beiden Halbwellen um das gleiche relative Ausmaß verändert, so lässt sich eine Intensitätseinstellung des von der LED-Leuchte abgegebenen Lichts vornehmen. Mit dieser Art der Ansteuerung kann z.B. eine bestehende LED-Leuchte, die über zwei Anschlüsse für den Betrieb der LEDs verfügt, durch Einbau der erfindungsgemäßen Gruppen aus ersten und zweiten LEDs aufge- rüstet werden, ohne dass zusätzliche Zuleitungen verlegt werden müssen. Damit kann z.B. im Falle des Austausches der LEDs in den Lese- bzw. Sitzplatzleuchten eines Flugzeuges die Verdrahtung unverändert bleiben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen dabei;
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein LED-Modul mit einer Vielzahl von in einem Array angeordneten LEDs zweier unterschiedlicher Typen, wobei zusätzlich in Fig. 1 eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der LEDs schematisch dargestellt ist,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie H-II der Fig. 1,
Fig. 3 den Verlauf eines Wechsei-Ansteuerungssignals für das LED-Modul,
Fig. 4 ein Diagramm mit mehreren unterschiedlichen Kurven zur Verdeutlichung der Intensitätsverteilung der abgegebenen Strahlung im sichtbaren Spektrum bei Verwendung unterschiedlicher zusätzlicher
LEDs zu einer ersten Gruppe von LEDs zwecks Farbverschiebung des von dieser ersten Gruppe von LEDs von einem von diesen LEDs angeregten Konversionsmaterials erzeugten Lichts und
Fig. 5 schematisch den Aufbau einer LED-Leseleuchte unter Verwendung des LED-Moduls gemäß Fig. 1.
Ftgn, 1 und 2 zeigen schematisch in Draufsicht und im Querschnitt den Aufbau eines LED-Moduls 10 mit elektronischer Ansteuervorrichtung 12, wie sie bei einer LED-Leuchte gemäß Fig. 4 Verwendung finden können. Das LED-Modul 10 umfasst ein Substrat 14, in dem in Array-Form erste LEDs 16 und zweite LEDs 18 als pn-Halbleiterübergänge ausgebildet sind. Die ersten LEDs 16 sind in Gruppen 20 von mehreren in Reihe geschalteten ersten LEDs 16 angeordnet Auch die zweiten LEDs 18 sind in Gruppen 22 von mehreren in Serie ge- schalteten zweiten LEDs 18 angeordnet. Sämtliche Gruppen 20,22 sind untereinander wiederum parallel geschaltet, wobei die Gruppen 22 von zweiten LEDs 18 anti-parallel zu den Gruppen 20 aus ersten LEDs 16 geschaltet sind.
Das Array aus ersten und zweiten LEDs 16,18 ist von einer Schicht aus einem optisch diffus wirkenden (Strahlungs-)Konversionsmateria! 24 bedeckt, das eine ( Licht- JAustrittsseite 25 aufweist. Die Dicke dieser Schicht und die Raum- wiπkelbereiche 27, innerhalb derer die ersten und zweiten LEDs 16,18 ihre Strahlung aussenden, sind derart gewählt, dass sich die Raumwinkelbereiche 27 innerhalb der Schicht aus Konversionsmaterial überlappen. Diese geometrische Anordnung und das diffus wirkende Konversionsmaterial 24 zusammen bewirken, dass die von den LEDs 16,18 ausgehende Strahlung für das menschliche Auge als gemischtes Licht aus der Austrittsseite 25 der Konver- sionsmaterialschicht austritt.
In das Array von LEDs 16,18 wird nun von der Ansteuervorrichtung 12 ein elektrischer Strom eingeprägt, bei dem es sich um einen Wechselstrom handelt, der pro Halbwelle pulsweitenmoduliert ist, wie es anhand von Fig. 3 zu erkennen ist Sofern die Versorgungsspannung bzw. der Versorgungsstrom ein positives Vorzeichen hat, fließt er in diesem Ausführungsbeispiel durch die ersten LEDs 16, da nur diese ersten LEDs 16 in Durchlassrichtung betrieben werden, wohingegen die zweiten LEDs 18 in Sperrrichtung betrieben werden. Wenn der Strom bzw. die Versorgungsspanπung dann ein negatives Vor- zeichen aufweist, werden die zweiten LEDs 18 bestromt, während die ersten LEDs 16 stromlos sind bzw. in Sperrrichtung betrieben sind. Durch die Breite der positiven und negativen Strom- bzw. Spannungspuise kann die Intensität und die Farbverschiebung beeinflusst werden, worauf im folgenden eingegangen wird.
Fig. 4 zeigt in durchgezogenen Linien das Spektrum des Lichts des LED-Moduls 10, wenn nur die ersten LEDs 16 betrieben werden. In diesem Ausfuhrungsbeispiel sei angenommen, dass die ersten LEDs 16 blaues Licht (Wellenlänge: 450 nm) aussenden. Sämtliche LEDs 16,18 des LED-Moduls 10 befinden sich hinter der Schicht aus diffusem Konversionsmateria! 24 beispielsweise auf Phosphorbasis (siehe Fig. 2). Dieses Konversionsmaterial 24 setzt Anregungsstrahlung hoher Energie in elektromagnetische Strahlung niedrigerer Energie um, die dann von dem Konversionsmaterial 24 abgegeben wird. Somit ergibt
sich als Spektrum des von den ersten LEDs 16 und dem Konversionsmaterial 24 ausgesendeten Lichts der durch die durchgezogene Linie in Fig. 4 kenntlich gemachte Verlauf. Ein Teil der Strahlung der ersten LEDs 16 passiert das Konversionsmateria! 24, ohne dies anzuregen, weshalb das abgegebene Licht einen Blau-Anteil aufweist. Der restliche Anteil des blauen Lichts (Anregungsstrahlung) der ersten LEDs 16 wird von dem Konversionsmateriat 24 in Licht niedrigerer Energie, d.h. in Licht höherer Wellenlänge, nämlich gelbes und/oder gelbrotes Licht umgesetzt. Dies ist anhand der durchgezogenen Kurve in Fig. 4 zu erkennen.
Die sich somit ergebende Lichtverteiluπg entspricht beispielsweise kaltweißem Licht Will man nun die Farbe dieses Lichts zu warmweiß hin verschieben, so werden die zweiten LEDs 18 angesteuert, die entweder wiederum elektromagnetische Strahlung mit einer zur Anregung des Konversionsmaterials 24 aus- reichenden Energie oder aber Strahlung abgeben, deren Energie zu gering ist, um das Konversionsmaterial 24 anregen oder aber geringer ist als die vom Konversionsmaterial 24 abgegebene Strahlung.
Die ersten und zweiten LEDs 16,18 werden hochfrequent alternierend und un- abhängig voneinander angesteuert. Die Ansteuerungsfrequenz ist derart gewählt, dass das menschliche Auge auf Grund seiner Trägheit die alternierende Ansteuerung der ersten und zweiten LEDs 16,18 nicht wahrnimmt.
Bei einer ersten Variante des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels sei an- genommen, dass die zweiten LEDs 18 UV-Licht aussenden. Dieses UV-Licht tritt teilweise durch das Konversionsmateria! 24 hindurch, ohne dies anzuregen. Der andere Teil des UV-Lichts jedoch regt das Konversionsmaterial 24 zur Abgabe von Strahlung an, so dass die Intensität des auf das Konversionsmaterial 24 zurückzuführende Licht innerhalb des Abgabespektrums ansteigt. Dies ist in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie verdeutlicht. Durch die Vergrößerung der Lichtintensität des längerwelligen Lichts entsteht insgesamt ein warmweißes Licht, wodurch die gewünschte Farbverschiebung realisiert ist.
Bei einer anderen Variante der hier beschriebenen LED-Leuchte senden die zweiten LEDs 18 Licht aus, dessen Wellenlängenbereich im sichtbaren Bereich und außerhalb des Konversionswellenlängenbereichs liegt. Beispielsweise senden die zweiten LEDs 18 rötliches Licht aus. Dieses Licht weist eine Energie auf, die zu gering ist, um das Konversionsmaterial 24 anzuregen. Dadurch entsteht eine Addition von Strahlungsanteilen im sichtbaren Wellenlängenbereich, wie es in Fig. 4 durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist.
Es sei an dieser Steile darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Kon- zept nicht auf die Verwendung lediglich zweier unterschiedlicher Typen von LEDs beschränkt ist, um eine gewünschte Farbverschiebung zu erzielen. So ist es möglich, dass neben den ersten LEDs zwei weitere Typen von LEDs, nämlich zweite und dritte LEDs verwendet werden, von denen die einen Strahlung mit einer Energie aussenden, die zur Anregung des Konversionsmaterials 24 ausreichend ist, während die anderen elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich und mit einer Energie aussenden, die nicht zur Anregung des Konversionsmaterials 24 ausreichend ist. Weitere Kombinationen von unterschiedliche elektromagnetische Strahlungen aussendenden LEDs sind in Ergänzung der ersten LEDs möglich. So könnte man beispielsweise LEDs einsetzen, die teilweise im sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlen, andererseits aber auch Weilenlängenkomponenten beinhalten, die eine ausreichende Energie aufweisen, um das Konversionsmaterial 24 anzuregen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine LED-Leseleuchte 26, bei der das LED-Modul 10 gemäß Fig. 1 unter Verwendung einer Ansteuerung der beiden LED-Gruppen, wie sie in den Fign. 1 bis 3 beschrieben ist, Verwendung findet. Die von den unterschiedlichen LEDs in Kombination mit dem Konversionsmaterial ausgesandte Gesamtstrahlung kann einen der Spektralverläufe gemäß Fig. 4 aufweisen.
Die LED-Leseleuchte 26 gemäß Fig. 5 umfasst das LED-Modul 10, das auf einer Platine 28 angeordnet ist, die auch die Elektronik für die Ansteuereinheit 12 trägt. Das LED-Modul 10 ist mittels eines Kühlkörpers 30 gekühlt. Die LED-
Leseleuchte 26 weist ferner einen Reflektor 32 und eine Lichtscheibe 34 auf, die in einem bei 36 angedeuteten Gehäuse untergebracht sind. Die Licht- scheibe 34 kann eine UV-Filterbeschichtung 38 aufweisen.
Es sei an dieser Steife hervorgehoben, dass die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene besondere Anti-Parailelschaltung der Gruppen der ersten LEDs gegenüber den Gruppen der zweiten LEDs für die Erfindung nicht zwingend notwendig ist. Diese Art der Anti-Paraüelschaltung zweier Gruppen von LEDs hat allerdings den Vorteil, dass für die alternierende und unabhängig vonein- ander erfolgende Ansteuerung der beiden LED-Typen wie bei einem LED- Modul, das lediglich einen Typ von LEDs aufweist, eine Ansteuerleitung erforderlich ist Damit stellt das Schaltungskonzept der ersten und zweiten LEDs 16,18 gemäß Fig. 1 eine interessante Lösung dar, wenn es um die Nachrüstung bzw. den Austausch von LED-Leuchtmitteln mit lediglich einem Typ von LEDs gegen solche mit zwei Typen von LEDs geht. In derartigen Beleuchtungssystemen kann dann die Hardware (Verdrahtung) unverändert bleiben; lediglich die Ansteuerung der einzelnen LED-Leuchtmittel muss neu programmiert werden, wobei sich jedoch der Aufwand hierfür in Grenzen hält. Es ist auch möglich, dass mindestens noch eine weitere Gruppe von (dritten) LEDs anti-parallel zu den Gruppen von ersten LEDs geschaltet ist. Bei dieser
Variante würden dann in einer Halbwelle des Wechselansteuerungssignals die ersten LEDs und in der anderen Halbweile die zweiten und dritten LEDs betrieben.
Es ist aber auch möglich, durch eine positive Spannung nur die eine Gruppe von (ersten) LEDs und durch eine negative Spannung nur die andere Gruppe von (zweiten und ggf. dritten) LEDs anzusteuern.
Wenn also die Randbedingung, zur Ansteuerung zweier unterschiedlicher Typen von LEDs lediglich eine Ansteuerleitung zur Verfügung zu haben, nicht gegeben ist, so kann das LED-Modul auch über eine Mehrkanal-Ansteuereinheit angesteuert werden. In einem solchen Fall kann dann auch das LED-Modul mehr als zwei unterschiedliche LED-Typen umfassen.
Claims
1. LED-Leuchte, insbesondere Lese- bzw. Sitzpiatzleuchte für Fahrzeuge wie Reisebusse oder Flugzeuge mit
- einem Gehäuse (36),
- mehreren LEDs, die erste LEDs (16) umfassen, welche elektromagnetische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich aussenden,
- einer Ansteuereinhett (12) zum Ansteuern der ersten LEDs (16) und
- einem Konversionsmateria! (24), das bei Anregung durch zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung der ersten LEDs (16) elektromagnetische Strahlung in einem Konversionswellenlängenbereich aussendet, der im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt und zumindest teilweise verschieden ist von dem ersten Wellenlängenbereich, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die LEDs ferner zumindest zweite LEDs (18) umfassen, die zur Farbverschsebung der von dem Konversionsmaterial (24) bei Anregung durch die ersten LEDs (16) ausgesandten elektromagnetischen Strahlung eine elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich aussenden,
- dass die ersten und zweiten LEDs (16,18) als Halbleiterbauelemente auf und/oder in einem gemeinsamen Substrat (14), über dem sich eine Schicht aus dem Konversionsmateriai (24) mit einer dem Substrat (14) abgewandten Austrittsseite (25) befindet, derart benachbart zueinander angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sich die Raumwinkelbereiche (27) der von den einzelnen LEDs ausgehenden Strahlung vor der Austrittsseite (25) der Schicht aus dem Konversionsmaterial (24) überlappen oder zumindest kontaktieren,
- dass die zweiten LEDs (18) von der Ansteuereinheit (12) wahlweise zusätzlich zu den ersten LEDs (16) ansteuerbar sind,
- wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs (18) zumindest teilweise im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt sowie zumindest teilweise verschieden ist von dem Wellenlängenbereich der ersten LEDs (16) und das Konversionsmaterial (24) im wesentlichen ohne Anregung derselben passiert und/oder
- wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs (18) das Konversionsmaterial (24) zusätzlich anregt, elektromagnetische Strahlung, deren Wellenlängenbereich innerhalb oder außerhalb des Konversionswelleniängenbereichs liegt, auszusenden.
2. LED-Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, (i) dass die überlagerte elektromagnetische Strahlung aus dem Konversionswellenlängenbereich und dem ersten Wellenlängenbereich Licht mit kaltweißer Farbe bildet und dass diese Farbe durch zusätzliche Ansteuerung der zweiten LEDs (18) zu warmweißem Licht hin verschiebbar ist oder (ü) dass die überlagerte elektromagnetische Strahlung aus dem Konversionswellen- iängenbereich und dem ersten Welleniängenbereich Licht mit warmweißer Farbe bildet und dass diese Farbe durch zusätzliche Ansteuerung des zweiten LEDs (18) zu kaltweißem Licht hin verschiebbar ist.
3. LED-Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten LEDs (16) blaues Licht aussenden, von dem zumindest ein Teil das Konversionsmaterial (24) ohne Anregung desselben passiert, dass das Konversionsmaterial (24) durch den verbleibenden Teil des blauen Lichts zur Ausseπdung von Licht geringerer Energie z.B. wie gelbem und/oder grünem Licht anregbar ist und dass die zweiten LEDs (18) UV-Licht, von dem ein Teil das Konversionsmaterial (24) zur zusätzlichen Aussendung von elektromagnetischer Strahlung innerhalb oder außerhalb des Konversionswellenlängenbereichs anregt, und/oder Licht geringerer Energie aussenden, von dem zumindest ein Teil das Konversionsmaterial (24) im wesentlichen ohne Anregung desselben passiert.
4. LED-Leuchte nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein UV-Filter zur Filterung des das Konversionsmaterial (24) ohne Anregung desselben passierenden UV-Lichts der zweiten LEDs (18).
5. LED-Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten LEDs (16) in Gruppen von untereinander in Reihe geschalteten LEDs angeordnet sind, wobei die Gruppen von ersten LEDs (16) ihrerseits parallel geschaltet sind und dass die zweiten LEDs (18) in zumindest einer Gruppe von untereinander in Reihe geschalteten LEDs angeordnet sind,
6. LED-Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gruppe von zweiten LEDs (18) parallel zu den Gruppen von ersten LEDs ( 16) und gegenüber diesen umgekehrt gepolt geschaltet ist und dass die ersten und zweiten LEDs (16,18) durch Anlegen einer Be- Spannung durch die Aπsteuereinheit (12) an die Parallelschaltung der Gruppen von ersten und zweiten LEDs (16,18) ansteuerbar sind, wobei durch Anlegen einer Gleichspannung mit einem ersten Vorzeichen wahlweise nur die ersten LEDs (16), durch Anlegen einer Gleichspannung mit einem zum ersten Vorzeichen entgegengesetzten zweiten Vorzeichen wahlweise nur die zweiten LEDs (18) und durch Anlegen einer Wechselspannung wahlweise die ersten und zweiten LEDs (16,18) alternierend ansteuerbar sind,
7. LED-Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten LEDs (16,18) auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet und als gemeinsame Baueinheit zusammengefasst sind.
8. LED-Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs zweite und dritte LEDs (18) umfassen, wobei die elektromagnetische Strahlung der zweiten LEDs (18) zumindest teilweise im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt sowie mindestens teilweise verschieden ist von dem Weilenlängenbereich der ersten LEDs (16) und das Konversionsmaterial (24) im wesentlichen ohne Anregung desselben passiert und wobei die elektromagnetische Strahlung der dritten LEDs das Konversionsmaterial (24) zusätzlich anregt, elektromagnetische Strah- lung, deren Wellenlängenbereich innerhalb oder außerhalb des Konver- sionswellenlängenbereichs liegt, auszusenden.
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