EP2414727A1 - Leuchtmittel und leuchte mit einem solchen leuchtmittel - Google Patents

Leuchtmittel und leuchte mit einem solchen leuchtmittel

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EP2414727A1
EP2414727A1 EP10718900A EP10718900A EP2414727A1 EP 2414727 A1 EP2414727 A1 EP 2414727A1 EP 10718900 A EP10718900 A EP 10718900A EP 10718900 A EP10718900 A EP 10718900A EP 2414727 A1 EP2414727 A1 EP 2414727A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
heat sink
emitting diodes
lamp
screen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10718900A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Moeck
Harald Henkel
Wilhelm Meierhofer
Jens Florian Hockel
Thomas Donauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH, Osram GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP2414727A1 publication Critical patent/EP2414727A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • F21S8/088—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device mounted on top of the standard, e.g. for pedestrian zones
    • 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
    • F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
    • F21V11/08—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using diaphragms containing one or more apertures
    • F21V11/14—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using diaphragms containing one or more apertures with many small apertures
    • 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
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • 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
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
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    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0058—Reflectors for light sources adapted to cooperate with light sources of shapes different from point-like or linear, e.g. circular light sources
    • 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
    • F21Y2107/10—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on concave supports or substrates, e.g. on the inner side of bowl-shaped supports
    • 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

  • a light source it is indicated a light source.
  • a lamp (English “luminaire”, colloquially also “lamp") specified, in which such a light source is used as a light source.
  • An object to be solved is to specify a luminous means which has improved optical properties.
  • the luminous means comprises a multiplicity of light-emitting diodes.
  • the light-emitting diodes are suitable for emitting light during operation.
  • the light-emitting diodes thus form the light-generating elements of the light source.
  • the light-emitting means comprises, for example, at least three light-emitting diodes and, for example, a maximum of 48 light-emitting diodes.
  • the light emitting diodes of the luminous means are arranged distributed in three dimensions. This means in particular that the light-emitting diodes of the luminous means are not arranged along a single line and not in a single common plane. Rather, the light-emitting diodes are spatially distributed in such a way that no line can be found on which all light-emitting diodes of the
  • Illuminant are arranged and that no level can be found in which all LEDs of the light source are arranged.
  • the arranged distributed three-dimensionally it is possible to adjust the illumination intensity distribution of the light source in different spatial directions independently. It is thus possible that the light source emits different amounts of light energy in different spatial directions.
  • the luminous means comprises a diaphragm screen.
  • the screen is formed of a radiopaque material, which is radiopaque, in particular for the light emitted by the LEDs.
  • the light-emitting diodes facing side of the diaphragm screen may be formed radiation-absorbing or radiation-reflecting.
  • the transmission is then at least 50%, for example at least 80% or at least 90%.
  • the screen covers the LEDs at least in places.
  • the shape of the diaphragm screen corresponds to the shape of the lateral surface of a three-dimensional hollow body.
  • the screen can therefore the shape of the lateral surface of a cube, a cone, a
  • the light emitting diodes are arranged in the interior of the hollow body, so that the screen - so the lateral surface of the hollow body - encloses the light emitting diodes laterally.
  • the visor screen can at its top and at its bottom a cover plate or a bottom plate have, which may be radiation-transmissive, radiation-reflective or radiopaque.
  • the diaphragm screen comprises a multiplicity of openings.
  • the apertures are apertures in the screen in which the radiopaque material of the screen is removed.
  • the openings are arranged downstream of the light emitting diodes of the light source in the emission direction. That is, during operation of the light source, light emitted by the light emitting diodes can pass through the openings.
  • the light of the light-emitting diodes preferably leaves the shade screen mainly or only through the apertures of the shade shade. Where there are no openings in the screen, the light of the LEDs is absorbed by the screen, partially transmitted or reflected.
  • the luminous means comprises a plurality of light-emitting diodes which are arranged distributed in three dimensions.
  • the luminous means further comprises a diaphragm screen which is formed from a radiopaque or translucent material, wherein the diaphragm screen surrounds the LEDs at least in places.
  • the diaphragm screen has a plurality of openings, which are arranged downstream of the LEDs in the emission direction. In this case, light emitted by the light-emitting diodes during operation of the luminous means passes through the apertures of the diaphragm screen.
  • the screen can ensure that the
  • LEDs and other elements of the bulb are not directly visible from outside the bulb. That is, about the light-emitting diodes, connection carrier for the Light-emitting diodes, cables for electrically contacting the light emitting diodes, optical elements and drive circuits are not visible from the outside and / or at least not visible.
  • the diaphragm screen mechanically protects the enclosed elements of the luminous means, for example the light-emitting diodes, from external influences.
  • the light distribution of the luminous means can be set individually in a simple manner by the targeted selection of the locations at which the apertures are introduced into the screen. For example, the screen in areas where a lot of light should escape from the bulb, a greater density of
  • the number of light-emitting diodes in the areas in which more light is to be emitted may be higher than in other areas. Due to the apertures in the aperture screen, the illuminant thus has a reduced, on the An Cruisse optimized light exit surface.
  • the light-emitting diodes are arranged at a distance from the diaphragm screen. That is, between the LEDs and the screen is a free space that may be filled with air, for example. That is, in other words are the LEDs are not in direct contact with the screen.
  • the distance can be adjusted depending on the desired light distribution.
  • the light emitting diodes can be cooled particularly well by means of convection by air inlet and air outlet in and out of the screen.
  • a light-emitting diode is assigned to each aperture in the diaphragm screen.
  • each breakdown is uniquely associated with a light emitting diode. That is, each LED is then associated with exactly one breakthrough through which a majority - for example, at least 40%, preferably at least 50% - of the light emitted by the LED during operation occurs. Through other openings of the screen then occurs less, preferably hardly emitted by this LED light.
  • each breakthrough has a surface area of at most 3 cm 2.
  • the area is at most 1.5 cm ⁇ , more preferably at most 0.5 cm ⁇ . Due to the small surface area of the aperture, the solid angle of the light passing through the aperture is reduced.
  • the distance from openings adjacent to one another is at least 0.5 cm measured on the outer surface of the shield screen facing away from the light-emitting diodes.
  • the distance is at least 1 cm, more preferably at least 1.5 cm. Due to the wide hole spacing, the glare effect is also minimized by the light generated by the lamp during operation. The use of a lens for Bundling the light through the aperture is possible.
  • the light exit surface of the lamp can be reduced.
  • the openings are formed as a circular or square opening.
  • the breakthroughs can then be particularly easily generated by drilling or punching in the material of the visor screen.
  • the openings are formed as openings, which have a main extension direction. That is, in comparison with openings that have no main extension direction, the openings are stretched in one direction and compressed in another direction.
  • the openings may be formed, for example, as slots, rectangles or oval.
  • the luminous means comprises at least one heat sink, which has at least two mounting surfaces, wherein a light-emitting diode is arranged on each mounting surface and the mounting surfaces are arranged in different planes.
  • the heat sink is, for example, a metallic body.
  • the heat sink has planar surfaces, which are provided as mounting surfaces for LEDs of the light source.
  • connection carrier or a printed circuit board may be applied to the heat sink, which follows the shape of the heat sink in places.
  • LEDs are then mounted on the circuit board and electrically connected via the circuit board.
  • the mounting surfaces are arranged, for example, in different planes of the heat sink.
  • the at least one heat sink has at least one side surface. It is possible that the heat sink has exactly one side surface. The side surface is then formed, for example, at least in places by the lateral surface of a ball, a cylinder, a cone or a truncated cone.
  • Side surfaces for example, has three or more side surfaces.
  • the side surfaces flat, so formed within the manufacturing tolerance without curvature be.
  • the side surfaces may form a regular or an irregular n-corner, where n ⁇ 3.
  • the heat sink may consist of the side surfaces.
  • the heat sink has no bottom surface and no top surface to which the side surfaces are attached.
  • the side surfaces are mechanically interconnected in this case and are not mechanically held together by a bottom surface or a top surface.
  • the at least one side surface comprises the mounting surfaces of the heat sink.
  • the LEDs of the illuminant are at least indirectly to the light
  • each side surface may comprise exactly one mounting surface or a plurality of mounting surfaces.
  • connection carrier which faces the diaphragm screen of the luminous means, is fastened to each side surface of the heat sink or each side surface comprises a connection carrier, ie is formed, for example, by a connection carrier.
  • connection carrier is fixed, for example, in the region of a mounting surface on a side surface of the heat sink.
  • the attachment carrier may be glued to the side surface, soldered to the side surface, or attached to the side surface by a mechanical fastener such as at least one rivet or at least one screw.
  • the side surface and the connection carrier have the largest possible connection surface in which the connection carrier is in direct contact with the side surface to which it is applied.
  • the connection area can amount to at least 90% of the base area of the connection carrier.
  • connection carrier is, for example, a printed circuit board (English: circuit board). That is, the
  • Connection carrier has a base body, in which or on the electrical connection points and conductor tracks are structured.
  • the connection carrier is a printed circuit board (printed circuit board), a metal-core board or a locally metallized ceramic carrier.
  • At least one light-emitting diode is mechanically fastened and electrically connected to each connection carrier.
  • the light-emitting diode is mechanically fastened and electrically connected to the side facing away from the side surface of the heat sink, on which the connection carrier is fastened, on the connection carrier. That is, the light-emitting diode mounted on the connection carrier or the light-emitting diodes mounted on the connection carrier face the diaphragm screen.
  • the side surfaces preferably enclose a volume through which air can flow for cooling.
  • the luminous means comprises at least one heat sink which has at least one side face.
  • the at least one side surface comprises the mounting surfaces of the heat sink.
  • at least one connection carrier is fixed, which faces the screen, or each side surface is formed by a connection carrier and at each connection carrier is at least one light-emitting diode mechanically fixed and electrically connected.
  • the at least one side surface encloses a volume in which a ballast for operating at least part of the light-emitting diodes is arranged.
  • the ballast may be attached to the side facing away from the connection carrier of the at least one side surface of the heat sink.
  • the lamp comprises exactly one ballast for operating all LEDs of the lamp.
  • the light emitting diodes different connection carrier can be operated independently. This makes it possible to set a spatially asymmetrical light intensity distribution of the light emitted by the light source, in which, for example, the entirety of
  • the ballast is, for example, an electronic ballast which provides the voltage necessary for operating the light-emitting diodes. Furthermore, the ballast further components for controlling the LEDs, such as a
  • Pulse width modulation circuit include. Alternatively or additionally, it is also possible for one or more further activation devices to be present in the volume enclosed by the at least one side surface, which may comprise, for example, at least one pulse width modulation circuit, at least one microcontroller and / or at least one constant current source.
  • the at least one heat sink has a bottom surface on which the at least one side surface of the heat sink is attached. That is, the bottom surface closes off the volume enclosed by the at least one side surface on one side of the heat sink.
  • Side surface may have openings through which air can penetrate into the volume, so that convection through the enclosed volume is made possible.
  • the bottom surface may form the element of the heat sink, which mechanically stabilizes the at least one side surface of the heat sink and, in the case of a plurality of side surfaces, interconnects one another. Furthermore, the bottom surface of the heat sink can serve as a carrier for other components of the light source as the one or more ballasts.
  • the bottom surface has at least one first recess, wherein at least one side surface of the heat sink protrudes in places in the at least one first recess.
  • the number of recesses in the bottom surface may correspond to the number of side surfaces. Each of the side surfaces then projects in places into the associated first recess.
  • the first recess is, for example, a groove in the bottom surface on the side of the bottom surface facing the at least one side surface.
  • the at least one first recess can completely penetrate the bottom surface.
  • a side surface which protrudes into the recess in places can be mechanically connected to the bottom surface by means of a press fit by pressing into the recess. Furthermore, it is possible that the side surface loose in the region of the recess with the
  • the bottom surface has at least one second recess, wherein the second recess is arranged on the side of the first recess facing the screen.
  • the bottom surface then preferably has the same number of first and second recesses.
  • the second recess is provided for receiving an optical module. That is, an optical module may protrude in places in the second recess and be secured by means of the second recess on the bottom surface or be fixed with a certain margin for adjusting the angle of inclination on the bottom surface.
  • the optical module in the second recess is the side surface in the first recess in the emission direction of the Downstream LEDs, so that at least a portion of the light generated by the LEDs during operation passes through the optical module.
  • the optical module may be, for example, a carrier plate on which an optical lens is provided for each light-emitting diode, which is used for
  • the optical module can be a diffusion plate which is provided to diffuse the light generated by the light emitting diodes during operation in a diffuse manner. It is also possible that the optical disk is part of the screen or the screen of the lamp.
  • the side surfaces are connected to one another and / or the side surfaces and the bottom surfaces in a mechanically detachable manner. That is, by applying a mechanical force, the connection between the side surfaces with each other and / or between the side surfaces and the bottom surface can be solved without destroying a component of the light source. As a result, it is possible, for example, to remove a side surface with connection carriers applied to the side surface from the light source and to replace it with a new side surface with connection carrier. A maintenance of the bulb is particularly easy in this way possible.
  • the at least one side surface and the bottom surface are connected to one another via a hinge. Through the hinge it is possible that the angle, the floor surface and the
  • the luminous means preferably comprises a plurality of side surfaces which are each connected to the bottom surface via a hinge, so that the emission direction of the light emitting diodes of different side surfaces can be adjusted individually, that is to say substantially independently of the remaining side surfaces.
  • the cooling body is integrally formed. That is, the
  • Such a heat sink can be made of a plastic, for example by means of an injection molding process or a transfer molding process. The heat sink is then injection molded or injection molded. "Injection-molded” and “injection-molded” are representational features which can be detected, for example, by residues typical for the production processes, such as burrs on the finished product. Furthermore, it is possible for the components of the heat sink to be punched or cut from a metal plate, for example a sheet metal. Also in this case, it is integrally formed heat sink.
  • At least two of the side faces of the heat sink include mutually different angles with the bottom face of the heat sink.
  • the heat sink does not comprise a bottom surface, at least two of the
  • the light-emitting diodes arranged on the side surfaces have, for example, different emission directions in a vertical direction perpendicular to the bottom surface.
  • the lighting means has an asymmetrical light intensity distribution which is not rotationally symmetrical with respect to an axis which is perpendicular to the floor surface.
  • the heat sink is formed in one piece, the different inclination of the side surfaces can already be set in the manufacture of the heat sink. If the side surfaces are connected, for example by means of a hinge movable relative to the bottom surface movable with the bottom surface, an adjustment of the angle can also be made at the place of use of the light source.
  • the mounting surfaces of the heat sink are through the treads of the staircase-like
  • Light-emitting diodes are then arranged on the mounting surfaces in different planes. It is possible that the mounting surfaces - ie, for example, the treads of the stair-like profile - are not arranged parallel to each other contrary to a conventional staircase. Rather, it is possible that the mounting surfaces are inclined to each other, so that arranged on different mounting surfaces of the heat sink LEDs have main emission directions that are not parallel to each other.
  • the luminous means comprises a cover plate which is connected to the diaphragm screen at an upper side of the diaphragm screen is.
  • the luminous means comprises a bottom plate, which is connected to an upper side facing away from the top of the bottom screen of the visor screen. Cover plate and bottom plate each have at least one opening through which air can enter during operation of the luminous means.
  • Breakthroughs of the screen This air in turn serves to cool the light emitting diodes of the lamp. That is, the light emitting diodes of the light source are convection cooled, with both the openings and the openings in the cover plate and the bottom plate allow air to pass through the bulb.
  • the cover plate and / or bottom plate are mechanically detachably connected to the screen.
  • cover plate and base plate can be connected to each other by a press fit and / or a screw connection.
  • “Mechanically solvable” means here and below that the connection can be detached non-destructively by mechanical action, ie the connection can be released without destroying a component, which contributes to the fact that the illuminant is damaged, for example if one or more light-emitting diodes are damaged. can be opened in a simple manner to replace the defective elements.
  • the luminous means comprises a base, which is arranged between the cover plate and the bottom plate and which is connected to the base Base plate is attached. At least one of the heat sink, are arranged on the light-emitting diodes of the lamp, is mechanically detachably connected to the base and the cover plate.
  • the base thus serves to receive and attach at least one, for example, all heatsink of the bulb.
  • the base can also be formed integrally with the bottom plate of the lamp.
  • the heat sink is then mechanically releasably attached to the base and ceiling plate so that it can be solved destructively under mechanical force from the base and cover plate, for example, to replace the entire heat sink with the light emitting diodes arranged thereon.
  • the number of light-emitting diodes of the light source can be adjusted in a simple manner via the number of heat sinks, so that the number of light-emitting diodes of the light source can be adjusted in accordance with the requirements of the light source by simple mechanical fastening or mechanical release of heat sinks.
  • the luminous means comprises a plurality of heat sinks, wherein at least two light-emitting diodes are attached to each heat sink. All heatsinks are mechanically releasably attached, for example, on the base and on the cover plate - for example, screwed, verklippst or pressed. The number of heat sinks which are fastened in the luminous means allows the light distribution and the brightness of the light generated by the luminous means to be set in a simple manner.
  • the emission angle of at least one of the light-emitting diodes is adjustable. This can be achieved, for example, in that the angle of inclination of the LEDs relative to Aperture screen by bending or deformation of the circuit board or the heat sink on which the light emitting diode is arranged, is set. For example, so that the
  • Illuminance distribution of the light of the bulb which is directed on the ground or in the ground parallel planes, are variably adjusted.
  • different light-emitting diodes of the luminous means may emit their light in different directions.
  • a first group of light emitting diodes of the luminous means may be provided to illuminate a predetermined area of the floor.
  • Another group of light-emitting diodes may be provided to illuminate an area remote from the ground, for example a building.
  • the illuminant has an illumination intensity distribution that is direction-dependent.
  • Such a light source can be used for example in a lamp.
  • the lamp may be, for example, a street lamp.
  • the roadway of the road can be illuminated, for example, with the light emitting diodes facing the road.
  • a building can be illuminated with light-emitting diodes of the luminous means facing away from the road.
  • FIG. 9 schematically shows the light intensity distribution for a luminous means described here.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a luminaire 100 described here.
  • the luminaire 100 is, for example, a street lamp.
  • the luminaire 100 comprises the luminous means 1.
  • the luminous means 1 In the luminous means 1, only the aperture shield 11 is visible in the side view, which has apertures 12 through which the light generated by the luminous means can emerge from the luminous means.
  • the luminaire 100 comprises, in addition to the luminous means 1, for example, a cover plate 30 on which drive circuits for the luminous means 1 can be arranged.
  • FIG. 2 shows a luminous means 1 described here on the basis of a schematic perspective illustration.
  • the light-emitting means 1 comprises a plurality of light emitting diodes 10.
  • the light emitting diodes 10 are arranged distributed in three dimensions.
  • the light-emitting diodes 10 are arranged on mounting surfaces 14 of staircase-shaped heat sinks 13.
  • the heat sinks 13 each extend from a base 17 of the light source 1 to the cover plate 15 of the light source 1.
  • the heat sinks 13 are screwed or pressed, for example, to the base 17 and cover 15.
  • the base 17 is arranged on a bottom plate 16, which closes the light source on its underside.
  • a receiving device 18 is arranged, with which the lighting means can be fixed for example in the light shown in connection with the figure 1.
  • the light bulb can also be hung in the lamp. That is, the lighting means may be attached to the top and / or bottom of the luminaire. Furthermore, it is possible for the illuminant to be arranged in a height-adjustable manner in the luminaire.
  • the light-emitting means 1 further comprises the diaphragm screen 11.
  • the diaphragm screen 11 has the shape of the lateral surface of a three-dimensional body such as a cube, a ball, a truncated cone, a cylinder stub, a cone or a cylinder.
  • the diaphragm screen 11 has the shape of the lateral surface of a cylinder stub.
  • the visor 11 is formed of a radiation absorbing material.
  • the visor 11 may be made of a metal.
  • the screen 11 is then formed, for example, of a metal sheet.
  • apertures 12 are arranged, which are formed here as a circular holes.
  • each light-emitting diode 10 can be arranged downstream of at least one opening 12 in the emission direction.
  • the light-emitting diodes 10 are arranged at a distance from the screen 11, so that a portion of the light generated by the light-emitting diodes 10 does not strike the aperture 12, but the screen 11, where it is absorbed or reflected.
  • FIG. 3A shows a schematic perspective view of a luminous means 1 described here without cover plate, base plate and diaphragm screen.
  • the heat sinks 13 extend in a fan-like manner from the base 17, for example, along a circle.
  • the number of heatsinks 13 which are fixed to the base 17 the number of light-emitting diodes 10 of the light source can be adjusted.
  • FIGS. 3B and 3C show a schematic plan view and a schematic side view, respectively, of a heat sink 13 of the light source 1.
  • the heat sink 13 has mounting surfaces 14.
  • the heat sink 13 comprises a staircase-like profile, wherein the mounting surfaces 14 the Form treads of the profile.
  • Different light-emitting diodes 10, which are arranged on different mounting surfaces 14, are therefore arranged in staggered planes.
  • the emission direction of the LEDs 10 can be adjusted. This orientation can be adjusted, for example, by bending the fastening straps 21, by way of which the heat sink is fastened to the base 17 and to the cover plate 15.
  • the light-emitting diodes 10 themselves have an emission angle range ⁇ in which they emit a large part of the light emitted by them. For example, by bending from
  • the light-emitting diodes 10 can have optical elements which focus the light generated by them on the apertures 12 in the diaphragm screen, so that hardly any light impinges on the light-emitting diodes 10 associated inside of the screen and is absorbed or reflected there.
  • the optical element associated with a light-emitting diode 10 may be, for example, a lens and / or a reflector. Through the openings, which form the light exit surfaces of the lamp, the desired light distribution of the light emitted by the light source is adjusted.
  • FIG. 3E shows a schematic top view of the heatsink 13 fastened to the base 17. It can be seen that each heatsink 13 has a fastening tab 21, with an opening 131 which is provided for receiving, for example, a screw. In this way, the heat sink 13 can be screwed to the cover plate 15 of the lamp 1.
  • FIG. 4A shows a schematic side view of a luminous means 1 with diaphragm screen 11, base plate 16 and cover plate 15 described here.
  • Base plate 16 and cover plate 15 can be connected to the diaphragm screen 11 in a mechanically detachable manner.
  • the heat sink 13 with the LEDs 10 are mechanically releasably attached to the base 17 and the cover plate 15, for example screwed.
  • the number of LEDs per heatsink 13 and the number of heatsinks 13 determines the amount of light that can be generated by the bulb during operation.
  • Through openings 151 in the bottom plate 16 see also FIG.
  • air 152 can pass into the illuminant during operation of the light-emitting diodes 10, which after heating through the light-emitting diodes 10 pass through openings 151 in the cover plate 15 again the lamp 1 escapes.
  • Socket 17 and cover plate 15 may be arranged a tube 20 that is mechanically detachably connected to the base 17 and the cover plate 15, for example screwed.
  • the tube may be provided, for example, for receiving cables which serve to electrically connect the light-emitting diodes 10.
  • the light source may have, for example, a diameter between 18 and 24 cm on its bottom plate 16.
  • the illuminant may for example have a diameter between at least 23 and at most 50 cm. The distance between bottom plate 16 and cover plate
  • the 15 can be from at least 27 cm to a maximum of 42 cm.
  • eight light-emitting diodes per heat sink 13 can be used in the light-emitting means.
  • six heat sinks 13 are inserted into a light source, so that the light source has six different light angles, in which the emission characteristics of the light generated can each differ from each other.
  • the mounting of the luminous means 1 takes place, for example, from below, that is to say from the bottom plate 16 upwards, that is, toward the cover plate 15.
  • the tube 20 is screwed onto the base.
  • the visor 11 is inserted with the openings 12 in a groove on the bottom plate 16.
  • the heat sink 13 are mounted on the cover plate 15 and this is fixed with a groove on the visor 11.
  • the cover plate 15 can be screwed to the tube 20.
  • the heat sink 13 can be mechanically detachably connected to the base 17 by screwing or press fitting.
  • the heat sink 13, for example, from above through the lid, for example, on cylindrical pins in the base 17th plugged.
  • On the cover plate 15 may further be attached a printed circuit board to which the circuit boards 19 of each heat sink 13 are then electrically connected.
  • a cable - for example, a ribbon cable - for connecting the printed circuit boards 19 can be pulled through the pipe.
  • the ribbon cable is used for electrical connection of the LEDs 10 and is connected, for example, with ballasts 31 for driving the LEDs.
  • Ballasts 31 on a cover plate of the lamp 100 may be arranged.
  • ballasts 31 are attached to an angle 32, to which the cover plate 30 of the lamp is also attached.
  • the ballasts 31 for controlling the light-emitting diodes 10 in the lamp 1 itself that is, for example, are arranged within the limited by the screen 11 and the cover plate 15 and the bottom plate 16 hollow body.
  • the luminous means has a cooling body 13, which has a plurality of side faces 132, in the present example, six side faces 132.
  • the side surfaces enclosing present the volume of a truncated pyramid with hexagonal base.
  • a connection carrier 138 is arranged in the region of the mounting surface 14, which is designed as a printed circuit board.
  • LEDs 10 in this case in each case six LEDs 10, attached to the connection carrier 138 and electrically contacted.
  • each two connection carrier 138 is assigned a common ballast 31, which is connected by means of a plug connection with the associated connection carriers.
  • the ballasts 31 and optionally the other electrical or electronic components are used to control and power the LEDs of the lamp.
  • all side surfaces 132 have the same angle of inclination with the bottom surface 133.
  • the side surfaces 132 are inclined, for example, at an angle of 30 ° from the normal to the bottom surface 133.
  • the light-emitting diodes 10 emit their light therefore in a main emission direction, which is directed obliquely downwards, for example towards a road.
  • the position of the luminous means within the luminaire can be adjusted along the direction predetermined by the tube 20, so that the height of the luminous means can be adjusted, for example, over the road.
  • the heat sink 13 of the light source can be produced in different ways.
  • the heat sink 13 is integrally formed and, for example, injection molded or injection-molded.
  • the heat sink can then consist in particular of a plastic material.
  • the side surfaces 132 and the bottom surface 133 are riveted together.
  • the bottom surface 133 and the side surface 132 are then formed of, for example, a metal.
  • Metal plate for example, a sheet, cut and / or punched.
  • the side surfaces 132 are then bent into the desired position and optionally welded, riveted or screwed together to increase stability.
  • the bottom surface 133 and the side surfaces 132 are integrally formed with each other in this case. Further, it is possible that between the side surfaces 132 and the bottom surface 133 each have a hinge 137 is formed, via which the inclination of each side surface can be adjusted relative to the bottom surface.
  • FIG. 7 shows a heat sink 13, as it can be used for a lamp described here.
  • the side surfaces 132 are each connected to the bottom surface 133 by a hinge 137, so that the inclination angle of each side surface 132 to the bottom surface 133 can be individually adjusted. A mechanical fixation of the side surfaces 132 can then take place by mutual screwing, riveting or welding.
  • FIG. 8A shows a plan view of a bottom surface 133 in which first recesses 134 are arranged, each of which can receive a side surface 132.
  • the first recesses 134 are grooves into which the side surfaces 132 protrude in places.
  • An assembly of the side surfaces 132 then takes place for example by plugging or latching hooks and optionally subsequent screwing.
  • FIG. 8B also shows an exemplary embodiment of the luminous means, in which the side surfaces 132 are each formed by connection carriers 138.
  • FIG. 9 shows, by way of example, an axisymmetric light intensity distribution, as emitted, for example, by the luminous means of FIG. 6 during operation.
  • An asymmetrical distribution of light intensity can be adjusted by different angles of inclination between the side surfaces 132 and the bottom surface 133.

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Abstract

Es wird ein Leuchtmittel (1) abgegeben, mit einer Vielzahl von Leuchtdioden (10), die dreidimensional verteilt angeordnet sind, einem Blendenschirm (11), der aus einem strahlungsundurchlässigen oder transluzenten Material gebildet ist, wobei der Blendenschirm (11) die Leuchtdioden (10) zumindest stellenweise umschließt, der Blendenschirm (11) eine Vielzahl von Durchbrüchen (12) aufweist, die den Leuchtdioden (10) in Abstrahlrichtung nachgeordnet sind, und im Betrieb des Leuchtmittels (1) von den Leuchtdioden (10) emittiertes Licht durch die Durchbrüche (12) tritt.

Description

Beschreibung
Leuchtmittel und Leuchte mit einem solchen Leuchtmittel
Es wird ein Leuchtmittel angegeben. Darüber hinaus wird eine Leuchte (englisch "luminaire", umgangssprachlich auch "Lampe") angegeben, in der ein solches Leuchtmittel als Lichtquelle Verwendung findet.
Die Druckschrift US 2008/0092800 Al beschreibt ein Leuchtmittel .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Leuchtmittel anzugeben, das verbesserte optische Eigenschaften aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel eine Vielzahl von Leuchtdioden. Die Leuchtdioden sind geeignet, im Betrieb Licht zu emittieren. Die Leuchtdioden bilden damit die Licht erzeugenden Elemente des Leuchtmittels. Das Leuchtmittel umfasst beispielsweise wenigstens drei Leuchtdioden und beispielsweise maximal 48 Leuchtdioden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Leuchtdioden des Leuchtmittels dreidimensional verteilt angeordnet. Das heißt insbesondere, dass die Leuchtdioden des Leuchtmittels nicht entlang einer einzigen Linie und nicht in einer einzigen gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Vielmehr sind die Leuchtdioden derart räumlich verteilt, dass sich keine Linie finden lässt, auf der sämtliche Leuchtdioden des
Leuchtmittels angeordnet sind und dass sich keine Ebene finden lässt, in der sämtliche Leuchtdioden des Leuchtmittels angeordnet sind. Mit einer Vielzahl von Leuchtdioden, die dreidimensional verteilt angeordnet sind, ist es möglich, die Beleuchtungsstärkeverteilung des Leuchtmittels in unterschiedlichen Raumrichtungen unabhängig voneinander einzustellen. Es ist also möglich, dass das Leuchtmittel in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedliche Lichtstrommengen emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel einen Blendenschirm. Der Blendenschirm ist aus einem strahlungsundurchlässigen Material gebildet, das insbesondere für das von den Leuchtdioden emittierte Licht strahlungsundurchlässig ist. Beispielsweise kann die den Leuchtdioden zugewandte Seite des Blendenschirms strahlungsabsorbierend oder strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der
Blendenschirm transluzent, das heißt strahlungsdurchlässig und milchig ausgebildet ist. Die Transmission beträgt dann wenigstens 50%, zum Beispiel wenigstens 80% oder wenigstens 90%.
Der Blendenschirm umschließt die Leuchtdioden zumindest stellenweise. Beispielsweise entspricht die Form des Blendenschirms der Form der Mantelfläche eines dreidimensionalen Hohlkörpers. Der Blendenschirm kann also die Form der Mantelfläche eines Würfels, eines Kegels, eines
Kegelstumpfs, einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfs, einer Kugel, eines Ellipsoids oder dergleichen aufweisen. Die Leuchtdioden sind im Inneren des Hohlkörpers angeordnet, sodass der Blendenschirm - also die Mantelfläche des Hohlkörpers - die Leuchtdioden seitlich umschließt. Der Blendenschirm kann dabei an seiner Ober- und an seiner Unterseite eine Deckplatte beziehungsweise eine Bodenplatte aufweisen, die strahlungsdurchlässig, strahlungsreflektierend oder strahlungsundurchlässig ausgebildet sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst der Blendenschirm eine Vielzahl von Durchbrüchen. Die Durchbrüche sind Öffnungen im Blendenschirm, in denen das strahlungsundurchlässige Material des Blendenschirms entfernt ist. Die Durchbrüche sind den Leuchtdioden des Leuchtmittels in Abstrahlrichtung nachgeordnet. Das heißt, im Betrieb des Leuchtmittels kann von den Leuchtdioden emittiertes Licht durch die Durchbrüche treten. Das Licht der Leuchtdioden verlässt den Blendenschirm dabei vorzugsweise hauptsächlich oder lediglich durch die Durchbrüche des Blendenschirms. Dort, wo sich keine Durchbrüche im Blendenschirm befinden, wird das Licht der Leuchtdioden vom Blendenschirm absorbiert, teilweise transmittiert oder reflektiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel eine Vielzahl von Leuchtdioden, die dreidimensional verteilt angeordnet sind. Das Leuchtmittel umfasst ferner einen Blendenschirm, der aus einem strahlungsundurchlässigen oder transluzenten Material gebildet ist, wobei der Blendenschirm die Leuchtdioden zumindest stellenweise umschließt. Der Blendenschirm weist eine Vielzahl von Durchbrüchen auf, die den Leuchtdioden in Abstrahlrichtung nachgeordnet sind. Dabei tritt im Betrieb des Leuchtmittels von den Leuchtdioden emittiertes Licht durch die Durchbrüche des Blendenschirms.
Der Blendenschirm kann dabei sicherstellen, dass die
Leuchtdioden sowie andere Elemente des Leuchtmittels von außerhalb des Leuchtmittels nicht direkt sichtbar sind. Das heißt, etwa die Leuchtdioden, Anschlussträger für die Leuchtdioden, Kabel zum elektrischen Kontaktieren der Leuchtdioden, optische Elemente und Ansteuerschaltungen sind von außen nicht sichtbar und/oder zumindest nicht erkennbar.
Ferner schützt der Blendenschirm die umschlossenen Elemente des Leuchtmittels, zum Beispiel also die Leuchtdioden, mechanisch vor äußeren Einflüssen.
Weiter ist durch die Tatsache, dass das Licht der Leuchtdioden den Blendenschirm zum Beispiel zu einem großen Teil durch die Durchbrüche verlässt, die Blendung beispielsweise von Personen durch das Leuchtmittel reduziert. Das heißt, das Leuchtmittel kann sich durch eine verringerte Blendungswirkung auszeichnen.
Weiter kann durch die gezielte Auswahl der Stellen, an welchen die Durchbrüche in den Blendenschirm eingebracht werden, die Lichtverteilung des Leuchtmittels auf einfache Weise individuell eingestellt werden. Beispielsweise kann der Blendenschirm in Bereichen, an denen besonders viel Licht aus dem Leuchtmittel austreten soll, eine größere Dichte von
Durchbrüchen aufweisen, als in Bereichen, in denen weniger Licht aus dem Leuchtmittel austreten soll. Entsprechend kann die Zahl der Leuchtdioden in den Bereichen, in denen mehr Licht emittiert werden soll, höher sein als in anderen Bereichen. Aufgrund der Durchbrüche im Blendenschirm weist das Leuchtmittel also eine reduzierte, auf die Anfordernisse optimierte Lichtaustrittsfläche auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Leuchtdioden beabstandet zum Blendenschirm angeordnet. Das heißt, zwischen den Leuchtdioden und dem Blendenschirm befindet sich ein Freiraum, der beispielsweise mit Luft gefüllt sein kann. Das heißt, mit anderen Worten befinden sich die Leuchtdioden nicht in direktem Kontakt mit dem Blendenschirm. Der Abstand kann dabei je nach gewünschter Lichtverteilung eingestellt werden. Die Leuchtdioden sind durch Lufteintritt und Luftaustritt in und aus dem Blendenschirm besonders gut mittels Konvektion kühlbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist jedem Durchbruch im Blendenschirm eine Leuchtdiode zugeordnet. Zum Beispiel ist jedem Durchbruch eine Leuchtdiode eineindeutig zugeordnet. Das heißt, jeder Leuchtdiode ist dann genau ein Durchbruch zugeordnet, durch den ein Großteil - zum Beispiel wenigstens 40 %, bevorzugt wenigstens 50 % - des von der Leuchtdiode im Betrieb emittierten Lichts tritt. Durch andere Durchbrüche des Blendenschirms tritt dann weniger, vorzugsweise kaum von dieser Leuchtdiode emittiertes Licht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist jeder Durchbruch einen Flächeninhalt von höchstens 3 cm^ auf. Vorzugsweise beträgt der Flächeninhalt höchstens 1,5 cm^, besonders bevorzugt höchstens 0,5 cm^ . Aufgrund des geringen Flächeninhalts des Durchbruchs ist der Raumwinkel des durch den Durchbruch tretenden Lichts reduziert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels beträgt der Abstand von zueinander benachbarten Durchbrüchen gemessen auf der den Leuchtdioden abgewandten Außenfläche des Blendenschirms wenigstens 0,5 cm. Bevorzugt beträgt der Abstand wenigstens 1 cm, besonders bevorzugt wenigstens 1,5 cm. Durch den weiten Lochabstand ist ebenfalls die Blendungswirkung durch das vom Leuchtmittel im Betrieb erzeugte Licht minimiert. Die Verwendung einer Linse zur Bündelung des Lichts durch den Durchbruch hindurch ist dabei möglich .
Durch eine geeignete Wahl der Fläche eines jeden Durchbruchs des Blendenschirms sowie des Abstands von zueinander benachbarten Durchbrüchen kann die Lichtaustrittsfläche des Leuchtmittels verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Durchbrüche als kreisrunde oder quadratische Öffnung ausgebildet. Die Durchbrüche können dann besonders einfach durch Bohren oder Stanzen im Material des Blendenschirms erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Durchbrüche als Öffnungen ausgebildet, die eine Haupterstreckungsrichtung aufweisen. Das heißt, im Vergleich mit Öffnungen, die keine Haupterstreckungsrichtung aufweisen, sind die Durchbrüche in eine Richtung gestreckt und in eine andere Richtung gestaucht. Die Durchbrüche können dabei beispielsweise als Schlitze, Rechtecke oder oval ausgebildet sein .
Dabei ist es möglich, dass sämtliche Durchbrüche des Blendenschirms hinsichtlich ihres Flächeninhalts und ihrer
Form gleich ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass die Durchbrüche abhängig von ihrem Ort auf dem Blendenschirm voneinander unterschiedliche Flächeninhalte und unterschiedliche Formen aufweisen können. Dadurch kann beispielsweise die Lichtverteilung des vom Leuchtmittel im Betrieb emittierten Lichts gezielt eingestellt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel zumindest einen Kühlkörper, der zumindest zwei Montageflächen aufweist, wobei an jeder Montagefläche eine Leuchtdiode angeordnet ist und die Montageflächen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Bei dem Kühlkörper handelt es sich beispielsweise um einen metallischen Körper. Der Kühlkörper weist ebene Flächen auf, die als Montageflächen für Leuchtdioden des Leuchtmittels vorgesehen sind. Beispielsweise kann auf den Kühlkörper ein Anschlussträger oder eine Leiterplatte aufgebracht sein, die der Form des Kühlkörpers stellenweise folgt. Im Bereich der Montageflächen des Kühlkörpers sind auf die Leiterplatte dann Leuchtdioden montiert und über die Leiterplatte elektrisch anschließbar. Die Montageflächen sind zum Beispiel in unterschiedlichen Ebenen des Kühlkörpers angeordnet. Dadurch kann sichergestellt sein, dass Leuchtdioden, die auf unterschiedlichen Montageflächen eines Kühlkörpers angeordnet sind, nicht in ein und derselben Ebene angeordnet sind. Auf diese Weise können die Leuchtdioden des Leuchtmittels auf einfache Weise dreidimensional verteilt angeordnet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist der zumindest einen Kühlkörper zumindest eine Seitenfläche auf. Dabei ist es möglich, dass der Kühlkörper genau eine Seitenfläche aufweist. Die Seitenfläche ist dann beispielsweise zumindest stellenweise durch die Mantelfläche einer Kugel, eines Zylinders, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes gebildet.
Alternativ ist es möglich, dass der Kühlkörper mehrere
Seitenflächen, zum Beispiel drei oder mehr Seitenflächen aufweist. In diesem Fall können die Seitenflächen flach, also im Rahmen der Herstellungstoleranz ohne Krümmung ausgebildet sein. In einer Draufsicht auf den Kühlkörper können die Seitenflächen beispielsweise ein regelmäßiges oder ein unregelmäßiges n-Eck bilden, wobei n ≥ 3 ist.
Der Kühlkörper kann aus den Seitenflächen bestehen. In diesem Fall weist der Kühlkörper keine Bodenfläche und keine Deckfläche auf, an der die Seitenflächen befestigt sind. Die Seitenflächen sind in diesem Fall untereinander mechanisch verbunden und werden nicht durch eine Bodenfläche oder eine Deckfläche mechanisch zusammengehalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst die zumindest eine Seitenfläche die Montageflächen des Kühlkörpers. Im Bereich der Montageflächen sind die Leuchtdioden des Leuchtmittels zumindest mittelbar an den
Seitenflächen des Kühlkörpers befestigt. Dabei kann für den Fall, dass der Kühlkörper mehr als eine Seitenfläche umfasst, jede Seitenfläche genau eine Montagefläche oder mehrere Montageflächen umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist an jeder Seitenfläche des Kühlkörpers zumindest ein Anschlussträger befestigt, der dem Blendenschirm des Leuchtmittels zugewandt ist oder jede Seitenfläche umfasst einen Anschlussträger, ist also zum Beispiel durch einen Anschlussträger gebildet.
Der Anschlussträger ist beispielsweise im Bereich einer Montagefläche an eine Seitenfläche des Kühlkörpers befestigt. Der Anschlussträger kann auf die Seitenfläche geklebt sein, auf die Seitenfläche gelötet sein oder er ist durch ein mechanisches Befestigungsmittel wie zumindest eine Niete oder zumindest eine Schraube an der Seitenfläche befestigt. Vorzugsweise weisen die Seitenfläche und der Anschlussträger eine möglichst große Verbindungsfläche auf, in der der Anschlussträger in direktem Kontakt mit der Seitenfläche, auf die er aufgebracht ist steht. Beispielsweise kann die Verbindungsfläche wenigstens 90 % der Grundfläche des Anschlussträgers betragen.
Bei dem Anschlussträger handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte (englisch: circuit board) . Das heißt, der
Anschlussträger weist einen Grundkörper auf, in den oder auf den elektrische Anschlussstellen und Leiterbahnen strukturiert sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem Anschlussträger um eine bedruckte Leiterplatte (englisch: printed circuit board) , eine Metallkernplatine oder einen stellenweise metallisierten Keramikträger.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist an jedem Anschlussträger zumindest eine Leuchtdiode mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen. Die Leuchtdiode ist dabei auf der der Seitenfläche des Kühlkörpers, auf welcher der Anschlussträger befestigt ist, abgewandten Seite am Anschlussträger mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen. Das heißt, die auf dem Anschlussträger befestigte Leuchtdiode oder die auf dem Anschlussträger befestigten Leuchtdioden sind dem Blendenschirm zugewandt.
Im Betrieb der Leuchtdioden wird ein großer Teil der erzeugten Wärme von den Leuchtdioden an den Anschlussträger und vom Anschlussträger an die zugeordnete Seitenfläche des Kühlkörpers abgegeben. Von dort kann die Wärme durch Wärmeleitung und/oder Konvektion vom Kühlkörper abgeführt werden. Die Seitenflächen umschließen dazu bevorzugt ein Volumen, durch das Luft zur Kühlung strömen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel zumindest einen Kühlkörper, der zumindest eine Seitenfläche aufweist. Die zumindest eine Seitenfläche umfasst die Montageflächen des Kühlkörpers. An jeder Seitenfläche des Kühlkörpers ist zumindest ein Anschlussträger befestigt, der dem Blendenschirm zugewandt ist, oder jede Seitenfläche ist durch einen Anschlussträger gebildet und an jedem Anschlussträger ist zumindest eine Leuchtdiode mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umschließt die zumindest eine Seitenfläche ein Volumen, in dem ein Vorschaltgerät zum Betreiben zumindest eines Teils der Leuchtdioden angeordnet ist. Beispielsweise kann das Vorschaltgerät an der dem Anschlussträger abgewandten Seite der zumindest einen Seitenfläche des Kühlkörpers befestigt sein. Dabei ist es möglich, dass das Leuchtmittel genau ein Vorschaltgerät zum Betreiben aller Leuchtdioden des Leuchtmittels umfasst. Ferner ist es zum Beispiel auch möglich, dass für jeden Anschlussträger und/oder für jede Seitenfläche des Kühlkörpers genau ein Vorschaltgerät im Leuchtmittel vorhanden ist. In diesem Fall können beispielsweise die Leuchtdioden unterschiedlicher Anschlussträger voneinander unabhängig betrieben werden. Dadurch ist es möglich, eine räumlich asymmetrische Lichtstärkeverteilung des vom Leuchtmittel emittierten Lichts einzustellen, bei der beispielsweise von der Gesamtheit der
Leuchtdioden eines Anschlussträgers Licht mit einem geringeren Lichtstrom erzeugt wird als von der Gesamtheit der Leuchtdioden eines anderes Anschlussträgers des Leuchtmittels. Bei dem Vorschaltgerät handelt es sich beispielsweise um ein elektronisches Vorschaltgerät, das die für das Betreiben der Leuchtdioden notwendige Spannung zur Verfügung stellt. Ferner kann das Vorschaltgerät weitere Komponenten zur Ansteuerung der Leuchtdioden, wie beispielsweise eine
Pulsweitenmodulationsschaltung umfassen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass in dem durch die zumindest eine Seitenfläche umschlossenen Volumen ein oder mehrere weitere Ansteuergeräte vorhanden sind, die beispielsweise zumindest eine Pulsweitenmodulationsschaltung, zumindest einen MikroController und/oder zumindest eine Konstantstromquelle umfassen können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist der zumindest eine Kühlkörper eine Bodenfläche auf, an der die zumindest eine Seitenfläche des Kühlkörpers befestigt ist. Das heißt, die Bodenfläche schließt das durch die zumindest eine Seitenfläche umschlossene Volumen an einer Seite des Kühlkörpers ab. Die Bodenfläche und/oder die zumindest eine
Seitenfläche können dabei Öffnungen aufweisen, durch die Luft in das Volumen eindringen kann, so dass Konvektion durch das umschlossenen Volumen hindurch ermöglicht ist.
Die Bodenfläche kann das Element des Kühlkörpers bilden, welches die zumindest eine Seitenfläche des Kühlkörpers mechanisch stabilisiert und im Falle von mehreren Seitenflächen miteinander verbindet. Ferner kann die Bodenfläche des Kühlkörpers als Träger für weitere Komponenten des Leuchtmittels wie das oder die Vorschaltgeräte dienen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist die Bodenfläche zumindest eine erste Aussparung auf, wobei zumindest eine Seitenfläche des Kühlkörpers stellenweise in die zumindest eine erste Aussparung hineinragt. Beispielsweise kann die Zahl der Aussparungen in der Bodenfläche der Zahl der Seitenflächen entsprechen. Jede der Seitenflächen ragt dann stellenweise in die zugeordnete erste Aussparung hinein.
Bei der ersten Aussparung handelt es sich beispielsweise um eine Nut in der Bodenfläche an der Seite der Bodenfläche, welche der zumindest einen Seitenfläche zugewandt ist. Die zumindest eine erste Aussparung kann die Bodenfläche vollständig durchdringen. Eine Seitenfläche, die stellenweise in die Aussparung hineinragt kann durch eine Presspassung mechanisch durch ein Einpressen in die Aussparung mit der Bodenfläche verbunden werden. Ferner ist es möglich, dass die Seitenfläche lose im Bereich der Aussparung mit der
Bodenfläche verbunden ist und die Aussparung lediglich zu einer Fixierung der Seitenfläche dient, wobei ein gewisses Spiel zur Einstellung eines Neigungswinkels zwischen Bodenfläche und Seitenfläche vorhanden bleibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist die Bodenfläche zumindest eine zweite Aussparung auf, wobei die zweite Aussparung an der dem Blendenschirm zugewandten Seite der ersten Aussparung angeordnet ist. Die Bodenfläche weist dann vorzugsweise die gleiche Anzahl von ersten und zweiten Aussparungen auf. Die zweite Aussparung ist zur Aufnahme eines Optikmoduls vorgesehen. Das heißt, ein Optikmodul kann stellenweise in die zweite Aussparung hineinragen und mittels der zweiter Aussparung an der Bodenfläche befestigt sein oder mit einem gewissen Spielraum zur Einstellung des Neigungswinkels an der Bodenfläche fixiert sein. Das Optikmodul in der zweiten Aussparung ist der Seitenfläche in der ersten Aussparung in Abstrahlrichtung der Leuchtdioden nachgeordnet, so dass zumindest ein Teil des von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugten Lichts durch das Optikmodul tritt. Bei dem Optikmodul kann es sich beispielsweise um eine Trägerplatte handeln, auf der für jede Leuchtdiode eine optische Linse vorgesehen ist, die zur
Strahlformung des von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugten Lichts dient. Ferner kann es sich bei dem Optikmodul um eine Streuplatte handeln, die dazu vorgesehen ist, dass von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugte Licht diffus zu streuen. Dabei ist es auch möglich, dass es sich bei der Optikplatte um einen Teil des Blendenschirms oder den Blendenschirm des Leuchtmittels handelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die Seitenflächen untereinander und/oder die Seitenflächen und die Bodenflächen mechanisch lösbar miteinander verbunden. Das heißt, durch Aufwenden einer mechanischen Kraft kann die Verbindung zwischen den Seitenflächen untereinander und/oder zwischen den Seitenflächen und der Bodenfläche gelöst werden ohne dass eine Komponente des Leuchtmittels dabei zerstört wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich eine Seitenfläche mit an der Seitenfläche aufgebrachten Anschlussträger aus dem Leuchtmittel zu entfernen und durch eine neue Seitenfläche mit Anschlussträger zu ersetzen. Eine Wartung des Leuchtmittels ist auf diese Weise besonders einfach möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die zumindest eine Seitenfläche und die Bodenfläche über ein Scharnier miteinander verbunden. Durch das Scharnier ist es möglich, dass der Winkel, den die Bodenfläche und die
Seitenfläche miteinander einschließen eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann die Abstrahlrichtung der an der Seitenfläche befestigten Leuchtdioden besonders einfach eingestellt werden. Das Leuchtmittel umfasst in diesem Fall vorzugsweise mehrere Seitenflächen, die jeweils über ein Scharnier mit der Bodenfläche verbunden sind, so dass die Abstrahlrichtung der Leuchtdioden unterschiedlicher Seitenflächen individuell, das heißt im Wesentlichen unabhängig von den übrigen Seitenflächen, eingestellt werden kann .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist der Kühlkörper einstückig ausgebildet. Das heißt, die
Seitenflächen und gegebenenfalls die Seitenflächen und die Bodenfläche sind einstückig ausgebildet.
Ein solcher Kühlkörper kann beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens oder eines Spritzpressverfahrens aus einem Kunststoff gefertigt werden. Der Kühlkörper ist dann also spritzgegossen oder spritzgepresst . "Spritzgegossen" und "spritzgepresst" sind dabei gegenständliche Merkmale, die beispielsweise über für die Herstellungsverfahren typische Rückstände wie Grate am fertigen Produkt nachweisbar sind. Ferner ist es möglich, dass die Komponenten des Kühlkörpers aus einer Metallplatte, zum Beispiel einem Blech, gestanzt oder geschnitten sind. Auch in diesem Fall ist er Kühlkörper einstückig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels schließen zumindest zwei der Seitenflächen des Kühlkörpers voneinander unterschiedliche Winkel mit der Bodenfläche des Kühlkörpers ein. Alternativ, falls der Kühlkörper keine Bodenfläche umfasst, schließen zumindest zwei der
Seitenflächen voneinander unterschiedliche Winkel mit einer gedachten Bodenfläche ein, die das von den Seitenflächen umschlossene Volumen an einer Seite des Kühlkörpers begrenzt. Durch die unterschiedlichen Winkel weisen die auf den Seitenflächen angeordneten Leuchtdioden beispielsweise in einer vertikalen, zur Bodenfläche senkrecht verlaufenden Richtung unterschiedliche Abstrahlrichtungen auf. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Leuchtmittel eine asymmetrische Lichtstärkeverteilung aufweist, die bezüglich einer Achse, die auf der Bodenfläche senkrecht steht, nicht rotationssymmetrisch ist. Falls der Kühlkörper einstückig ausgebildet ist, kann die unterschiedliche Neigung der Seitenflächen bereits bei der Herstellung des Kühlkörpers eingestellt werden. Falls die Seitenflächen beispielsweise mittels eines Scharniers relativ zur Bodenfläche bewegbar mit der Bodenfläche verbunden sind, kann eine Einstellung des Winkels auch am Einsatzort des Leuchtmittels erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist zumindest einer der Kühlkörper in einem Querschnitt - zum Beispiel entlang der Haupterstreckungsrichtung des Kühlkörpers - ein treppenartiges Profil auf. Die Montageflächen des Kühlkörpers sind durch die Trittstufen des treppenartigen
Profils gebildet. Leuchtdioden sind dann an den Montageflächen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. Dabei ist es möglich, dass die Montageflächen - also beispielsweise die Trittstufen des treppenartigen Profils - entgegen einer üblichen Treppe nicht parallel zueinander angeordnet sind. Vielmehr ist es möglich, dass die Montageflächen zueinander geneigt sind, sodass an unterschiedlichen Montageflächen des Kühlkörpers angeordnete Leuchtdioden Hauptabstrahlrichtungen aufweisen, die nicht parallel zueinander verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel eine Deckplatte, die an einer Oberseite des Blendenschirms mit dem Blendenschirm verbunden ist. Darüber hinaus umfasst das Leuchtmittel eine Bodenplatte, die an einer der Oberseite abgewandten Unterseite des Blendenschirms mit dem Blendenschirm verbunden ist. Deckplatte und Bodenplatte weisen zumindest jeweils eine Öffnung auf, durch die im Betrieb des Leuchtmittels Luft treten kann. Im Betrieb des Leuchtmittels, das heißt, im Betrieb zumindest eines Teils der Leuchtdioden des Leuchtmittels, wird von den Leuchtdioden Wärme erzeugt. Diese Wärme erzeugt im Leuchtmittel eine Konvektion. Dadurch tritt Luft durch die Öffnungen in Deckplatte und Bodenplatte sowie durch die
Durchbrüche des Blendenschirms. Diese Luft dient wiederum zur Kühlung der Leuchtdioden des Leuchtmittels. Das heißt, die Leuchtdioden des Leuchtmittels sind konvektionsgekühlt, wobei sowohl die Durchbrüche als auch die Öffnungen in der Deckplatte und der Bodenplatte eine Luftzirkulation durch das Leuchtmittel hindurch erlauben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind Deckplatte und/oder Bodenplatte mechanisch lösbar mit dem Blendenschirm verbunden. Beispielsweise können Deckplatte und Bodenplatte durch eine Presspassung und/oder eine Verschraubung miteinander verbunden sein. „Mechanisch lösbar" heißt hier und im Folgenden, dass die Verbindung durch mechanische Krafteinwirkung zerstörungsfrei lösbar ist. Das heißt, die Verbindung kann ohne Zerstörung einer Komponente gelöst werden. Dies trägt dazu bei, dass das Leuchtmittel - beispielsweise bei Beschädigung einer oder mehrerer Leuchtdioden - in einfacher Weise geöffnet werden kann, um die defekten Elemente auszutauschen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel einen Sockel, der zwischen der Deckplatte und der Bodenplatte angeordnet ist und der an der Bodenplatte befestigt ist. Zumindest einer der Kühlkörper, auf dem Leuchtdioden des Leuchtmittels angeordnet sind, ist mechanisch lösbar mit dem Sockel und der Deckplatte verbunden. Der Sockel dient also zur Aufnahme und Befestigung zumindest eines, beispielsweise aller Kühlkörper des Leuchtmittels. Der Sockel kann dabei auch einstückig mit der Bodenplatte des Leuchtmittels ausgebildet sein. Der Kühlkörper ist dann mechanisch lösbar an Sockel und Deckenplatte befestigt, sodass er unter mechanischer Krafteinwirkung zerstörungsfrei von Sockel und Deckplatte gelöst werden kann, um beispielsweise den gesamten Kühlkörper mit den darauf angeordneten Leuchtdioden auszutauschen. Ferner kann über die Zahl der Kühlkörper in einfacher Weise die Zahl der Leuchtdioden des Leuchtmittels eingestellt werden, sodass durch einfaches mechanisches Befestigen beziehungsweise mechanisches Lösen von Kühlkörpern die Zahl der Leuchtdioden des Leuchtmittels entsprechend den Anforderungen an das Leuchtmittel eingestellt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel eine Vielzahl von Kühlkörpern, wobei an jedem Kühlkörper wenigstens zwei Leuchtdioden befestigt sind. Sämtliche Kühlkörper sind beispielsweise am Sockel und an der Deckplatte mechanisch lösbar befestigt - zum Beispiel verschraubt, verklippst oder verpresst. Über die Zahl der Kühlkörper, die im Leuchtmittel befestigt werden, kann die Lichtverteilung sowie die Helligkeit des vom Leuchtmittel erzeugten Lichts in einfacher Weise eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist der Abstrahlwinkel zumindest einer der Leuchtdioden einstellbar. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass der Neigungswinkel der Leuchtdioden relativ zum Blendenschirm durch Verbiegen oder Verformen der Leiterplatte oder des Kühlkörpers, auf dem die Leuchtdiode angeordnet ist, eingestellt wird. Beispielsweise kann damit die
Beleuchtungsstärkeverteilung des Lichts des Leuchtmittels, das auf dem Boden oder in zum Boden parallele Ebenen gelenkt wird, variabel eingestellt werden. Insbesondere ist es möglich, dass unterschiedliche Leuchtdioden des Leuchtmittels ihr Licht in unterschiedliche Richtungen abstrahlen. So kann beispielsweise eine erste Gruppe von Leuchtdioden des Leuchtmittels dazu vorgesehen sein, einen vorgegebenen Bereich des Bodens auszuleuchten. Eine andere Gruppe von Leuchtdioden kann dazu vorgesehen sein, einen vom Boden entfernten Bereich, zum Beispiel ein Gebäude, auszuleuchten. Mit anderen Worten weist das Leuchtmittel aufgrund der dreidimensionalen Verteilung der Leuchtdioden eine Beleuchtungsstärkeverteilung auf, die richtungsabhängig ist.
Ein solches Leuchtmittel kann beispielsweise in einer Leuchte zum Einsatz kommen. Bei der Leuchte kann es sich beispielsweise um eine Straßenlaterne handeln. Mit dem beschriebenen Leuchtmittel kann zum Beispiel mit den der Straße zugewandten Leuchtdioden des Leuchtmittels die Fahrbahn der Straße beleuchtet werden. Mit von der Straße abgewandten Leuchtdioden des Leuchtmittels kann beispielsweise ein Gebäude angeleuchtet werden.
Im Folgenden werden das hier beschriebene Leuchtmittel sowie die hier beschriebene Leuchte anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Anhand der schematischen Seitenansicht der Figur 1 ist eine hier beschriebene Leuchte näher erläutert. Anhand der schematischen Darstellungen der Figuren 2, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 4A, 4B, 4C ist ein hier beschriebenes Leuchtmittel näher erläutert.
Anhand der Figuren 5A, 5B ist eine hier beschriebene Leuchte näher erläutert.
Anhand der schematischen Darstellungen der Figuren 6, 7, 8A, 8B, 8C sind weitere hier beschriebene Leuchtmittel näher erläutert.
Die Figur 9 zeigt schematisch die Lichtstärkeverteilung für ein hier beschriebenes Leuchtmittel.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer hier beschriebenen Leuchte 100. Bei der Leuchte 100 handelt es sich beispielsweise um eine Straßenlaterne. Als Lichtquelle umfasst die Leuchte 100 das Leuchtmittel 1. Im Leuchtmittel 1 ist in der Seitenansicht lediglich der Blendenschirm 11 sichtbar, der Durchbrüche 12 aufweist, durch die vom Leuchtmittel erzeugtes Licht aus dem Leuchtmittel treten kann. Die Leuchte 100 umfasst neben dem Leuchtmittel 1 beispielsweise eine Deckplatte 30, auf der Ansteuerschaltungen für das Leuchtmittel 1 angeordnet sein können. Die Figur 2 zeigt ein hier beschriebenes Leuchtmittel 1 anhand einer schematischen Perspektivdarstellung. Das Leuchtmittel 1 umfasst eine Vielzahl von Leuchtdioden 10. Die Leuchtdioden 10 sind dreidimensional verteilt angeordnet. Die Leuchtdioden 10 sind dazu auf Montageflächen 14 von treppenartig ausgebildeten Kühlkörpern 13 angeordnet. Die Kühlkörper 13 verlaufen jeweils von einem Sockel 17 des Leuchtmittels 1 zur Deckplatte 15 des Leuchtmittels 1. Die Kühlkörper 13 sind beispielsweise an Sockel 17 und Deckel 15 jeweils verschraubt oder verpresst.
Der Sockel 17 ist auf einer Bodenplatte 16 angeordnet, die das Leuchtmittel an seiner Unterseite abschließt. Auf der dem Sockel abgewandten Seite der Bodenplatte 16 ist eine Aufnahmevorrichtung 18 angeordnet, mit der das Leuchtmittel beispielsweise in der in Verbindung mit der Figur 1 dargestellten Leuchte befestigt werden kann. Das Leuchtmittel kann aber auch in der Leuchte aufgehängt werden. Das heißt, das Leuchtmittel kann an seiner Oberseite und/oder an seiner Unterseite in der Leuchte befestigt sein. Ferner ist es möglich, dass das Leuchtmittel höhenverstellbar in der Leuchte angeordnet wird.
Das Leuchtmittel 1 umfasst ferner den Blendenschirm 11. Der Blendenschirm 11 weist die Form der Mantelfläche eines dreidimensionalen Körpers wie eines Würfels, einer Kugel, eines Kegelstumpfs, eines Zylinderstumpfs, eines Kegels oder eines Zylinders auf. Vorliegend weist der Blendenschirm 11 die Form der Mantelfläche eines Zylinderstumpfes auf. Der Blendenschirm 11 ist aus einem Strahlungsabsorbierenden Material gebildet. Beispielsweise kann der Blendenschirm 11 aus einem Metall bestehen. Der Blendenschirm 11 ist dann beispielsweise aus einem Blech gebildet. Im Blendenschirm 11 sind Durchbrüche 12 angeordnet, die vorliegend als kreisrunde Löcher ausgebildet sind. Durch die Durchbrüche 12 gelangt im Betrieb des Leuchtmittels von den Leuchtdioden 10 erzeugtes Licht nach außen. Dabei kann jeder Leuchtdiode 10 wenigstens ein Durchbruch 12 in Abstrahlrichtung nachgeordnet sein. Die Leuchtdioden 10 sind dabei beabstandet zum Blendenschirm 11 angeordnet, sodass ein Teil des von den Leuchtdioden 10 erzeugten Lichts nicht auf den Durchbruch 12 trifft, sondern auf den Blendenschirm 11, wo es absorbiert oder reflektiert ist.
Im Betrieb der Leuchtdioden 10 wird von diesen Wärme erzeugt, die zur Zirkulation von Luft 152 durch das Leuchtmittel 1 hindurch führt. Die Luft kann beispielsweise durch die
Durchbrüche 12 und Öffnungen in der Bodenplatte 16 in das Leuchtmittel 1 eintreten und dieses durch Öffnungen 151 in der Deckplatte verlassen.
Die Figur 3A zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1 ohne Deckplatte, Bodenplatte und Blendenschirm. Wie der Figur 3A zu entnehmen ist, verlaufen die Kühlkörper 13 vom Sockel 17 aus fächerartig beispielsweise entlang eines Kreises. Über die Zahl der Kühlkörper 13, die am Sockel 17 befestigt sind, kann die Zahl der Leuchtdioden 10 des Leuchtmittels eingestellt werden.
Die Figuren 3B und 3C zeigen eine schematische Draufsicht beziehungsweise eine schematische Seitendarstellung eines Kühlkörpers 13 des Leuchtmittels 1. Wie insbesondere aus der Figur 3C ersichtlich ist, weist der Kühlkörper 13 Montageflächen 14 auf. Der Kühlkörper 13 umfasst ein treppenartiges Profil, wobei die Montageflächen 14 die Trittstufen des Profils bilden. Unterschiedliche Leuchtdioden 10, die auf unterschiedlichen Montageflächen 14 angeordnet sind, sind daher in zueinander versetzten Ebenen angeordnet. Beispielsweise über die Orientierung des Kühlkörpers 13 im Leuchtmittel kann die Abstrahlrichtung der Leuchtdioden 10 eingestellt werden. Diese Orientierung kann beispielsweise durch ein Verbiegen der Befestigungslaschen 21, über die der Kühlkörper am Sockel 17 und an der Deckplatte 15 befestigt ist, eingestellt werden.
Dadurch kann also der Neigungswinkel α des Kühlkörpers im Leuchtmittel eingestellt werden (siehe dazu die Figur 3D) . Die Leuchtdioden 10 weisen selbst einen Abstrahlwinkelbereich ß auf, in welchem sie einen Großteil des von ihnen emittierten Lichts abstrahlen. Beispielsweise durch Verbiegen von
Leiterplatten 19, die am Kühlkörper 13 angeordnet sind und über welche die Leuchtdioden 10 elektrisch kontaktiert sind, kann die Abstrahlrichtung der Leuchtdioden im Winkelbereich γ weiter eingestellt werden.
Die Leuchtdioden 10 können dabei optische Elemente aufweisen, welche das von ihnen erzeugte Licht auf die Durchbrüche 12 im Blendenschirm fokussiert, sodass kaum Licht auf die den Leuchtdioden 10 zugeordnete Innenseite des Blendenschirms trifft und dort absorbiert oder reflektiert wird. Bei dem optischen Element, das einer Leuchtdiode 10 zugeordnet ist, kann es sich beispielsweise um eine Linse und/oder einen Reflektor handeln. Durch die Durchbrüche, welche die Lichtaustrittsflächen des Leuchtmittels bilden, wird die gewünschte Lichtverteilung des vom Leuchtmittel abgestrahlten Lichts eingestellt. Die Figur 3E zeigt eine schematische Draufsicht auf die am Sockel 17 befestigten Kühlkörper 13. Dabei ist zu erkennen, dass jeder Kühlkörper 13 eine Befestigungslasche 21 aufweist, mit einer Öffnung 131, die zur Aufnahme beispielsweise einer Schraube vorgesehen ist. Auf diese Weise können die Kühlkörper 13 an der Deckplatte 15 des Leuchtmittels 1 verschraubt werden .
Die Figur 4A zeigt eine schematische Seitendarstellung eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1 mit Blendenschirm 11, Bodenplatte 16 und Deckplatte 15. Bodenplatte 16 und Deckplatte 15 können dabei mechanisch lösbar mit dem Blendenschirm 11 verbunden sein. Die Kühlkörper 13 mit den Leuchtdioden 10 sind mechanisch lösbar am Sockel 17 und der Deckplatte 15 befestigt, zum Beispiel verschraubt. Die Zahl der Leuchtdioden pro Kühlkörper 13 sowie die Zahl der Kühlkörper 13 bestimmt die Lichtmenge, die im Betrieb vom Leuchtmittel erzeugt werden kann. Durch Öffnungen 151 in der Bodenplatte 16 (siehe dazu auch die Figur 4B) sowie durch die Durchbrüche 12 kann Luft 152 im Betrieb der Leuchtdioden 10 in das Leuchtmittel gelangen, welche nach dem Erwärmen durch die Leuchtdioden 10 durch Öffnungen 151 in der Deckplatte 15 wieder aus dem Leuchtmittel 1 entweicht.
Wie der Figur 4C zu entnehmen ist, kann zusätzlich zwischen
Sockel 17 und Deckplatte 15 ein Rohr 20 angeordnet sein, dass mit dem Sockel 17 und der Deckplatte 15 mechanisch lösbar verbunden, zum Beispiel verschraubt ist. Das Rohr kann beispielsweise zur Aufnahme von Kabeln, die zum elektrischen Anschließen der Leuchtdioden 10 dienen, vorgesehen sein.
Das Leuchtmittel kann an seiner Bodenplatte 16 beispielsweise einen Durchmesser zwischen 18 und 24 cm aufweisen. An seiner Deckplatte 15 kann das Leuchtmittel beispielsweise einen Durchmesser zwischen wenigstens 23 und höchstens 50 cm aufweisen. Der Abstand zwischen Bodenplatte 16 und Deckplatte
15 kann dabei von wenigstens 27 cm bis höchstens 42 cm betragen. In dem Leuchtmittel können beispielsweise acht Leuchtdioden pro Kühlkörper 13 zum Einsatz kommen. Beispielsweise sind sechs Kühlkörper 13 in ein Leuchtmittel eingesetzt, sodass das Leuchtmittel sechs unterschiedliche Leuchtwinkel aufweist, in denen sich die Abstrahlcharakteristik des erzeugten Lichts jeweils voneinander unterscheiden kann. Die hier angegebenen Abmessungen des Leuchtmittels stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele dar. Es ist jedoch auch möglich - je nach Einsatzerfordernisse an das Leuchtmittel - Leuchtmittel größer oder kleiner sowie mit mehr oder weniger Leuchtdioden auszuführen .
Wie in der Figur 4C dargestellt, erfolgt die Montage des Leuchtmittels 1 beispielsweise von unten, das heißt von der Bodenplatte 16 her nach oben, das heißt zur Deckplatte 15 hin. Zunächst wird beispielsweise der Sockel 17 mit der Bodenplatte
16 verschraubt. Danach wird das Rohr 20 auf den Sockel geschraubt. Anschließend wird der Blendenschirm 11 mit den Durchbrüchen 12 in eine Nut an der Bodenplatte 16 eingesetzt. Dann werden die Kühlkörper 13 an der Deckplatte 15 montiert und diese wird mit einer Nut am Blendenschirm 11 befestigt. Zusätzlich kann die Deckplatte 15 am Rohr 20 verschraubt werden. Die Kühlkörper 13 können durch Verschrauben oder Presspassung mechanisch lösbar mit dem Sockel 17 verbunden werden.
Die Kühlkörper 13 werden zum Beispiel von oben durch den Deckel beispielsweise auf Zylinderstifte im Sockel 17 gesteckt. An der Deckplatte 15 kann ferner eine Leiterplatte befestigt sein, an der die Leiterplatten 19 eines jeden Kühlkörpers 13 anschließend elektrisch angeschlossen werden. Ein Kabel - zum Beispiel ein Flachbandkabel - zum Anschließen der Leiterplatten 19 kann durch das Rohr gezogen werden. Das Flachbandkabel dient zum elektrischen Anschließen der Leuchtdioden 10 und wird beispielsweise mit Vorschaltgeräten 31 zum Ansteuern der Leuchtdioden verbunden.
Wie aus der Figur 5A ersichtlich ist, können die
Vorschaltgeräte 31 auf einer Deckplatte der Leuchte 100 (siehe dazu auch die Figur 1) angeordnet sein.
Ferner ist es möglich, dass die Vorschaltgeräte 31 an einem Winkel 32 befestigt werden, an welchem die Deckplatte 30 der Leuchte ebenfalls befestigt ist. Schließlich ist es jedoch auch möglich, dass die Vorschaltgeräte 31 zur Ansteuerung der Leuchtdioden 10 im Leuchtmittel 1 selbst, das heißt beispielsweise innerhalb des vom Blendenschirm 11 sowie der Deckplatte 15 und der Bodenplatte 16 begrenzten Hohlkörpers angeordnet sind.
In Verbindung mit der perspektivischen Darstellung der Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels näher erläutert. In der Figur 6 ist der Blendenschirm des Leuchtmittels nicht dargestellt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5A und 5B weist das Leuchtmittel einen Kühlkörper 13 auf, der mehrere Seitenflächen 132, vorliegend beispielhaft sechs Seitenflächen 132 aufweist. Die Seitenflächen umschließend vorliegend das Volumen eines Pyramidenstumpfes mit hexagonaler Grundfläche. An jeder der Seitenflächen 132 ist im Bereich der Montagefläche 14 ein Anschlussträger 138 angeordnet, der als Leiterplatte ausgebildet ist. An der den Seitenflächen 132 abgewandten Seite eines jeden Anschlussträgers 138 sind Leuchtdioden 10, vorliegend jeweils sechs Leuchtdioden 10, am Anschlussträger 138 befestigt und elektrisch kontaktiert.
Im von den Seitenflächen 132 umschlossenen Volumen des Kühlkörpers 13 sind elektrische und elektronische Komponenten, beispielhaft Vorschaltgeräte 31 angeordnet. Vorliegend ist je zwei Anschlussträger 138 ein gemeinsames Vorschaltgerät 31 zugeordnet, welches mittels einer Steckverbindung mit den zugeordneten Anschlussträgern verbunden ist. Die Vorschaltgeräte 31 und gegebenenfalls die weiteren elektrischen beziehungsweise elektronischen Komponenten dienen zur Ansteuerung und Stromversorgung der Leuchtdioden des Leuchtmittels .
Vorliegend weisen sämtliche Seitenflächen 132 den gleichen Neigungswinkel mit der Bodenfläche 133 auf. Die Seitenflächen 132 sind beispielsweise um einen Winkel von 30° von der Normalen zur Bodenfläche 133 weggeneigt.
In der Leuchte (vergleiche dazu die Figur 1), in welcher das Leuchtmittel eingesetzt wird emittieren die Leuchtdioden 10 ihr Licht daher in eine Hauptabstrahlrichtung, die schräg nach unten, zum Beispiel zu einer Straße hin gerichtet ist. Die Position des Leuchtmittels innerhalb der Leuchte kann dabei entlang der durch das Rohr 20 vorgegebenen Richtung verstellt werden, so dass die Höhe des Leuchtmittels beispielsweise über der Straße eingestellt werden kann. Der Kühlkörper 13 des Leuchtmittels kann auf unterschiedliche Arten hergestellt sein. So ist es möglich, dass der Kühlkörper 13 einstückig ausgebildet ist und beispielsweise spritzgegossen oder spritzgepresst ist. Der Kühlkörper kann dann insbesondere aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Ferner ist es möglich, dass die Seitenflächen 132 und die Bodenfläche 133 miteinander vernietet sind. Die Bodenfläche 133 und die Seitenfläche 132 sind dann beispielsweise aus einem Metall gebildet. Ferner ist es möglich, dass die Bodenfläche 133 und die Seitenfläche 132 aus einer planen
Metallplatte, zum Beispiel einem Blech, geschnitten und/oder gestanzt werden. Nachfolgend werden die Seitenflächen 132 dann in die gewünschte Position gebogen und gegebenenfalls zur Erhöhung der Stabilität miteinander verschweißt, vernietet oder verschraubt. Die Bodenfläche 133 und die Seitenflächen 132 sind in diesem Fall einstückig miteinander ausgebildet. Ferner ist es möglich, dass zwischen den Seitenflächen 132 und der Bodenfläche 133 jeweils ein Scharnier 137 ausgebildet ist, über das die Neigung jeder Seitenfläche relativ zur Bodenfläche eingestellt werden kann.
Die schematische Perspektivdarstellung der Figur 7 zeigt einen Kühlkörper 13, wie er für ein hier beschriebenes Leuchtmittel Verwendung finden kann. Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 sind die Seitenflächen 132 jeweils mit einem Scharnier 137 mit der Bodenfläche 133 verbunden, so dass der Neigungswinkel einer jeden Seitenfläche 132 zur Bodenfläche 133 individuell eingestellt werden kann. Eine mechanische Fixierung der Seitenflächen 132 kann dann durch gegenseitiges Verschrauben, Vernieten oder Verschweißen erfolgen.
In Verbindung mit den Figuren 8A, 8B und 8C ist anhand schematischer Darstellungen eine weitere Möglichkeit zur Befestigung oder Fixierung der Seitenflächen 132 an der Bodenfläche 133 dargestellt.
Die Figur 8A zeigt eine Draufsicht auf eine Bodenfläche 133 in der erste Aussparungen 134 angeordnet sind, die jeweils eine Seitenfläche 132 aufnehmen können. Bei den ersten Aussparungen 134 handelt es sich um Nute, in welche die Seitenflächen 132 stellenweise hineinragen. Eine Montage der Seitenflächen 132 erfolgt dann beispielsweise durch Stecken oder Rasthaken und gegebenenfalls anschließendes Verschrauben .
In der schematischen Draufsicht der Figur 8B ist eine Bodenfläche 133 dargestellt, welche erste Aussparungen 134 und zweite Aussparungen 135 aufweist. Die ersten Aussparungen 134 sind wiederum zur Aufnahme von Seitenflächen 132 vorgesehen. In die zweiten Aussparungen 135 werden Optikmodule 136 (vergleiche dazu die schematische Schnittdarstellung der Figur 8C) befestigt. Jedes Optikmodul 136 umfasst beispielsweise Linsen, wobei jeder Leuchtdiode 10 eine Linse eineindeutig zugeordnet sein kann. Die Figur 8B zeigt dabei auch ein Ausführungsbeispiel des Leuchtmittels, bei dem die Seitenflächen 132 jeweils durch Anschlussträger 138 gebildet.
Die Figur 9 zeigt beispielhaft eine axialsymmetrische Lichtstärkeverteilung, wie sie beispielsweise vom Leuchtmittel der Figur 6 im Betrieb abgestrahlt wird. Eine asymmetrische Verteilung der Lichtstärke kann durch unterschiedliche Neigungswinkel zwischen den Seitenflächen 132 und der Bodenfläche 133 eingestellt werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldungen 102009016231.3 und 102009029839.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtmittel (1) mit
- einer Vielzahl von Leuchtdioden (10), die dreidimensional verteilt angeordnet sind,
- einem Blendenschirm (11), der aus einem strahlungsundurchlässigen oder transluzenten Material gebildet ist, wobei
- der Blendenschirm (11) die Leuchtdioden (10) zumindest stellenweise umschließt,
- der Blendenschirm (11) eine Vielzahl von Durchbrüchen (12) aufweist, die den Leuchtdioden (10) in Abstrahlrichtung nachgeordnet sind, und
- im Betrieb des Leuchtmittels (1) von den Leuchtdioden (10) emittiertes Licht durch die Durchbrüche (12) tritt.
2. Leuchtmittel (1) gemäß dem vorherigen Anspruch mit
- zumindest einem Kühlkörper (13), der zumindest zwei Montageflächen (14) aufweist, wobei an jeder Montagefläche (14) zumindest eine Leuchtdiode (10) angeordnet ist.
3. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der zumindest eine Kühlkörper (13) zumindest eine Seitenfläche (132) aufweist, wobei - die zumindest eine Seitenfläche (132) die Montageflächen (14) umfasst, an jeder Seitenfläche (132) des Kühlkörpers zumindest ein Anschlussträger (138) befestigt ist, der dem Blendeschirm (11) zugewandt ist, oder jede Seitenfläche (132) zumindest einen Anschlussträger (138) umfasst, und an jedem Anschlussträger (22) zumindest eine Leuchtdiode (10) mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen ist.
4. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zumindest eine Seitenfläche (132) ein Volumen umschließt, in dem zumindest ein Vorschaltgerät (31) zum Betreiben zumindest eines Teils der Leuchtdioden (10) angeordnet ist.
5. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der zumindest eine Kühlkörper (13) eine Bodenfläche
(133) aufweist, an der die zumindest eine Seitenfläche (132) des Kühlkörpers (13) befestigt ist.
6. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Bodenfläche (133) zumindest eine erste Aussparung
(134) aufweist, wobei zumindest eine Seitenfläche (132) des Kühlkörpers (13) stellenweise in die zumindest eine erste
Aussparung (134) hineinragt.
7. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Bodenfläche (133) zumindest eine zweite Aussparung (135) aufweist, wobei
- die zweite Aussparung (135) an der dem Blendenschirm (11) zugewandten Seite der ersten Aussparung (134) angeordnet ist, und
- die zweite Aussparung (135) zur Aufnahme eines Optikmoduls (136) vorgesehen ist.
8. Leuchtmittel (1) gemäß dem vorherigen Anspruch mit
- einem Optikmodul (136), das stellenweise in die zumindest eine zweite Aussparung (135) hineinragt.
9. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Seitenflächen (132) untereinander und/oder die Seitenflächen (132) und die Bodenfläche (133) mechanisch zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind.
10. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zumindest eine Seitenfläche (132) und die Bodenfläche (133) über ein Scharnier (137) miteinander verbunden sind.
11. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche mit
- zumindest einem Kühlkörper (13), der zumindest zwei Montageflächen (14) aufweist, wobei an jeder Montagefläche
(14) eine Leuchtdiode (10) angeordnet ist und die Montageflächen (14) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, wobei
- der Kühlkörper (13) in einem Querschnitt ein treppenartiges Profil aufweist und die Montageflächen (14) durch die Trittstufen des treppenartigen Profils gebildet sind.
12. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest zwei der Seitenflächen (132) voneinander unterschiedliche Winkel mit der Bodenfläche (133) einschließen .
13. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leuchtdioden (10) beabstandet zum Blendenschirm (11) angeordnet sind.
14. Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem jedem Durchbruch (12) eine Leuchtdiode (10) eineindeutig zugeordnet ist.
15. Leuchte (100) mit zumindest einem Leuchtmittel (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.
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