EP2947372A1 - Led module for spotlights - Google Patents

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EP2947372A1
EP2947372A1 EP15167469.4A EP15167469A EP2947372A1 EP 2947372 A1 EP2947372 A1 EP 2947372A1 EP 15167469 A EP15167469 A EP 15167469A EP 2947372 A1 EP2947372 A1 EP 2947372A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
led
reflector
radiator according
light
led radiator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15167469.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Gianordoli
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.)
Tridonic Jennersdorf GmbH
Original Assignee
Tridonic Jennersdorf GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Tridonic Jennersdorf GmbH filed Critical Tridonic Jennersdorf GmbH
Publication of EP2947372A1 publication Critical patent/EP2947372A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/02—Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters
    • 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
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01—Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • 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
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • 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 present invention relates generally to lighting using LEDs as light-generating elements.
  • An advantageous embodiment is understood on the one hand to mean that the light output emitted by the LED emitter is conducted out of the emitter very efficiently.
  • a high number of identical parts can also be used on the production side for LED emitters with different light output (lumens).
  • the light surface may be at least 30%, preferably at least 50%, even more preferably 55% of the cross-sectional area of the reflector side of the reflector.
  • the lateral surface of the reflector may have a parabolic or a straight course.
  • the surface of the reflector can be made faceted and / or patterned.
  • the total area of the covered LED chips may be at least 20%, preferably at least 25%, more preferably at least 35% of the side of the reflector mounted on the carrier.
  • the LED spotlight can be designed as a so-called ceiling spotlights for installation in suspended ceilings.
  • the LED spotlight may have a housing with a light outlet opening, which is covered or open by a lens (and / or phosphor screen).
  • Each emitter may have an LED module with multiple LED chips, wherein the pitch of the LED chips of a LED module as well as the center distance between LED chips of LED modules of different radiators is preferably constant.
  • the center distance is the distance between the axes of symmetry of two mirror-symmetrical or rotationally symmetrical LED chips.
  • the center distance can be between 1.5 mm and 4 mm, preferably 2.5 to 4 mm.
  • the relatively small chosen center distance between the LED chips serves for improved light output. Due to the small center distance of the LED chips on the LED module, homogeneous white light is emitted by the LED modules or LED spotlights, while the heat dissipation of the LED module remains optimized.
  • the use of metal core boards as a support for the LED module is particularly advantageous.
  • the LED chips can be covered with a dispensten potting compound, such as a so-called dome-shaped globe top or other cover, preferably the globe tops of adjacent LED chips do not run together.
  • a dispensten potting compound such as a so-called dome-shaped globe top or other cover, preferably the globe tops of adjacent LED chips do not run together.
  • Coherent globe tops are also conceivable. In this embodiment, several LEDs sit under a common globe top.
  • the invention particularly relates to a group of similar LED emitters, the group having LED emitters with different light output (lumens). Emitters at least two different light outputs in this case have a different number of LED chips, but carriers (boards) with the same dimensions, which thus ensures an increase in the number of identical parts for LED emitters of different light output.
  • Fig. 1 shows an LED module, ie a plurality of LED chips 1 on a carrier board 2.
  • This LED module 3 in Fig. 1 may for example be provided for a light output of 2000 lumens.
  • Fig. 2 now shows another LED module, for example, for a light output (when installed in an LED spotlight) of 3000 lumens can be dimensioned and accordingly has more LED chips.
  • This LED module 4 has the same board 5, as in Fig. 3 illustrated LED module 6 for a light output of, for example, 4000 lumens, which thus has a respect to the dimensions and the mounting holes 8 similar board.
  • a further standardization can take place in that the distance of the light points, ie the centers of the LED chips 1 in all LED modules 3, 5, 6 of FIGS. 1, 2 and 3 is identical.
  • the distance between the center points is the distance between the axes of symmetry of two mirror-symmetrical or rotationally symmetrical LED chips.
  • the distance between the points of light can be, for example, between 2 and 4 mm, preferably between 3.2 and 3.8 mm.
  • this distance of the light spots can be selected to be identical for the LED modules of different powers, which in turn can lead to standardization possibilities (use of identical parts) with regard to the downstream optics (reflector, diffuser screen, phosphor screen), which will be described below with reference to FIG Fig. 4 will be explained.
  • FIGS. 1, 2, 3 shown LED module, now designated by reference numeral 10, incorporated in an LED spotlight, which can be used for example as ceiling spotlights ("downlight”) or spot (“Spotlight”).
  • This spotlight in Fig. 4 generally designated 11, has, for example, a bottom-side housing with heat sink 12 on which the LED module 10 is mounted in thermal contact.
  • the bottom housing part 12 is at least substantially made of highly thermally conductive material, in particular made of metal.
  • a reflector 12 is preferably placed in direct contact, which is preferably designed such that the the LEDs facing the open side 13 of the reflector has a smaller cross-sectional area than the side facing away from the LEDs outlet side 14 of the reflector 12. So there is an expanding in the light emission direction reflector.
  • the reflector is preferably rotationally symmetrical.
  • the contours (generatrix) of the reflector 12 can be rectilinear, resulting in a truncated cone shape.
  • other courses in particular curved courses such as parabolic courses for the contour of the lateral surface 15 of the reflector 12 are conceivable.
  • a top 20 and a cover 21 are placed with a central preferably circular opening 22 on the bottom part 12 of the housing.
  • a diffusing screen (not shown) are used, which can optionally also fulfill other optical functions in addition to their diffuser effect.
  • a color conversion medium may also be used in the diffuser to change wavelength (e.g., in the form of a phosphor screen).
  • the phosphor screen can also be used without scattering particles in the LED spotlight.
  • the use of the phosphor discs and / or lenses with patterned surfaces is also conceivable.
  • a color conversion medium e.g., inorganic and organic phosphors 30 is applied in the form of a so-called globe top or otherwise in direct contact with the respective LED chip to produce white light.
  • a phosphor screen in combination with a white reflector (which forms a highly reflective surface) is particularly preferred when the LED module 10 LEDs different spectrum, such as monochromatic LEDs, especially red LEDs, in addition to a preferably phosphor converted, for example, blue or UV LED (which emits white light, for example) or to another monochromatic example, blue or green LED.
  • the phosphor-converted LEDs can emit green, white or red light, for example.
  • the highly reflecting surface reflector 12 (e.g., white surface) provides good light mixing so that the space defined by the reflector 12 may also be referred to as a light mixing chamber within the LED radiator. Homogeneous white light is generated from the monochromatic or from the monochromatic and fluorescent-converted light-emitting diodes with the aid of the light mixing chamber.
  • An additional reflector (not shown), which can be placed on the LED spotlight 11, is also conceivable. Through this additional reflector, a multi-stage optical system can be realized with targeted light control.
  • the reflector 12 may be made of a coated plastic, a metal such as aluminum, etc.
  • the reflector made of metal in conjunction with a lens is preferred for the embodiments in which mainly phosphor converted LEDs are processed.
  • the light control can be controlled arbitrarily without the use of a multi-stage optical system.
  • the reflector can be made faceted like the example of FIG. 5 shows.
  • the in Fig. 4 illustrated LED spotlight 11 is used in particular as a replacement of existing spotlights with conventional bulbs, which thus use a halogen or a xenon lamp as the light source.
  • This embodiment is commonly referred to as a "retrofit”.
  • the diameter of the reflector 12 is matched to the outer contour of the light field formed by the LEDs on the module 10. For a smaller light field such as in Fig. 1 Thus, a smaller reflector can be selected than with a larger light field as in FIGS. 2, 3 shown.
  • the principle according to the invention is pursued that the LEDs facing the opening side 13 of the reflector 12, the active light field (outer contour of the LEDs on the LED module 10) as closely as possible enclosing what the efficiency (light output per electrical power in watts) of the imaged LED Spotlight 11 increased. Since the distance between the points of light, as stated at the outset, is chosen to be as small as possible, the area of the entrance side 13 of the expanding reflector 12 can thus also be kept as small as possible.
  • the active light field is formed by discrete points of light (spaced-apart LED chips with separate coating in the form of globe tops), the "filling level" of the light field, ie the total area of the globe tops is as high as possible in relation to the surface formed by the outer contour of the light field.
  • the degree of filling of the light field is preferably at least 15%, preferably 20%, even more preferably 35%.
  • the area of the outer contour of the light field is at least 30%, preferably 50%, more preferably 55% of the area the input side 13 of the expanding reflector 12th
  • the outside of the example made of plastic (with high thermal conductivity) manufactured upper part 20 of the housing of the LED radiator 11 may be profiled to form cooling fins 25th
  • These cooling fins may (see reference numeral 26) also extend beyond the cover part 21 away.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen LED-Strahler, aufweisend: - mehrere voneinander einheitlich beabstandete LED-Chips (1) auf einem gemeinsamen Träger (2), wobei die LED-Chips mit einer Vergussmasse bedeckt sind und die LED-Chips (1) ein Lichtfeld bilden, - einen unmittelbar auf den Träger (2) aufgesetzten, sich von dem Träger (2) weg erweiternden und an seiner auf dem Träger (2) aufgesetzten Seite das Lichtfeld eng umschließenden Reflektor (12).The invention relates to an LED spotlight, comprising: a plurality of mutually uniformly spaced LED chips (1) on a common carrier (2), wherein the LED chips are covered with a potting compound and the LED chips (1) form a light field, - A directly on the support (2) placed, from the support (2) away and widening on its on the support (2) patch side of the light field closely enclosing reflector (12).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Beleuchtung, die LEDs als lichterzeugende Elemente verwendet.The present invention relates generally to lighting using LEDs as light-generating elements.

Es ist dabei Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen anzugeben. Unter vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei einerseits zu verstehen, dass die von dem LED-Strahler emittierte Lichtleistung sehr effizient aus dem Strahler geleitet wird. Alternativ oder zusätzlich ist unter vorteilhafter Ausgestaltung auch zu verstehen, dass herstellungsseitig eine hohe Anzahl von Gleichteilen auch für LED-Strahler mit unterschiedlicher Lichtleistung (Lumen) verwendet werden kann.It is an object of the present invention to provide particularly advantageous embodiments. An advantageous embodiment is understood on the one hand to mean that the light output emitted by the LED emitter is conducted out of the emitter very efficiently. Alternatively or additionally, under an advantageous embodiment, it should also be understood that a high number of identical parts can also be used on the production side for LED emitters with different light output (lumens).

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden in vorteilhafter Weise den zentralen Gedanken der Erfindung weiter.This object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims advantageously form the central idea of the invention.

Die Erfindung betrifft einen LED-Strahler, aufweisend:

  • mehrere voneinander einheitlich beabstandete LED-Chips auf einem gemeinsamen Träger, wobei die LED-Chips mit einem Vergußmasse bedeckt sind und die LED-Chips ein Lichtfeld bilden,
  • einen unmittelbar auf den Träger aufgesetzten, sich von dem Träger weg erweiternden und an seiner auf dem Träger aufgesetzten Seite das Lichtfeld eng umschließenden Reflektor.
The invention relates to an LED spotlight, comprising:
  • a plurality of mutually uniformly spaced LED chips on a common carrier, the LED chips are covered with a potting compound and the LED chips form a light field,
  • a directly mounted on the support, widening away from the carrier and on its side placed on the support the light field closely enclosing reflector.

Die Lichtfläche kann wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50%, noch mehr bevorzugt 55% der Querschnittsfläche der auf dem Träger aufgesetzten Seite des Reflektors ausmachen.The light surface may be at least 30%, preferably at least 50%, even more preferably 55% of the cross-sectional area of the reflector side of the reflector.

Die Mantelfläche des Reflektors kann einen parabolischen oder eine geradlinigen Verlauf aufweisen.The lateral surface of the reflector may have a parabolic or a straight course.

Die Oberfläche des Reflektors kann facettenartig und/oder gemustert ausgeführt sein.The surface of the reflector can be made faceted and / or patterned.

Die Gesamtfläche der abgedeckten LED-Chips kann wenigstens 20%, vorzugsweise wenigstens 25%, noch mehr bevorzugt mindestens 35% der auf dem Träger aufgesetzten Seite des Reflektors ausmachen.The total area of the covered LED chips may be at least 20%, preferably at least 25%, more preferably at least 35% of the side of the reflector mounted on the carrier.

Der LED-Strahler kann als sogenannter Deckenstrahler zum Einbau in abgehängten Decken ausgebildet sein.The LED spotlight can be designed as a so-called ceiling spotlights for installation in suspended ceilings.

Der LED-Strahler kann ein Gehäuse mit einer Lichtauslassöffnung aufweisen, die durch eine Streuscheibe (und/oder Leuchtstoffscheibe) abgedeckt oder offen ist.The LED spotlight may have a housing with a light outlet opening, which is covered or open by a lens (and / or phosphor screen).

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Satz von mehreren LED-Strahlern, wobei

  • die LED-Strahler des Satzes eine unterschiedliche Lichtleistung erzeugen,
  • die LED-Strahler ein einheitliches Gehäuse aufweisen. Ein einheitliches Gehäuse ist bevorzugter ein Gehäuse, welches für alle LED-Strahler des Satzes in Form von Gleichteilen standardisiert ist.
In another aspect, the invention relates to a set of multiple LED emitters, wherein
  • the LED spotlights of the set produce a different light output,
  • the LED spotlights have a uniform housing. A unitary housing is more preferably a housing which is standardized for all LED spotlights of the set in the form of identical parts.

Jeder Strahler kann ein LED-Modul mit mehreren LED-Chips aufweisen, wobei der Mittenabstand der LED-Chips eines LED-Moduls wie auch der Mittenabstand zwischen LED-Chips von LED-Modulen unterschiedlicher Strahler vorzugsweise konstant ist. Der Mittenabstand ist dabei der Abstand der Symmetrieachsen zweier spiegel- oder rotationssymmetrischer LED-Chips.Each emitter may have an LED module with multiple LED chips, wherein the pitch of the LED chips of a LED module as well as the center distance between LED chips of LED modules of different radiators is preferably constant. The center distance is the distance between the axes of symmetry of two mirror-symmetrical or rotationally symmetrical LED chips.

Der Mittenabstand kann zwischen 1.5 mm und 4mm, vorzugsweise 2.5 bis 4mm betragen.The center distance can be between 1.5 mm and 4 mm, preferably 2.5 to 4 mm.

Der relativ klein gewählte Mittenabstand zwischen den LED-Chips dient einer verbesserten Lichtleistung. Durch den genannten geringen Mittenabstand der LED-Chips auf dem LED-Modul wird von den LED-Modulen bzw. LED-Strahlern homogenes weißes Licht emittiert, während die Wärmeabfuhr der LED-Modul optimiert bleibt. Die Anwendung von Metallkernplatinen als Träger für das LED-Modul ist dabei besonders vorteilhaft.The relatively small chosen center distance between the LED chips serves for improved light output. Due to the small center distance of the LED chips on the LED module, homogeneous white light is emitted by the LED modules or LED spotlights, while the heat dissipation of the LED module remains optimized. The use of metal core boards as a support for the LED module is particularly advantageous.

Die LED-Chips können mit einer dispensten Vergußmasse, wie beispielsweise einem sog. kalottenförmigen Globe-Top oder einer anderen Abdeckung abgedeckt sein, wobei vorzugsweise die Globe-Tops benachbarter LED-Chips nicht miteinander verlaufen.The LED chips can be covered with a dispensten potting compound, such as a so-called dome-shaped globe top or other cover, preferably the globe tops of adjacent LED chips do not run together.

Miteinander verlaufende Globe-Tops sind auch denkbar. In diesem Ausführungsbeispiel sitzen mehrere LEDs unter einem gemeinsamen Globe-Top.Coherent globe tops are also conceivable. In this embodiment, several LEDs sit under a common globe top.

Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung sollen nunmehr bezugnehmend auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und die Figuren der begleitenden Zeichnungen näher erläutert werden.

  • Fig. 1, 2 und 3 zeigen dabei LED-Module für LED-Strahler unterschiedlicher Lichtleistung, und
  • Fig. 4 zeigt in einer Explosionsansicht einen LED-Strahler mit einer der LED-Module von Figuren 1 bis 3, und
  • Fig. 5 zeigt einen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Facetten-Reflektor.
Further advantages, features and characteristics of the invention will now be explained in more detail with reference to the description of an embodiment and the figures of the accompanying drawings.
  • Fig. 1, 2 and 3 show LED modules for LED spotlights of different light output, and
  • Fig. 4 shows in an exploded view an LED spotlight with one of the LED modules of FIGS. 1 to 3 , and
  • Fig. 5 shows a usable in the present invention facet reflector.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Gruppe gleichartige LED-Strahler, wobei die Gruppe LED-Strahler mit unterschiedlicher Lichtleistung (Lumen) aufweist. Strahler wenigstens zwei unterschiedlicher Lichtleistungen weisen dabei eine unterschiedlich Anzahl an LED-Chips, aber Träger (Platinen) mit gleichen Abmessungen auf, was somit für eine Erhöhung der Anzahl der Gleichteile auch für LED-Strahler unterschiedlicher Lichtleistung sorgt.The invention particularly relates to a group of similar LED emitters, the group having LED emitters with different light output (lumens). Emitters at least two different light outputs in this case have a different number of LED chips, but carriers (boards) with the same dimensions, which thus ensures an increase in the number of identical parts for LED emitters of different light output.

Fig. 1 zeigt dabei ein LED-Modul, d.h. eine Vielzahl von LED-Chips 1 auf einer Trägerplatine 2. Dieses LED-Modul 3 in Fig. 1 kann beispielsweise für eine Lichtleistung von 2000 Lumen vorgesehen sein. Fig. 1 shows an LED module, ie a plurality of LED chips 1 on a carrier board 2. This LED module 3 in Fig. 1 may for example be provided for a light output of 2000 lumens.

Fig. 2 zeigt nunmehr ein weiteres LED-Modul, beispielsweise für eine Lichtleistung (bei Einbau in einen LED-Strahler) von 3000 Lumen dimensioniert sein kann und dementsprechend mehr LED-Chips aufweist. Fig. 2 now shows another LED module, for example, for a light output (when installed in an LED spotlight) of 3000 lumens can be dimensioned and accordingly has more LED chips.

Dieses LED-Modul 4 weist die gleiche Platine 5 auf, wie das in Fig. 3 dargestellte LED-Modul 6 für eine Lichtleistung von beispielsweise 4000 Lumen, das also eine hinsichtlich der Abmessungen und der Montagelöcher 8 gleichartige Platine aufweist.This LED module 4 has the same board 5, as in Fig. 3 illustrated LED module 6 for a light output of, for example, 4000 lumens, which thus has a respect to the dimensions and the mounting holes 8 similar board.

Eine weitere Standardisierung kann dadurch erfolgen, dass der Abstand der Lichtpunkte, also der Mittenpunkte der LED-Chips 1 bei sämtlichen LED-Modulen 3, 5, 6 von Figuren 1, 2 und 3 identisch ist. Der Abstand der Mittenpunkte ist dabei der Abstand der Symmetrieachsen zweier spiegel- oder rotationssymmetrischer LED-Chips.A further standardization can take place in that the distance of the light points, ie the centers of the LED chips 1 in all LED modules 3, 5, 6 of FIGS. 1, 2 and 3 is identical. The distance between the center points is the distance between the axes of symmetry of two mirror-symmetrical or rotationally symmetrical LED chips.

Der Abstand der Lichtpunkte (Mittenpunktabstand)kann beispielsweise zwischen 2 und 4mm, vorzugsweise zwischen 3,2 und 3,8mm liegen. Wie gesagt, dieser Abstand der Lichtpunkte kann für die LED-Module unterschiedlicher Leistungen identisch gewählt sein, was wiederum Standardisierungsmöglichkeiten (Verwendung von Gleichteilen) hinsichtlich der nachgeschalteten Optik (Reflektor, Streuscheibe, Leuchtstoffscheibe) führen kann, was im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden wird.The distance between the points of light (center point spacing) can be, for example, between 2 and 4 mm, preferably between 3.2 and 3.8 mm. As mentioned above, this distance of the light spots can be selected to be identical for the LED modules of different powers, which in turn can lead to standardization possibilities (use of identical parts) with regard to the downstream optics (reflector, diffuser screen, phosphor screen), which will be described below with reference to FIG Fig. 4 will be explained.

Wie in Fig. 4 ersichtlich wird das in Figuren 1, 2, 3 gezeigte LED-Modul, jetzt mit Bezugszeichen 10 bezeichnet, in einen LED-Strahler eingebaut, der beispielsweise als Deckenstrahler ("Downlight") oder Spot ("Spotlight") verwendet werden kann. Dieser Strahler, in Fig. 4 allgemein mit 11 bezeichnet, weist beispielsweise ein bodenseitiges Gehäuse mit Wärmesenke 12 auf, auf dem in thermischen Kontakt das LED-Moduls 10 montiert wird. Vorzugsweise ist das Boden-Gehäuseteil 12 zumindest zu wesentlichen Teilen aus gut wärmeleitfähigem Material, insbesondere aus Metall gefertigt.As in Fig. 4 the in FIGS. 1, 2, 3 shown LED module, now designated by reference numeral 10, incorporated in an LED spotlight, which can be used for example as ceiling spotlights ("downlight") or spot ("Spotlight"). This spotlight, in Fig. 4 generally designated 11, has, for example, a bottom-side housing with heat sink 12 on which the LED module 10 is mounted in thermal contact. Preferably, the bottom housing part 12 is at least substantially made of highly thermally conductive material, in particular made of metal.

Auf die Platine des LED-Moduls 10 wird bevorzugt in direktem Kontakt ein Reflektor 12 aufgesetzt, der vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass die den LEDs zugewandt offene Seite 13 des Reflektors eine geringere Querschnittsfläche aufweist als die von den LEDs abgewandte Auslassseite 14 des Reflektors 12. Es liegt also ein sich in Lichtabstrahlrichtung erweiternder Reflektor vor.On the board of the LED module 10, a reflector 12 is preferably placed in direct contact, which is preferably designed such that the the LEDs facing the open side 13 of the reflector has a smaller cross-sectional area than the side facing away from the LEDs outlet side 14 of the reflector 12. So there is an expanding in the light emission direction reflector.

Der Reflektor ist vorzugsweise rotationssysmmetrisch.The reflector is preferably rotationally symmetrical.

Die Konturen (Erzeugenden)des Reflektors 12 können dabei geradlinig sein, so dass sich eine Kegelstumpfform ergibt. Alternativ sind indessen auch andere Verläufe, insbesondere gebogene Verläufe wie beispielsweise parabolische Verläufe für die Kontur der Mantelfläche 15 des Reflektors 12 denkbar.The contours (generatrix) of the reflector 12 can be rectilinear, resulting in a truncated cone shape. Alternatively, however, other courses, in particular curved courses such as parabolic courses for the contour of the lateral surface 15 of the reflector 12 are conceivable.

Schließlich werden ein Oberteil 20 sowie eine Abdeckscheibe 21 mit einer zentralen vorzugsweise kreisförmigen Öffnung 22 auf dem Bodenteil 12 des Gehäuses aufgesetzt.Finally, a top 20 and a cover 21 are placed with a central preferably circular opening 22 on the bottom part 12 of the housing.

Optional kann in die kreisförmige Auslassöffnung 22 eine Streuscheibe (nicht gezeigt) eingesetzt werden, die neben ihrer Diffusorwirkung optional auch weitere optische Funktionen erfüllen kann. Beispielsweise kann in die Streuscheibe, falls eingesetzt, auch ein Farbkonversionsmedium zur Wellenlängenänderung eingesetzt werden (z.B. in Form einer Leuchtstoffscheibe).Optionally, in the circular outlet opening 22, a diffusing screen (not shown) are used, which can optionally also fulfill other optical functions in addition to their diffuser effect. For example, if used, a color conversion medium may also be used in the diffuser to change wavelength (e.g., in the form of a phosphor screen).

Die Leuchtstoffscheibe kann auch ohne Streupartikel im LED-Strahler verwendet werden. Die Einsetzung der Leuchtstoffscheiben und/oder Streuscheiben mit gemusterten Oberflächen ist auch denkbar.The phosphor screen can also be used without scattering particles in the LED spotlight. The use of the phosphor discs and / or lenses with patterned surfaces is also conceivable.

Insgesamt ist aber bevorzugt, dass zur Erzeugung von Weißlicht ein Farbkonversionsmedium (z.B. anorganische und organische Leuchtstoffe) 30 in Form eines sogenannten Globe-Tops oder anderweitig in direktem Kontakt auf den jeweiligen LED-Chip aufgebracht ist.Overall, however, it is preferred that a color conversion medium (e.g., inorganic and organic phosphors) 30 is applied in the form of a so-called globe top or otherwise in direct contact with the respective LED chip to produce white light.

Wie gesagt, das in Fig. 4 ersichtliche Gehäuse und der Reflektor werden in Form von Gleichteilen für LED-Module, die ebenfalls unterschiedlicher Abmessung und auf jeden Fall unterschiedlicher Lichtleistung (Lumen) verwendet.As I said, that in Fig. 4 apparent housing and the reflector are used in the form of common parts for LED modules, which also have different dimensions and in any case different light output (lumens).

Die Verwendung einer Leuchtstoffscheibe im Kombination mit einem weißen Reflektor (der eine hochreflektierende Oberfläche bildet) ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das LED-Modul 10 LEDs unterschiedlichen Spektrums, beispielsweise monochromatische LEDs, insbesondere rote LEDs, in Ergänzung zu einer vorzugsweise leuchtstoffkonvertierten beispielsweise blauen oder UV LED (der z.B. weißes Licht emittiert) oder zu einem weiteren monochromatischen beispielsweise blauen oder grünen LED aufweist. Die leuchtstoffkonvertierte LEDs können beispielsweise grünes, weißes oder rotes Licht emittieren.The use of a phosphor screen in combination with a white reflector (which forms a highly reflective surface) is particularly preferred when the LED module 10 LEDs different spectrum, such as monochromatic LEDs, especially red LEDs, in addition to a preferably phosphor converted, for example, blue or UV LED (which emits white light, for example) or to another monochromatic example, blue or green LED. The phosphor-converted LEDs can emit green, white or red light, for example.

Der Reflektor 12 mit hochreflektierender Oberfläche (z.B. weiße Oberfläche) sorgt für eine gute Lichtmischung, so dass der vom Reflektor 12 abgegrenzte Raum auch als Lichtmischkammer innerhalb des LED-Strahlers bezeichnet werden kann. Homogenes weißes Licht wird aus den monochromatischen oder aus den monochromatischen und leuchtstoffkonvertierten Leuchtdioden mit der Hilfe der Lichtmischkammer erzeugt.The highly reflecting surface reflector 12 (e.g., white surface) provides good light mixing so that the space defined by the reflector 12 may also be referred to as a light mixing chamber within the LED radiator. Homogeneous white light is generated from the monochromatic or from the monochromatic and fluorescent-converted light-emitting diodes with the aid of the light mixing chamber.

Ein zusätzlicher Reflektor (nicht gezeigt), der auf dem LED-Strahler 11 aufgesetzt werden kann, ist auch denkbar. Durch diesen zusätzlichen Reflektor kann ein mehrstufiges Optiksystem mit gezielter Lichtlenkung realisiert werden.An additional reflector (not shown), which can be placed on the LED spotlight 11, is also conceivable. Through this additional reflector, a multi-stage optical system can be realized with targeted light control.

Der Reflektor 12 kann aus einem beschichteten Kunststoff, einem Metall wie beispielsweise Aluminium etc. gefertigt sein.The reflector 12 may be made of a coated plastic, a metal such as aluminum, etc.

Der Reflektor aus Metall in Verbindung mit einer Streuscheibe ist bevorzugt für die Ausführungsbeispiele, bei denen hauptsächlich leuchtstoffkonvertierte LEDs verarbeitet sind. Durch die Anwendung von einem Metallreflektor kann die Lichtlenkung beliebig ohne die Anwendung eines mehrstufigen Optiksystems gesteuert werden.The reflector made of metal in conjunction with a lens is preferred for the embodiments in which mainly phosphor converted LEDs are processed. Through the use of a metal reflector, the light control can be controlled arbitrarily without the use of a multi-stage optical system.

Handelsübliche Metallreflektoren können in den LED-Strahler eingearbeitet werden. Sie bieten weitere Standardisierungsmöglichkeiten.Commercially available metal reflectors can be incorporated into the LED spotlight. They offer further standardization options.

Der Reflektor kann facettenartig ausgeführt werden, wie das Beispiel von Figur 5 zeigt.The reflector can be made faceted like the example of FIG. 5 shows.

Der in Fig. 4 dargestellte LED-Strahler 11 dient insbesondere als Ersatz bestehender Strahler mit konventionellen Leuchtmitteln, die also eine Halogen- oder einen Xenon-Lampe als Leuchtmittel verwenden. Diese Ausgestaltung wird üblicherweise als "Retrofit" bezeichnet.The in Fig. 4 illustrated LED spotlight 11 is used in particular as a replacement of existing spotlights with conventional bulbs, which thus use a halogen or a xenon lamp as the light source. This embodiment is commonly referred to as a "retrofit".

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform ist der Durchmesser des Reflektors 12 auf Außenkontur des durch die LEDs gebildeten Leuchtfelds auf dem Modul 10 abgestimmt. Bei einem kleineren Leuchtfeld wie beispielsweise in Fig. 1 kann also ein kleinerer Reflektor gewählt werden als bei einem größeren Leuchtfeld wie in Figuren 2, 3 gezeigt.According to a further embodiment, the diameter of the reflector 12 is matched to the outer contour of the light field formed by the LEDs on the module 10. For a smaller light field such as in Fig. 1 Thus, a smaller reflector can be selected than with a larger light field as in FIGS. 2, 3 shown.

Dabei wird der Grundsatz erfindungsgemäß verfolgt, dass die den LEDs zugewandt Öffnungsseite 13 des Reflektors 12 das aktive Lichtfeld (Außenkontur der LEDs auf dem LED-Modul 10) möglichst eng umschließt, was die Effizienz (Lichtoutput pro elektrischer Leistung in Watt) des abgebildeten LED-Strahlers 11 erhöht. Da der Abstand der Lichtpunkte wie bereits eingangs ausgeführt möglichst klein gewählt ist, kann somit auch die Fläche der Eintrittsseite 13 des sich erweiternden Reflektors 12 möglichst klein gehalten werden.In this case, the principle according to the invention is pursued that the LEDs facing the opening side 13 of the reflector 12, the active light field (outer contour of the LEDs on the LED module 10) as closely as possible enclosing what the efficiency (light output per electrical power in watts) of the imaged LED Spotlight 11 increased. Since the distance between the points of light, as stated at the outset, is chosen to be as small as possible, the area of the entrance side 13 of the expanding reflector 12 can thus also be kept as small as possible.

Wie in Fig. 4 schematisch bereits ersichtlich ist der sich erweiternde Reflektor 12 gemäß der Erfindung unmittelbar auf die Platine des LED-Moduls 10 aufgesetzt und nicht von dieser beabstandet, was weiterhin die Lichteffizienz erhöht.As in Fig. 4 schematically already apparent is the flared reflector 12 according to the invention placed directly on the board of the LED module 10 and not spaced therefrom, which further increases the light efficiency.

Ein weiterer Gedanke der vorliegenden Erfindung ist es, dass das aktive Lichtfeld zwar durch diskrete Lichtpunkte (voneinander beabstandete LED-Chips mit separater Beschichtung in Form von Globe-Tops) gebildet ist, der "Füllgrad" des Lichtfelds, also die Gesamtfläche der Globe-Tops im Verhältnis zur durch die Außenkontur des Lichtfelds gebildeten Fläche, möglichst hoch ist.A further idea of the present invention is that the active light field is formed by discrete points of light (spaced-apart LED chips with separate coating in the form of globe tops), the "filling level" of the light field, ie the total area of the globe tops is as high as possible in relation to the surface formed by the outer contour of the light field.

Vorzugsweise ist der Füllgrad des Lichtfelds, also der Anteil der Globe-Top-Fläche an der Fläche der Aussenkontur des Lichtfelds wenigstens 15%, vorzugsweise 20%, noch mehr bevorzugt 35%.The degree of filling of the light field, that is to say the proportion of the globe-top area on the surface of the outer contour of the light field, is preferably at least 15%, preferably 20%, even more preferably 35%.

Ein weiterer wichtiger Parameter gemäß der Erfindung ist das Verhältnis der Fläche der Aussenkontur des Lichtfelds bezogen auf die Fläche der Eingangsseite 13 des Reflektors 12. Erfindungsgemäß beträgt die Fläche der Außenkontur des Lichtfelds mindestens 30%, vorzugsweise 50%, noch mehr bevorzugt 55% der Fläche der Eingangsseite 13 des sich erweiternden Reflektors 12.Another important parameter according to the invention is the ratio of the area of the outer contour of the light field relative to the area of the input side 13 of the reflector 12. According to the invention, the area of the outer contour of the light field is at least 30%, preferably 50%, more preferably 55% of the area the input side 13 of the expanding reflector 12th

Wie in Fig. 4 schematisch ersichtlich kann die Außenseite des beispielsweise aus Kunststoff (mit hoher Wärmeleitfähigkeit) gefertigten Oberteils 20 des Gehäuses des LED-Strahlers 11 profiliert sein zur Bildung von Kühlrippen 25.As in Fig. 4 schematically, the outside of the example made of plastic (with high thermal conductivity) manufactured upper part 20 of the housing of the LED radiator 11 may be profiled to form cooling fins 25th

Diese Kühlrippen können sich (siehe Bezugszeichen 26) auch über das Deckelteil 21 hinweg erstrecken.These cooling fins may (see reference numeral 26) also extend beyond the cover part 21 away.

Claims (12)

LED-Strahler, aufweisend: - mehrere voneinander einheitlich beabstandete LED-Chips auf einem gemeinsamen Träger, wobei die LED-Chips mit einer Vergussmasse bedeckt sind und die LED-Chips ein Lichtfeld bilden, - einen unmittelbar auf den Träger aufgesetzten, sich von dem Träger weg erweiternden und an seiner auf dem Träger aufgesetzten Seite das Lichtfeld eng umschließenden Reflektor. LED spotlight, comprising: a plurality of mutually uniformly spaced LED chips on a common carrier, wherein the LED chips are covered with a potting compound and the LED chips form a light field, - A directly on the support patch, widening away from the carrier and at its side placed on the support the light field closely enclosing reflector. LED-Strahler nach Anspruch 1,
wobei die Lichtfläche wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50% der Querschnittsfläche der auf dem Träger aufgesetzten Seite des Reflektors ausmacht.LED radiator according to claim 1,
wherein the light surface is at least 30%, preferably at least 50%, of the cross-sectional area of the side of the reflector placed on the support. LED-Strahler nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Mantelfläche des Reflektors einen parabolischen oder eine geradlinigen Verlauf aufweist.LED radiator according to claim 1 or 2,
wherein the lateral surface of the reflector has a parabolic or a rectilinear course. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei der Reflektor aus Kunststoff und/oder aus Metall gefertigt ist.LED radiator according to one of claims 1 to 3,
wherein the reflector is made of plastic and / or metal. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Reflektor facettenartig ausgebildet ist.LED radiator according to one of claims 1 to 4,
wherein the reflector is formed facet-like. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Strahler ein mehrstufiges Optiksystem aufweist.LED radiator according to one of claims 1 to 5,
wherein the radiator comprises a multi-stage optical system. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Gesamtfläche der abgedeckten LED-Chips wenigstens 20% vorzugsweise wenigstens 25% der auf dem Träger aufgesetzten Seite des Reflektors ausmacht.LED radiator according to one of claims 1 to 6,
wherein the total area of the covered LED chips is at least 20%, preferably at least 25% of the side of the reflector placed on the carrier. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
der als sogenannter Deckenstrahler zum Einbau in abgehängten Decken ausgebildet ist.LED radiator according to one of claims 1 to 7,
which is designed as a so-called ceiling spotlights for installation in suspended ceilings. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
der ein Gehäuse mit einer Lichtauslassöffnung aufweist, die durch eine Streuscheibe und/oder mit einer Leuchtstoffscheibe abgedeckt oder offen ist.LED radiator according to one of claims 1 to 8,
which has a housing with a light outlet opening, which is covered or open by a lens and / or with a phosphor screen. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei der LED-Strahler monochromatische und/oder leuchtstoffkonvertierte LED-Chips aufweist.LED radiator according to one of claims 1 to 9,
wherein the LED radiator has monochromatic and / or phosphor converted LED chips. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei der LED-Strahler grüne, rote und/oder blaue LED-Chips aufweist.LED radiator according to one of claims 1 to 10,
wherein the LED spotlight has green, red and / or blue LED chips. LED-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
wobei der gemeinsame Träger eine Metallkernplatine ist.LED radiator according to one of claims 1 to 11,
wherein the common carrier is a metal core board.
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