EP2435751B1 - Elektrische lampe - Google Patents

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EP2435751B1
EP2435751B1 EP10717076A EP10717076A EP2435751B1 EP 2435751 B1 EP2435751 B1 EP 2435751B1 EP 10717076 A EP10717076 A EP 10717076A EP 10717076 A EP10717076 A EP 10717076A EP 2435751 B1 EP2435751 B1 EP 2435751B1
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EP
European Patent Office
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light
reflector
lamp according
light guide
lamp
Prior art date
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EP10717076A
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English (en)
French (fr)
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EP2435751A1 (de
Inventor
Andreas Czarnotta
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2435751A1 publication Critical patent/EP2435751A1/de
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Publication of EP2435751B1 publication Critical patent/EP2435751B1/de
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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
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • 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
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • 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
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • 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
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to an electric lamp according to the preamble of patent claim 1.
  • a light source with a pear-shaped housing in which a plurality of luminous elements are arranged on a support.
  • the lighting elements are positioned in the region of a transparent covering body, so that the light beam emitted by the lighting elements can escape into the environment.
  • the transparent cover body is connected to a non-transparent base, which allows a contact element for connecting the light-emitting elements to an external energy source.
  • LEDs light elements allow energy-saving operation of the light source.
  • a disadvantage of the known light source is that the lighting elements must be aligned to form the predetermined light distribution according to a carrier.
  • Object of the present invention is therefore to develop an electric lamp such that an effective and glare-free light output is guaranteed to produce a predetermined light distribution.
  • the invention has the features of claim 1.
  • the particular advantage of the invention is that the light beam emitted by a luminous element can be distributed or deflected by a reflector and by at least one further reflector or a lens as a further light guide means so that a relatively fast and glare-free light beam is emitted.
  • relatively low-energy lighting elements such as LED lighting elements
  • a uniformization of the luminous flux over the surface of a transparent cover body can be achieved, as is known in conventional light bulbs.
  • a light guide means is formed as a light guide which extends in a passage opening of a reflector.
  • the light guide detects a preferably large part of the light beam emitted by the luminous element and transports it into an axial region of the lamp, in which a further light guide can take place.
  • To the one part of the coupled-out light can be reflected on a reflection surface of the reflector.
  • a part of the light coupled out from the light guide can strike directly on a lens designed as a light guide means, which is arranged in the main emission direction in front of the reflector. It thus takes place a homogenization of the luminous flux over the surface of the covering instead, wherein a light distribution can be realized according to the specifications.
  • both the lens and the reflector are hemispherical in shape, wherein they include the light outcoupling surface of the light guide.
  • the lens allows a relatively voluminous light, which counteracts unwanted glare.
  • the carrier and the lighting element are covered by a translucent or transparent hood which has a receiving opening for the light guide.
  • the glare can be counteracted by a light beam which is emitted directly by the luminous element and which radiates only through the covering body.
  • integration of at least one reflector, preferably two reflectors, within the housing of the light source already a light guide can take place by light deflection within the housing, so that a light beam are given with a predetermined light distribution to the environment can.
  • a reflector within the light source housing, a defined light deflection can take place, wherein the at least a luminous element can always be in a same relative position to the carrier.
  • the light source housing contains, on the one hand, a first reflector which has two passage openings for passing a first partial light bundle and, on the other hand, a further second reflector which reflects a part of the first partial light bundle transmitted through the first reflector.
  • the two reflectors each have such reflection surfaces, so that the effectiveness of the light emission can be improved.
  • the second reflector which is arranged on a side of the first reflector facing away from the luminous element, can be used to reflect the light in the direction of the first reflector, so that it can be directed to the first reflector in a specific way to the side or to the front can be redirected.
  • the first reflector and the second reflector can each be designed to be mirror-coated on both sides or only on one side.
  • a reflective element facing the back of the first reflector is formed mirrored, a portion of the light beam emitted from the light beam can be deflected to a rear side of the light source, so that the opening angle of the light source can be increased, for example in a range of 160 ° to 270 °.
  • a lens is arranged between the first reflector and the luminous element so that the light emitted by the luminous element is collected and / or scattered in the desired manner can.
  • the light distribution can be further varied.
  • the light source is cylindrical, with a cylinder axis extending coaxially to the optical axis of the luminous element.
  • This design is similar to a known design for an incandescent lamp, so that it can be used in a wide range of applications.
  • the light source can be tubular or elongate, wherein it extends transversely to the main emission of preferably a plurality of lighting elements.
  • a greater luminous intensity can be achieved, which can be used to illuminate rooms.
  • an electric lamp (light source 1)
  • the same has a housing 2, within which a luminous element 3, a lens 5 arranged in the main emission direction 4 in front of the luminous element 3 and a first reflector 6 and a second reflector 7 are arranged.
  • the luminous element 3 is designed as a light-emitting diode (LED luminous element), which is positioned on a support 8.
  • the light-emitting diodes 3 may also be formed as LED chips or be formed by the SMD technology (Surface Mounted Device) applied to a support plate light-emitting diodes.
  • the carrier 8 is designed as a printed circuit board, which additionally has electronic components for controlling the light-emitting diode 3.
  • From the carrier 8 lead contact wires 9 through a carrier 8 bearing base 10 outwardly to form a connection for electrical lines to an external power source.
  • the carrier 8 is fastened in the non-transparent base 10 via fastening means (not shown).
  • the base 10 is followed by a transparent cover body 11 (cover cylinder), through which the light emitted by the light-emitting element 3 can be radiated outward into the environment.
  • the cover body 11 is preferably connected by casting with the base 10.
  • the lens 5 is designed as a converging lens and collects the light L emitted by the luminous element 3 in the direction of the first reflector 6 or second reflector 7.
  • the convergent lens is designed as a plano-convex lens which is at a distance from the luminous element 3 located.
  • the luminous element 3 is located in a focal point of the convex exit surface of the lens 5, so that the light L can be radiated substantially parallel in the direction of the reflectors 6, 7.
  • the luminous element 3 may also be arranged only in the vicinity of the focal point of the lens 5.
  • the first reflector 6 is arranged between the second reflector 7 and the lens 5. It has a frustoconical shape, wherein on a side facing the luminous element 3, a first passage opening 12 and on a second reflector 7 side facing a second passage opening 13 is formed, wherein a diameter of the first passage opening 12 is smaller than a diameter of the second passage opening 13th
  • the first reflector 6 is arranged coaxially with respect to an optical axis 14 of the luminous element 3 and allows a first partial light bundle 15 of the light L emitted by the luminous element 3 to pass through the first reflector 6 in the main emission direction 4 and then either strike the second reflector 7 or is led past the same.
  • a second partial light bundle 16 of the emitted light L strikes one of the rear side 17 of the first reflector 6 facing the luminous element 3, which is designed as a specular reflection surface, so that the second partial light bundle 16 is deflected towards the side and / or backwards against the main emission direction 4 becomes.
  • a front side 18 of the first reflector 6 facing away from the luminous element 3 is mirror-formed as a reflection surface so that a part 15 'of the first partial light bundle 15 deflects on the front side 18 of the first reflector 6 after reflection on a rear side 19 of the second reflector 7 facing the luminous element 3 and then preferably radiated forward through the cover body 11.
  • the second reflector 7 has a lens-shaped reflecting surface.
  • the Thus formed reflecting surfaces of the first reflector 6 and / or the second reflector 7 spherical and / or hemispherical and / or lenticular and / or conical and / or parabolic and / or ellipsoidal and / or funnel-shaped.
  • FIG. 2 illustrated alternative embodiment of a light source 1 'differs from the light source 1 according to the first embodiment FIG. 1 in that a first reflector 6 'is hemispherical instead of conical.
  • FIG. 5 illustrated alternative embodiment of a light source 1 '' differs from the light source 1 according to the first embodiment FIG. 1 in that a first reflector 6 "is funnel-shaped instead of conical or hemispherical.
  • the housing 2 and the transparent cover body 11 of the light source 1, 1 ' are cylindrical.
  • a longitudinal axis of the housing 2 or of the covering body 11 extends coaxially to the optical axis 14 of the luminous element 3.
  • an elongated light source 24 may be formed with an elongated and / or tubular housing 25 extending transversely to the main radiation direction in an extension direction.
  • a plurality of luminous elements 3 is on a common carrier plate 26 arranged.
  • a first reflector 27 and a second reflector 28 are arranged in the main emission direction in front of the luminous elements 3 arranged in a common plane.
  • the light is not rotationally symmetrical, but with respect to a longitudinal center plane 29 of the housing 25 emitted symmetrically or asymmetrically.
  • the function of the reflectors 27, 28 corresponds to the function of the reflectors 6, 7 according to the preceding embodiments.
  • the housing 25 or a transparent cover body 30 and the support plate 26 and the first reflector 27 and the second reflector 28 extend in a straight line. According to an alternative embodiment, not shown, these could also extend arcuately or wavy, depending on the purpose.
  • the light source 24 may be arranged in a housing 24 'of a luminaire, which carries a reflector 31. As a result, part of the light emitted to the side or to the rear can be redirected forward for radiation.
  • the light source 1, 1 ' may also be integrated in a housing provided with an additional reflector.
  • the light source 1, 1 ' can be provided for purposes in which a spot-like radiation is to take place substantially to the front.
  • the support plate 26 may be equipped on both sides with a plurality of light-emitting elements 3. In this case, light in be radiated opposite directions. On both sides of the support plate 26 are then mirror images of the first reflectors 27 and second reflectors 28. Advantageously, this can be done by a 360 ° radiation.
  • only a single reflector may be arranged in the housing 2.
  • This can be, for example, a reflector provided with an aperture, which transmits part of the light emitted by the luminous element 3 in the main emission direction and reflects another part towards the rear side.
  • an electric lamp 32 has a base 33 and a transparent cover body 34 connected thereto as a housing.
  • the base 33 has a foot contact, not shown, in the usual way an external contact 33 'on.
  • the base 33 may be of the type E27, for example.
  • the luminous element 3 is designed as an LED luminous element or LED chip, which is arranged on a support 8 (printed circuit board). On the circuit board 8 further electronic components for driving the LED lighting element 3 may be arranged.
  • a reflector 35 In the main emission direction 4 in front of the luminous element 3, a reflector 35 is arranged, which has a rear reflection surface 37 on a front side remote from the luminous element 3, a front reflection surface 36 and a rear side facing the luminous element 3.
  • the reflector 35 has a passage opening 38 through which a light guide means designed as a light guide 39 extends axially.
  • the light guide 39 has a widened portion 40, which faces the luminous element 3 and has a light input surface 41 on an end face facing the luminous element 3.
  • the widened portion 40 extends from the arranged in the vicinity of the light emitting element 3 Lichteinkoppel composition 41 substantially up to the through hole 38 of the reflector 35.
  • the light guide 39 has a in the main emission direction 4 adjacent to the widened portion 40 narrow section 42, which has a light output surface 43 on a front side remote from the luminous element 3.
  • the widened portion 40 and the narrow portion 42 are each formed cylindrically, wherein the narrow portion 42 has a smaller diameter than the widened portion 40.
  • the narrow portion 42 has a diameter which is equal to the diameter of the through hole 38 matches.
  • the light guide 39 is made of a clear plastic or glass material.
  • the light incoupling surface 41 is concave-shaped, so that a large part 15 of the light emitted by the luminous element 3 detected light, is forwarded by total reflection on lateral surfaces of the light guide 39 in a region of the reflector 34.
  • the light outcoupling surface 43 is preferably concave-shaped or trough-shaped, it being ensured by forming the light outcoupling surface 43 as an at least partially reflecting surface that a part 15 "of the light bundle 15 in the main emission direction 4 is directed to a light guiding means designed as a lens 44 and to the other second part 15 'of the light beam 15 is emitted counter to the main emission direction 4 in the direction of the reflection surface 36, reflected at the same and then emitted via the lens 44 into the environment.
  • both the reflector 35 and the lens 44 are hemispherical in shape.
  • the lens 44 is connected with its hemisphere surface with a front edge 45 of the reflector 35 and thus covers a front edge opening of the reflector 35 from.
  • the light output surface 41 of the light guide 39 is thus completely surrounded by light guide means, namely the reflector 35 and the lens 44.
  • the punctiform or relatively small-area light emission from the light outcoupling surface 43 of the light guide 39 is made uniform or harmonized.
  • the lens and / or the reflector may also be formed conical or parabolic or ellipsoidal or elongated transverse to the optical axis.
  • the support 8 and the light-emitting element 3 are covered by a translucent or transparent hood 46, which has a central receiving opening for the widened portion 40 of the light guide 39.
  • the hood 46 has a scattering surface, which is for example frosted or chrome-plated or roughened by sandblasting. For example, it may be provided with a fluorescent plastic to achieve a scattering effect.
  • the reflector 35, the lens 44 and the hood 46 are rotationally symmetrical and arranged coaxially to an axis A of the lamp 32 and to an optical axis of the luminous element 3. So that light can also be radiated into a rear space of the lamp 32, the rear reflection surface 37 is mirror-formed, as is the front reflection surface 36, so that after reflection of the part 16 of the light on the rear reflection surface 37, a lateral or rear light emission is ensured.
  • the cover body 34 may be frosted or crystal clear.
  • the lens 44 may also be formed as a reflector, which preferably extends in an axial region, see embodiment according to FIG. 1 ,

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der US 2009/0121238 A1 ist eine elektrische Lampe bekannt, bei der einem Leuchtelement ein Reflektor vorgelagert ist. Ein weiteres Lichtführungsmittel ist nicht vorgesehen.
  • Aus der DE 10 2004 002 273 A1 ist eine Lichtquelle mit einem birnenförmigen Gehäuse bekannt, in dem auf einem Träger eine Mehrzahl von Leuchtelementen angeordnet sind. Die Leuchtelemente sind im Bereich eines transparenten Abdeckkörpers positioniert, so dass das von den Leuchtelementen abgestrahlte Lichtbündel in die Umgebung austreten kann. Der transparente Abdeckkörper ist mit einem nicht transparenten Sockel verbunden, der ein Kontaktelement zum Anschluss der Leuchtelemente an eine externe Energiequelle ermöglicht. Die als Leuchtdioden ausgebildeten Leuchtelemente ermöglichen zwar einen energiesparenden Betrieb der Lichtquelle. Nachteilig an der bekannten Lichtquelle ist jedoch, dass die Leuchtelemente zur Bildung der vorgegebenen Lichtverteilung entsprechend auf einem Träger ausgerichtet sein müssen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektrische Lampe derart weiterzubilden, dass eine effektive und blendfreie Lichtabgabe zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung gewährleistet ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch einen Reflektor und durch mindestens einen weiteren Reflektor oder einer Linse als weiteres Lichtführungsmittel das von einem Leuchtelement abgestrahlte Lichtbündel so verteilt bzw. umgelenkt werden kann, dass ein relativ lichtstarkes und blendfreies Lichtbündel abgestrahlt wird. Bei Verwendung von relativ energieverbrauchsarmen Leuchtelementen, wie beispielsweise LED-Leuchtelementen, kann eine vergleichmäßigung des Lichtstromes über die Fläche eines transparenten Abdeckkörpers erzielt werden, wie sie bei herkömmlichen Glühlampen bekannt ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Lichtführungsmittel als ein Lichtleiter ausgebildet, der sich in einer Durchgangsöffnung eines Reflektors erstreckt. Der Lichtleiter erfasst einen vorzugsweise großen Teil des von dem Leuchtelement abgestrahlten Lichtbündels und transportiert diesen in einen axialen Bereich der Lampe, in dem eine weitere Lichtführung erfolgen kann. Zum einen kann ein Teil des ausgekoppelten Lichtes an einer Reflexionsfläche des Reflektors reflektiert werden. Zum anderen kann ein Teil des von dem Lichtleiter ausgekoppelten Lichtes direkt auf eine als Lichtführungsmittel ausgebildete Linse treffen, die in Hauptabstrahlrichtung vor dem Reflektor angeordnet ist. Es findet somit eine Vergleichmäßigung des Lichtstromes über die Fläche des Abdeckkörpers statt, wobei eine Lichtverteilung entsprechend der Vorgaben realisiert werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist sowohl die Linse als auch der Reflektor halbkugelförmig ausgebildet, wobei sie die Lichtauskoppelfläche des Lichtleiters einschließen. Die Linse ermöglicht ein relativ volumenhaltiges Licht, was einer unerwünschten Blendung entgegenwirkt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der Träger und das Leuchtelement von einer durchscheinenden oder klarsichtigen Haube abgedeckt, die eine Aufnahmeöffnung für den Lichtleiter aufweist. Hierdurch kann der Blendung durch ein direkt von dem Leuchtelement abgestrahltes Lichtbündel, das lediglich durch den Abdeckkörper strahlt, entgegengewirkt werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch Integration von mindestens einem Reflektor, vorzugsweise zwei Reflektoren, innerhalb des Gehäuses der Lichtquelle bereits eine Lichtführung durch Lichtumlenkung innerhalb des Gehäuses stattfinden kann, so dass ein Lichtbündel mit einer vorgegebenen Lichtverteilung an die Umgebung abgegeben werden kann. Durch die Integration eines Reflektors innerhalb des Lichtquellengehäuses kann eine definierte Lichtumlenkung erfolgen, wobei sich das mindestens eine Leuchtelement stets in einer gleichen Relativlage zu dem Träger befinden kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Lichtquellengehäuse zum einen einen ersten Reflektor, der über zwei Durchtrittsöffnungen zur Durchleitung eines ersten Teillichtbündels verfügt, und zum anderen einen weiteren zweiten Reflektor, der einen Teil des durch den ersten Reflektor durchgeleiteten ersten Teillichtbündels reflektiert. Die beiden Reflektoren weisen jeweils solche Reflexionsflächen auf, so dass die Effektivität der Lichtabstrahlung verbessert werden kann. Zum einen kann der zweite Reflektor, der auf einer dem Leuchtelement abgewandten Seite des ersten Reflektors angeordnet ist, dazu benutzt werden, das Licht in Richtung des ersten Reflektors zurückzuwerfen, so dass es an dem ersten Reflektor in einer bestimmten Weise zur Seite oder nach vorne hin umgelenkt werden kann. Zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung können der erste Reflektor und der zweite Reflektor jeweils beidseitig oder jeweils nur einseitig verspiegelt ausgebildet sein. Insbesondere wenn eine dem Leuchtelement zugewandte Rückseite des ersten Reflektor verspiegelt ausgebildet ist, kann ein Teil des von dem Leuchtelement abgestrahlten Lichtbündels zu einer Rückseite der Lichtquelle umgelenkt werden, so dass sich der Öffnungswinkel der Lichtquelle erhöhen lässt, beispielsweise in einem Bereich von 160° bis 270°.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem ersten Reflektor und dem Leuchtelement eine Linse angeordnet, so dass das von dem Leuchtelement abgestrahlte Licht in gewünschter Weise gesammelt und/oder gestreut werden kann. Hierdurch lässt sich die Lichtverteilung weiter variieren.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtquelle zylinderförmig ausgebildet, wobei eine Zylinderachse koaxial zur optischen Achse des Leuchtelementes verläuft. Diese Bauform ähnelt einer bekannten Bauform für eine Glühlampe, so dass sie in einem breiten Anwendungsfeld eingesetzt werden kann.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtquelle rohrförmig oder langgestreckt ausgebildet sein, wobei sie sich quer zur Hauptabstrahlrichtung der vorzugsweise mehreren Leuchtelemente erstreckt. Vorteilhaft kann hierdurch eine größere Leuchtstärke erzielt werden, die zur Beleuchtung von Räumen genutzt werden kann.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer ersten Ausführungsform,
    Figur 2
    eine Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer zweiten Ausführungsform,
    Figur 3
    eine perspektivische Darstellung einer Lichtquelle nach einer dritten Ausführungsform,
    Figur 4
    eine Stirnansicht der Lichtquelle nach der dritten Ausführungsform gemäß Figur 3,
    Figur 5
    eine Seitenansicht einer Lichtquelle nach einer vierten Ausführungsform,
    Figur 6
    eine perspektivische Seitenansicht einer elektrischen Lampe ohne Abdeckkörper nach einer weiteren Ausführungsform und
    Figur 7
    einen Längsschnitt durch die elektrische Lampe gemäß Figur 6.
  • Nach einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Lampe (Lichtquelle 1) weist dieselbe ein Gehäuse 2 auf, innerhalb dessen ein Leuchtelement 3, eine in Hauptabstrahlrichtung 4 vor dem Leuchtelement 3 angeordnete Linse 5 sowie ein erster Reflektor 6 und ein zweiter Reflektor 7 angeordnet sind.
  • Das Leuchtelement 3 ist als eine Leuchtdiode (LED-Leuchtelement) ausgebildet, die auf einem Träger 8 positioniert ist. Nach einer alternativen Ausführungsform können die Leuchtdioden 3 auch als LED-Chips ausgebildet sein oder als durch die SMD-Technik (Surface Mounted Device) auf einer Trägerplatte aufgebrachte Leuchtdioden ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist der Träger 8 als eine Leiterplatte ausgebildet, die zusätzlich elektronische Bauteile zur Ansteuerung der Leuchtdiode 3 aufweist. Von dem Träger 8 führen Kontaktdrähte 9 durch einen den Träger 8 tragenden Sockel 10 nach außen hin zur Bildung eines Anschlusses für elektrische Leitungen an eine externe Spannungsquelle. Der Träger 8 ist über nicht dargestellte Befestigungsmittel in dem nicht transparenten Sockel 10 befestigt. An den Sockel 10 schließt sich ein transparenter Abdeckkörper 11 (Abdeckzylinder) an, durch den das von dem Leuchtelement 3 emittierte Licht nach außen in die Umgebung abgestrahlt werden kann. Der Abdeckkörper 11 ist vorzugsweise durch Vergießen mit dem Sockel 10 verbunden.
  • Die Linse 5 ist als eine Sammellinse ausgebildet und sammelt das von dem Leuchtelement 3 abgestrahlte Licht L in Richtung des ersten Reflektors 6 bzw. zweiten Reflektors 7. Zu diesem Zweck ist die Sammellinse als plankonvexe Linse ausgebildet, die sich in einem Abstand zu dem Leuchtelement 3 befindet.
  • Beispielsweise befindet sich das Leuchtelement 3 in einem Brennpunkt der konvexförmigen Austrittsfläche der Linse 5, so dass das Licht L im Wesentlichen parallel in Richtung der Reflektoren 6, 7 abgestrahlt werden kann. Alternativ kann das Leuchtelement 3 auch lediglich in der Nähe des Brennpunktes der Linse 5 angeordnet sein.
  • Der erste Reflektor 6 ist zwischen dem zweiten Reflektor 7 und der Linse 5 angeordnet. Er weist eine kegelstumpfförmige Form auf, wobei auf einer dem Leuchtelement 3 zugewandten Seite eine erste Durchgangsöffnung 12 und auf einer dem zweiten Reflektor 7 zugewandten Seite eine zweite Durchgangsöffnung 13 ausgebildet ist, wobei ein Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 12 kleiner ist als ein Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung 13.
  • Der erste Reflektor 6 ist koaxial zu einer optischen Achse 14 des Leuchtelementes 3 angeordnet und ermöglicht, dass ein erstes Teillichtbündel 15 des von dem Leuchtelement 3 abgestrahlten Lichtes L in Hauptabstrahlrichtung 4 durch den ersten Reflektor 6 durchtritt und dann entweder auf den zweiten Reflektor 7 trifft oder an demselben vorbeigeleitet wird. Ein zweites Teillichtbündel 16 des abgestrahlten Lichtes L trifft auf eine der dem Leuchtelement 3 zugewandten Rückseite 17 des ersten Reflektors 6, die als eine spiegelnde Reflexionsfläche ausgebildet ist, so dass das zweite Teillichtbündel 16 zur Seite hin und/oder nach hinten entgegen der Hauptabstrahlrichtung 4 umgelenkt wird.
  • Eine dem Leuchtelement 3 abgewandte Vorderseite 18 des ersten Reflektors 6 ist verspiegelt als Reflexionsfläche ausgebildet, so dass ein Teil 15' des ersten Teillichtbündels 15 nach Reflexion an einer dem Leuchtelement 3 zugewandten Rückseite 19 des zweiten Reflektors 7 an der Vorderseite 18 des ersten Reflektors 6 umgelenkt und dann durch den Abdeckkörper 11 vorzugsweise nach vorne abgestrahlt wird. Ein zweiter Teil 15'' des ersten Teillichtbündels 15, der unter einem relativ steilen Winkel durch den ersten Reflektor 6 durchgeleitet wird, passiert den zweiten Reflektor 7, so dass er ohne Reflexion durch den transparenten Abdeckkörper 11 an die Umgebung abstrahlt. Das nach vorne abgestrahlte Licht wird somit überlagert durch innerhalb des Gehäuses 2 reflektierte Lichtstrahlen 15' sowie innerhalb des Gehäuses 2 nicht reflektierte Lichtstrahlen 15''.
  • Der zweite Reflektor 7 weist eine linsenförmige spiegelnde Fläche auf. Je nach geforderter Lichtverteilung können die so gebildeten Reflexionsflächen des ersten Reflektors 6 und/oder des zweiten Reflektors 7 kugelförmig und/oder halbkugelförmig und/oder linsenförmig und/oder kegelförmig und/oder parabelförmig und/oder ellipsoidförmig und/oder trichterförmig ausgebildet sein.
  • Eine in Figur 2 dargestellte alternative Ausführungsform einer Lichtquelle 1' unterscheidet sich von der Lichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, dass ein erster Reflektor 6' halbkugelförmig statt kegelförmig ausgebildet ist.
  • Eine in Figur 5 dargestellte alternative Ausführungsform einer Lichtquelle 1'' unterscheidet sich von der Lichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, dass ein erster Reflektor 6" trichterförmig statt kegelförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist.
  • Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Das Gehäuse 2 bzw. der transparente Abdeckkörper 11 der Lichtquelle 1, 1' sind zylinderförmig ausgebildet. Eine Längsachse des Gehäuses 2 bzw. des Abdeckkörpers 11 erstreckt sich koaxial zu der optischen Achse 14 des Leuchtelementes 3.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den Figuren 3 und 4 kann eine langgestreckte Lichtquelle 24 ausgebildet sein mit einem langgestreckten und/oder rohrförmigen Gehäuse 25, das quer zur Hauptabstrahlrichtung in einer Erstreckungsrichtung verläuft. Eine Mehrzahl von Leuchtelementen 3 ist auf einer gemeinsamen Trägerplatte 26 angeordnet. In Hauptabstrahlrichtung vor den in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Leuchtelementen 3 sind ein erster Reflektor 27 und ein zweiter Reflektor 28 angeordnet. Statt wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird das Licht nicht rotationssymmetrisch, sondern bezüglich einer Längsmittelebene 29 des Gehäuses 25 symmetrisch oder asymmetrisch abgestrahlt. Die Funktion der Reflektoren 27, 28 entspricht der Funktion der Reflektoren 6, 7 nach den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.
  • Das Gehäuse 25 bzw. ein transparenter Abdeckkörper 30 sowie die Trägerplatte 26 und der erste Reflektor 27 sowie der zweite Reflektor 28 erstrecken sich geradlinig. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform könnten sich diese auch bogenförmig oder wellenförmig erstrecken, je nach Einsatzzweck.
  • Die Lichtquelle 24 kann in einem Gehäuse 24' einer Leuchte angeordnet sein, die einen Reflektor 31 trägt. Hierdurch kann ein Teil des zur Seite oder nach hinten abgestrahlten Lichtes zur Abstrahlung nach vorne umgelenkt werden.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Lichtquelle 1, 1' auch in einem mit einem zusätzlichen Reflektor versehenen Gehäuse integriert sein. Hierdurch kann die Lichtquelle 1, 1' für Einsatzzwecke vorgesehen sein, bei denen eine spotartige Abstrahlung im Wesentlichen nach vorne erfolgen soll.
  • Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann im Unterschied zu der Lichtquelle 24 die Trägerplatte 26 auch beidseitig mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen 3 bestückt sein. In diesem Fall kann Licht in entgegengesetzten Richtungen abgestrahlt werden. Auf beiden Seiten der Trägerplatte 26 befinden sich dann spiegelverkehrt die ersten Reflektoren 27 und zweiten Reflektoren 28. Vorteilhaft kann hierdurch eine 360°-Abstrahlung erfolgen.
  • Nach einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann in dem Gehäuse 2 auch lediglich ein einziger Reflektor angeordnet sein. Dies kann beispielsweise ein mit einem Durchlass versehener Reflektor sein, der einen Teil des von dem Leuchtelement 3 emittierten Lichtes in Hauptabstrahlrichtung durchlässt und einen anderen Teil zur Rückseite hin reflektiert. Alternativ kann auch lediglich ein einziger Reflektor am stirnseitigen Ende des Abdeckkörpers 11 - wie bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 1 und 2 - vorgesehen sein, der einen Teil des abgestrahlten Lichtes zur Rückseite hin reflektiert.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann lediglich ein einziger Reflektor am stirnseitigen Ende des Abdeckkörpers 11 - wie bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1, 2 und 5 - vorgesehen sein, dem eine konvexförmige Linse zugeordnet ist, so dass ein Teil des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichtes L reflektiert und gebündelt oder gestreut zur Vorderseite hin abgestrahlt wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den Figuren 6 und 7 weist eine elektrische Lampe 32 einen Sockel 33 und einen mit demselben verbundenen transparenten Abdeckkörper 34 als Gehäuse auf. Der Sockel 33 weist in üblicher Weise einen nicht dargestellten Fußkontakt sowie einen Außenkontakt 33' auf. Der Sockel 33 kann beispielsweise vom Typ E27 sein.
  • Das Leuchtelement 3 ist als ein LED-Leuchtelement bzw. LED-Chip ausgebildet, das auf einem Träger 8 (Leiterplatte) angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 8 können weitere elektronische Bauteile zur Ansteuerung des LED-Leuchtelementes 3 angeordnet sein.
  • In Hauptabstrahlrichtung 4 vor dem Leuchtelement 3 ist ein Reflektor 35 angeordnet, der auf einer dem Leuchtelement 3 abgewandten vorderen Seite eine vordere Reflexionsfläche 36 und auf dem Leuchtelement 3 zugewandten Rückseite eine hintere Reflexionsfläche 37 aufweist. Der Reflektor 35 weist eine Durchgangsöffnung 38 auf, durch die sich ein als Lichtleiter 39 ausgebildetes Lichtführungsmittel axial erstreckt. Der Lichtleiter 39 weist einen verbreiterten Abschnitt 40 auf, der dem Leuchtelement 3 zugewandt ist und auf einer dem Leuchtelement 3 zugewandten Stirnseite eine Lichteinkoppelfläche 41 aufweist. Der verbreiterte Abschnitt 40 erstreckt sich von der in der Nähe des Leuchtelementes 3 angeordneten Lichteinkoppelfläche 41 im Wesentlichen bis zu der Durchgangsöffnung 38 des Reflektors 35. Zum anderen weist der Lichtleiter 39 einen sich in Hauptabstrahlrichtung 4 an den verbreiterten Abschnitt 40 anschließenden schmalen Abschnitt 42 auf, der auf einer dem Leuchtelement 3 abgewandten Stirnseite eine Lichtauskoppelfläche 43 aufweist. Der verbreiterte Abschnitt 40 und der schmale Abschnitt 42 sind jeweils zylinderförmig ausgebildet, wobei der schmale Abschnitt 42 einen kleineren Durchmesser aufweist als der verbreiterte Abschnitt 40. Vorzugsweise weist der schmale Abschnitt 42 einen Durchmesser auf, der mit dem Durchmesser der Durchgangsöffnung 38 übereinstimmt. Der Lichtleiter 39 besteht aus einem klarsichtigen Kunststoff- oder Glasmaterial.
  • Die Lichteinkoppelfläche 41 ist konkavförmig ausgebildet, so dass ein großer Teil 15 des von dem Leuchtelement 3 emittierten Lichtes erfasst, durch Totalreflexion an Mantelflächen des Lichtleiters 39 in einen Bereich des Reflektors 34 weitergeleitet wird. Die Lichtauskoppelfläche 43 ist vorzugsweise konkavförmig oder muldenförmig ausgebildet, wobei durch Ausbildung der Lichtauskoppelfläche 43 als eine zumindest teilweise spiegelnde Fläche sichergestellt ist, dass ein Teil 15'' des Lichtbündels 15 in Hauptabstrahlrichtung 4 zu einem als Linse 44 ausgebildeten Lichtführungsmittel geleitet wird und zum anderen ein zweiter Teil 15' des Lichtbündels 15 entgegen der Hauptabstrahlrichtung 4 in Richtung der Reflexionsfläche 36 abgestrahlt, an derselben reflektiert und dann über die Linse 44 in die Umgebung abgestrahlt wird. Es ist ersichtlich, dass sowohl der Reflektor 35 als auch die Linse 44 halbkugelförmig ausgebildet sind. Die Linse 44 ist mit Ihrer Halbkugelfläche mit einem vorderen Rand 45 des Reflektors 35 verbunden und deckt somit eine vordere Randöffnung des Reflektors 35 ab. Die Lichtauskoppelfläche 41 des Lichtleiters 39 ist somit vollständig von Lichtführungsmitteln, nämlich dem Reflektor 35 und der Linse 44 umgeben. Hierdurch wird die punktförmige bzw. relativ kleinflächige Lichtabstrahlung von der Lichtauskoppelfläche 43 des Lichtleiters 39 vergleichmäßigt bzw. harmonisiert.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Linse und/oder der Reflektor auch kegelförmig oder parabelförmig oder ellipsoidförmig oder langgestreckt quer zur optischen Achse ausgebildet sein.
  • Da die Lichteinkoppelfläche 41 das Leuchtelement 3 nicht vollständig umfasst, kann ein Teil 16 des von dem Leuchtelement 4 emittierten Lichtes an dem Lichtleiters 39 vorbei zu dem Abdeckkörper 34 abstrahlen. Damit diese Lichtabstrahlung 16 nicht zu einer unerwünschten Blendung führt, ist der Träger 8 sowie das Leuchtelement 3 von einer durchscheinenden oder klarsichtigen Haube 46 abgedeckt, die eine zentrale Aufnahmeöffnung für den verbreiterten Abschnitt 40 des Lichtleiters 39 aufweist. Die Haube 46 weist eine streuende Oberfläche auf, die beispielsweise mattiert oder verchromt oder durch Sandstrahlen aufgeraut ist. Beispielsweise kann sie mit einem fluoreszierenden Kunststoff versehen sein, um eine streuende Wirkung zu erzielen.
  • Der Reflektor 35, die Linse 44 und die Haube 46 sind rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial zu einer Achse A der Lampe 32 bzw. zu einer optischen Achse des Leuchtelementes 3 angeordnet. Damit auch Licht in einen Rückraum der Lampe 32 abgestrahlt werden kann, ist die hintere Reflexionsfläche 37 genauso wie die vordere Reflexionsfläche 36 verspiegelt ausgebildet, so dass nach Reflexion des Teils 16 des Lichtes an der hinteren Reflexionsfläche 37 eine seitliche oder rückseitige Lichtabstrahlung gewährleistet ist.
  • Der Abdeckkörper 34 kann mattiert oder glasklar ausgebildet sein.
  • Gegebenenfalls kann die Linse 44 auch als ein Reflektor ausgebildet sein, der sich vorzugsweise in einem axialen Bereich erstreckt, siehe Ausführungsform gemäß Figur 1.

Claims (13)

  1. Elektrische Lampe mit einem Sockel (33) und einem mit dem Sockel (33) verbundenen transparenten Abdeckkörper (34), mit mindestens einem Leuchtelement (3), das auf einem an dem Sockel (33) befestigten Träger (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Hauptabstrahlrichtung (4) vor dem Leuchtelement (3) mindestens ein Reflektor (6, 6', 6", 27, 35) mit einer Durchgangsöffnung (12, 38) angeordnet ist, durch die ein Teil (15) des von dem Leuchtelement (3) emittierten Lichtbündels (15, 16) hindurchtritt, und dass in Hauptabstrahlrichtung (4) vor der Durchgangsöffnung (12, 38) des Reflektors (6, 6', 6", 27, 35) mindestens ein Reflektor (7) oder eine Linse (44) als weiteres Lichtführungsmittel angeordnet ist, so dass der Teil (15) des Lichtbündels zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung an einer Reflexionsfläche (18) des Reflektors (6, 27, 35) reflektiert und/oder geführt abgestrahlt wird.
  2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtführungsmittel ein sich in der Durchgangsöffnung (12, 38) erstreckender Lichtleiter (39) vorgesehen ist, der auf einer dem Leuchtelement (3) zugewandten Stirnseite eine Lichteinkoppelfläche (41) und auf einer dem Leuchtelement (3) abgewandten Stirnseite eine Lichtauskoppelfläche (43) aufweist.
  3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (44) an einem vorderen Rand (45) des Reflektors (35) anliegt, derart, dass die Lichtauskoppelfläche (43) des Lichtleiters (39) vollständig von dem Reflektor (35) und der Linse (44) umgeben ist.
  4. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (44) und/oder der Reflektor (35) halbkugelförmig und/oder kegelförmig und/oder parabelförmig und/oder ellipsoidförmig ausgebildet sind.
  5. Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (41) des Lichtleiters (39) in der Nähe des Leuchtelementes (3) angeordnet ist und dass die Lichtauskoppelfläche (43) des Lichtleiters (35) in einem axialen Bereich der Lampe (32) angeordnet ist, der zwischen der Durchgangsöffnung (38) des Reflektors (35) und einer vorderen Randöffnung des Reflektors (35) liegt.
  6. Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (43) des Lichtleiters (39) derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil (15') des von dem Lichtleiter (39) eingekoppelten Lichtes (15) in Richtung der Reflexionsfläche (36) des Reflektors (35) umgelenkt wird.
  7. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Leuchtelement (3) abgewandte Vorderseite (36) des Reflektors (35) und/oder eine dem Leuchtelement (3) zugewandte Rückseite (37) des Reflektors (35) verspiegelt ausgebildet sind.
  8. Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (35) und die Linse (44) und der Lichtleiter (39) rotationssymmetrisch ausgebildet sind und koaxial zu einer Achse (A) der Lampe (32) und/oder zu einer optischen Achse des als LED-Leuchtelement ausgebildeten Leuchtelementes (3) angeordnet sind.
  9. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (8) und das Leuchtelement (3) von einer durchscheinenden oder klarsichtigen Haube (46) abgedeckt sind, wobei die Haube (46) eine Aufnahmeöffnung für den Lichtleiter (39) aufweist.
  10. Lampe nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (39) einen sich auf einer dem Leuchtelement (3) zugewandten Seite der Durchgangsöffnung (12, 38) des Reflektors (35) erstreckenden breiten Abschnitt (40) und einen sich auf einer dem Leuchtelement (3) abgewandten Seite der Durchgangsöffnung (12, 38) des Reflektors (35) schmalen Abschnitt (42) aufweist.
  11. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (35) und die Linse (44) einen Kugelkörper bilden, der beabstandet zu der Haube (46) angeordnet ist.
  12. Lampe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (46) eine streuende Oberfläche aufweist.
  13. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (34) glasklar oder transluszent ausgebildet ist.
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