EP3097346A1 - Leuchtmittel mit vorgebbarer abstrahlcharakteristik und herstellungsverfahren für einen optikkörper - Google Patents

Leuchtmittel mit vorgebbarer abstrahlcharakteristik und herstellungsverfahren für einen optikkörper

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EP3097346A1
EP3097346A1 EP15701139.6A EP15701139A EP3097346A1 EP 3097346 A1 EP3097346 A1 EP 3097346A1 EP 15701139 A EP15701139 A EP 15701139A EP 3097346 A1 EP3097346 A1 EP 3097346A1
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EP
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optical body
light
radiation
recess
along
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Sandra Sobczyk
Frank Singer
Wolfgang Mönch
Matthias Sabathil
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear 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

  • US 2011/0305024 AI, US 2011/0038144 AI and US 2012/0155072 Al each describe light sources.
  • a problem to be solved is to provide an easy herzustel ⁇ lendes and compact lamps.
  • Another object to be achieved is to provide a method for producing an optical body which is contained in a simple to produce and compact bulbs.
  • the lighting means can be provided in particular for surface lighting.
  • the illuminant may be, for example, a screen backlight.
  • the lighting means can be provided for the general lighting.
  • the bulb is then provided, for example, as a room lighting, a ceiling light, a lighting for open-plan offices, a trailing ⁇ backlight of a light box for outdoor advertising, a gear lighting, lighting for aircraft cabins, or a street lamp.
  • this comprises a single optic body with a radiation entrance surface and a radiation exit surface.
  • the radiation entrance surface and the radiation exit face are gebil ⁇ det by portions of the outer surface of the optical body, which areas also places overlap Kgs ⁇ NEN.
  • the optic body may be, for example, a rod which is in particular cylindrical or semicylindrical.
  • the optical body can for example consist of a material which is radiation-permeable and has a higher refractive index than air. In ⁇ example, the optical body can contain glass or an optical plastic or be formed from this.
  • the optical plastic may be, for example, polymethyl methacrylate (colloquially: Plexiglas), polystyrene, cyclo-olefin copolymers or polycarbonate.
  • the Bre ⁇ deviation index of the material of the optic body may beispielswei ⁇ se in a range from at least 1.4 up to 2.7 lie ⁇ gene.
  • the optic body is formed in particular designed as a solid body and is free of voids and gas entrapment within the manufacturing tolerance.
  • the optical body may be formed entirely of the same material.
  • the optic body has a main extension direction.
  • the spatial extent of the optical body in egg ⁇ ner spatial dimension is considerably larger than the spatial extent of the optical body in the other two spatial dimensions.
  • the optical body has a length along the main extension direction and a maximum radial extent in a first plane which runs perpendicular to the main extension direction of the optical body, the maximum radial extent being significantly smaller than the length.
  • the main extension direction may be, for example, the longitudinal axis of a cylinder, Halbzylin ⁇ ders or cuboid.
  • the lighting means includes fully said at least two LEDs, each for ⁇ least one LED chip and a tread surface include Strahlungs trim-.
  • the radiation passage surfaces of the light emitting diodes face the radiation entrance surface of the optics body, whereby the light emitted by the light emitting diodes is coupled directly into the optic body.
  • the light-emitting diode chips emit, for example, colored light, for example light in the blue region of the electromagnetic spectrum.
  • the LEDs can be a phosphor for
  • Wavelength conversion include. Accordingly, it is possible to produce white light of a predefinable color temperature with the illuminant.
  • the radiation passage areas of the at least two light-emitting diodes extend along a main extension plane.
  • the main direction of extension of the optical body can run, for example, parallel to the main extension planes of the LED chips.
  • the at least two light emitting diodes are arranged along the Haupterstre ⁇ ckungsplatz of the optic body.
  • the LEDs are within the manufacturing tolerances
  • the light emitting diodes may be mounted on a rigid or flexible support, such as a printed circuit board with connection points, or another carrier with circuit traces.
  • the carrier may comprise a material which reflects the emit ⁇ struck by the LED light.
  • the light-emitting diodes are not arranged on a support but, for example, at the radiation entrance surface of the optical system. are mounted body. The optic body then forms the carrier for the LED chips.
  • the radiation entrance surface of the optic body runs flat or is convexly curved.
  • Curved convex here and in the following means that the curvature extends to the outside, ie away from the center of the optic body.
  • a concave curved radiation entrance surface would then be curved inwards.
  • Cross section of the optical body of the first plane form a semicircle or have no curvature within the manufacturing tolerance.
  • the luminous means environmentally summarizes the radiation exit surface of the optical body at least ⁇ a recess in the optic body.
  • the recess may be, for example, a recess or notch.
  • the depression is thus directed inwards.
  • the depression can be made by material removal or by impressions.
  • the at least one depression is intended to decouple light propagating in the optic body in the desired manner from the optic body.
  • a homogenous illumination can be achieved by the depressions.
  • the grooves cause the Lichtvertei ⁇ distribution curve of light emitted from the light emitting diodes light is homogenized.
  • the depression can be designed so that the probability of total reflection and / or back reflection of the propagating light at the
  • Boundary surface which is excised by a Sei ⁇ ten- or outer surface of the optic body limiting the depression pelt, is either reduced or increased in the desired manner.
  • the recess is formed so ge ⁇ that the propagating light in the optical bodies of the entwe ⁇ preferably by limiting the depressions side or outer surfaces is coupled or, preferably, no light enters through the sides or exterior surfaces. Accordingly, the output coupling efficiency of a ⁇ coupled into the optical body, where the propagating light waveguide light can be increased with the recess and / or a desired radiation pattern, i.e., a desired intensity distribution for which of the
  • Illuminant emitted light can be generated.
  • the radiation exit surface of the optic body is curved.
  • the radiation exit surface of the optical body is completeness, ⁇ dig, convexly curved with the exception of the wells.
  • this comprises a single optic body which has a main extension direction, a radiation entrance surface and a radiation exit surface, and at least two
  • Light emitting diodes each at least include a light emitting diode chip and a radiation passage surface, which extends along a main extension plane, wherein the at ⁇ least two light emitting diodes are arranged along the main direction of extent of the optical body, the Strahlungseintrittsflä- surface of the optical body the passage of radiation surfaces of the light-emitting faces is, the optical body is formed as a solid body, the radiation entrance surface of the Optikkör ⁇ pers is flat or convex curved and the radiation Lungsaustrittsflache the optic body comprises at least one Vertie ⁇ tion in the optical body.
  • the idea in particular is tracked to obtain a desired radiation pattern, in particular ⁇ sondere a clear forward beam pattern, and a high light efficiency by accessories fitted to the radiation exit surface of the optical body cavities.
  • the optical body contained in the light source is also simple and inexpensive to produce, whereby a high degree of flexibility with regard to the possible uses of the light source can be achieved.
  • the luminous means ER- stretches the at least one recess over virtually the full length, that is at least about 90% of TOTAL ⁇ th length, or ent ⁇ long over the entire length of the optical body of the main direction of extension.
  • the recess may extend, for example, in a plan view of the optical body along the main extension direction of the optical body, wherein the recess may extend axially symmetric to a line which is parallel to the main extension direction.
  • the at least one depression may be the only depression in the optic body.
  • the light source comprises only a single Vertie ⁇ fung, which he stretches almost the full length ⁇ .
  • an imaginary line may be through a point of the single recess and a point on one
  • Radiation passage surface of a light emitting diode form a symmetry axis for the optical body.
  • the radiation passage areas between the radiation passage surfaces are at least two light emitting diodes and the radiation entrance surface of the optic body, a material having a lower Bre ⁇ index of index than the material of the optic body and the materi ⁇ al of at least two light emitting diodes.
  • the material may also be a gas, such as air.
  • the induced by this arrangement, light refraction at the two interfaces at the transition is a gas-filled gap between the passage of radiation surfaces of the light emitting diodes and the radiation entrance surface of the Optikkör ⁇ pers.
  • the lighting means includes fully said at least two wells, wherein said at least two depressions are arranged along the main direction of extent of the optical body and the at least two Ver ⁇ depressions extending parallel to the first plane within the manufacturing tolerances.
  • the depressions in this embodiment each extend parallel to a transverse line that runs transversely or perpendicular to the longitudinal axis of the optical body.
  • the at least two depressions may extend, for example, over the entire radiation exit surface of the optic body, but it is also possible for the at least two depressions to extend only over a part of the radiation exit surface of the optic body.
  • the lighting device be ⁇ found a material having a higher or moving ⁇ chen refractive index than the material of the optic body and ei ⁇ NEN lower refractive index than the material of the at least two between the passage of radiation surfaces of the at least two light emitting diodes and the radiation entrance surface of the optical body Having light-emitting diodes.
  • the material may be, for example, a connecting silicone layer and / or another adhesive layer.
  • the material can surfaces into ⁇ special in direct contact with the Strahlungs bio trecs- and the radiation entrance area are.
  • Insbesonde ⁇ re it is possible that the material is formed of the same material as the optical body.
  • a refractive index matching between the radiation through areas of the at least two light emitting diodes and the radiation entrance surface of the optical body can for example be ⁇ sought.
  • the light it is possible for the light to undergo only a single refractive index jump during the transition from the radiation passage areas of the light-emitting diodes into the optic body.
  • the luminous means is bordered at least one recess loading by an outer surface, a portion of the outer surface of the optic body bil ⁇ det and the outer surface, the at ⁇ least one recess within the manufacturing tolerances, the shape of a circular segment to a cross-section , The shape of the recess be ⁇ relationship, the outer surface of the recess can be Accord- completed accordingly to a circle.
  • the cross section may, for example, take place parallel to the first plane, ie perpendicular to the main extension axis of the optic body.
  • the luminous means ⁇ the at least two cavities each bounded by two Be ⁇ ten lake which form a part of the outer surface of the Op ⁇ tik emotionss.
  • the two side surfaces are arranged relative to one another in such a way that they delimit the tip of a particular isosceles triangle in a cross-section of the at least one recess within the scope of the manufacturing tolerance.
  • the boundary lines of the two side surfaces thus form a triangle together with a line connecting the two boundary lines.
  • the cross section takes place, for example, parallel to a second plane, which is spanned by a parallel to the main extension plane and an axis that runs perpendicular to the main extension plane of the light emitting diodes.
  • a cross section parallel to the second plane then corresponds, for example, to a section along the main extension plane of the optic body.
  • the two side surfaces at the apex of the triangle enclose an angle of at least 80 ° and at most 110 °.
  • the boundary lines of the two side surfaces subtend an angle of at least 35 ° and at most 50 ° with a line connecting the boundary lines.
  • the Abstrahlcharak ⁇ teriding of the light emitted by the lamp depends strongly on the size of the angle between the two side surfaces. For example, the angles are adjusted to the Bre ⁇ deviation index of the material of the optic body. Thus, for a larger refractive index, for example, a larger angle is needed to the same or similar Abstrahlcha- rakterizing as with a smaller refractive index to preserver ⁇ th.
  • the first recess of the at least two depressions Ver ⁇ same shape or the same cross-section as the second recess of the lamp.
  • these can be arranged, for example, periodically along the main extension direction of the radiation exit surface of the luminous means.
  • the recesses are regularly spaced apart along the main extension direction of the optical body.
  • the luminous means is the optical body, the single optical element of the means of Leuchtmit ⁇ .
  • the desired radiation characteristic of the emitted light is thus achieved exclusively by the one optical body.
  • the fluorescent material be ⁇ transmits the spatial extent of the at least one cavity along at least two mutually perpendicular axes standing at most 10%, preferably at most 6%, of the spatial from ⁇ expansion of the optical body along the same axes.
  • the spatial Liehe extension along the two perpendicular axes can be at least 2% further preferably at least 4% ⁇ Wenig, the spatial extent of the optical body along the same axes.
  • the two axes which are perpendicular to the direction of extension of the recess may be meant.
  • the maximum extent of the at least one Ver ⁇ deepening corresponding to maximum 10%, preferably at most 6%, of the maximum radial extent of the optical body.
  • the recess has a typical size in the range of at least 20 ym and at most 500 ym.
  • the typical size here may be the spatial extent of the at least one depression along the at least two mutually perpendicular axes.
  • the size of the optical body along the axes perpendicular to the main plane of extension in a range of 2 mm to 8 mm, and along the main axis of extension at over 10 mm.
  • the optic body has the shape of a straight cylinder or a half-cylinder.
  • the radiation entrance area of the op ⁇ tik emotionss corresponds to either one half of the overall curved surface of a cylinder or not rümm ⁇ th surface area of a half-cylinder.
  • the main extension direction of the optic body then runs parallel to the longitudinal axis of the cylinder.
  • the straight side of the half cylinder runs in the context of manufacturing tolerances parallel to the main extension plane of the light-emitting diodes.
  • the diameter of the cylinder or the radius of the half-cylinder is for example in a range of 2 mm to 8 mm.
  • the intensity distribution in the far field of the light emitted by the luminous means as a function of a polar angle to the surface normal, which runs in the main extension plane of the light emitting diodes and perpendicular to the main extension direction of the optic body, two local maxima, which by a single local minimum are separated.
  • the measurement of the intensity distribution as a function of the polar angle for example, along a circular line, the perpendicular to the main direction of extension of the optical body and parallel to the main extension plane of the LEDs ver ⁇ runs.
  • the intensity distribution as a function of the polar angle is axisymmetric within the scope of the measurement accuracy. This means that the two local maxima within the measurement accuracy have the same intensity.
  • the symmetry axis can run through the minimum of the intensity distribution.
  • ⁇ carries at least one embodiment of the luminous means the minimum of the intensity distribution as a function of the polar angle at most 60% of the intensity of the maxima. This means that the minimum clearly separates the two maxima. In particular, the minimum within the measurement accuracy Exactly ⁇ is different from zero. This means that the minimum can be clearly distinguished from the noise floor of the measuring equipment.
  • Such an intensity distribution measured as a function of a polar angle corresponds in a Dimensi ⁇ on a so-called bat wing intensity distribution.
  • the intensity distribution in the far field of the light emitted by the luminous means as a function of an azimuth angle to the surface normal, which runs parallel to the main extension direction of the optic body, a plateau, within which the intensity by at most 5% to one in the frame the measurement accuracy varies from zero different average up or down.
  • the intensity distribution as a function of the azimuth angle can, for example, along a Kreisli ⁇ never, which runs parallel to the main extension direction of the optic body, are measured.
  • the intensity distribution can therefore be measured, for example, along the (half) Zylinderlhurs ⁇ axis.
  • the lighting means corresponds to the half value width of the intensity distribution gemes ⁇ sen as a function of the azimuth angle of at least 70%, preferably at least 80% of the width of the plateau. In other words, the intensity distribution drops steeply toward the sides of the plateau.
  • the half-width is defined here and below as full half width, that is, that the
  • Half-width is given by the difference between the two angles at which the intensity distribution has dropped to half of the mean maximum intensity, respectively.
  • the width of the plateau is given, for example, by the difference between the two angles at which the intensity is less than 5% of its mean.
  • the luminous means is the half-value width of the intensity distribution as a function of the azimuth angle of at least a factor 1.7, preferably we ⁇ tendonss a factor of 2.4, greater than the half-value width of the intensity distribution as a function of the polar angle.
  • the light distribution which is emitted by the luminous means is not radially symmetrical but wider along the main extension direction of the optic body than perpendicular thereto.
  • the intensity distribution thus reflects the shape of the optic body.
  • the light emitted transversely to the main direction of extension can be collimated and the light emitted along the main extension direction can be widened.
  • the intensity distribution is a function of the polar angle in FIG Substantially translation-invariant.
  • the intensity distribution as a function of the polar angle does not change along the main extension plane of the luminous means.
  • the measurement of the intensity distribution as a function of the polar angle and the polar angle can be carried out with a so-called Ulbricht sphere.
  • Ulbricht sphere The Ul ⁇ breaks ball can be introduced reasonable for the measurement of Intensticiansvertei ⁇ lung as a function of the polar angle at any point along the main extension direction of the optical body then, always the same result is obtained.
  • the optical body comprises phosphor particles for wavelength conversion of the electromagnetic radiation emitted by the light-emitting diodes.
  • the LEDs emit blue light, which is converted by the phosphor particles into green, white, red light and / or red-yellow light.
  • the phosphor particles may be evenly distributed in the optical body.
  • the phosphor particles are applied to only one redesignflä ⁇ che of the optical body.
  • the phosphor particles are contained in a layer which is mounted on egg ⁇ ner outer surface of the optical body.
  • the optic body may also contain other nonconverting scattering particles.
  • the scattering particles may include, for example, a metal oxide such as titanium dioxide (TiO 2 ).
  • the still soft material of the optic body is continuously pulled out of the melt through a shaping opening.
  • the production of the optic body takes place by means of extrusion, forming or Strangzug.
  • such a method makes it possible to produce variable length optical bodies without major changes in the process.
  • the at least one depression is introduced into the not yet completely solidified optic body.
  • the recess can be introduced, for example, with a surface-structured roller or a forming wheel. In this case, no material removal takes place from the optic body, but material is displaced in the optic body to form the depression.
  • the wells are excluded from the optical body, that is, a part of the optical body is removed therefrom.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show exemplary embodiments of the luminous means described here.
  • Figures 3 to 5 show intensity distribution in the near
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a lighting device described here 1.
  • Figure 1A shows the light ⁇ medium 1 based on a schematic sectional view parallel to the first plane XY, which is spanned by the two perpendicular to the main extension direction Z of the optical body axes X, Y.
  • FIG. 1B shows the luminous means 1 on the basis of a side view.
  • the lamp 1 comprises an Op 3b ⁇ tikêtève 3 with a radiation entrance surface 3a and a radiation exit surface, and at least one light emitting diode 2, comprising at least one light emitting diode chip 21 and a
  • Radiation passage surface 2a which extends substantially pa ⁇ rallel to the main extension plane XZ of the light-emitting diodes 2.
  • the LED chips are configured for example as so-called ⁇ surface emitters, that is, that the LED chips have essentially a Lambert 'sches Strah ⁇ lung profile.
  • the dimensions along the main extension plane XZ of a radiation passage surface 2a of a light-emitting diode 2 are in a range of at least 0.5 mm 2 to at most 1 mm 2 .
  • the radiation passage area 2a of the light-emitting diode 2 may be square or rectangular, for example.
  • the choice of the dimensions of the optical body 3 is dependent on the choice of the dimensions of the radiation passage area 2a.
  • the cross section of the optical body 3 along the first plane XY forms a circle in the illustrated embodiment.
  • the optical body 3 is therefore cylindrical.
  • the optical body 3 is formed strichzylin- derförmig.
  • the light emitting diode 2 can ⁇ example, in direct contact with the optical body 3 are provided, but it is also possible - unlike shown in Figure 1A - that a connecting material between the light emitting diodes 2 and the optic body 3 is disposed.
  • the light-emitting diodes are arranged along the main extension direction Z of the luminous means 1.
  • the distance along the main extension direction Z between two adjacent light-emitting diodes is 10 mm.
  • the selected distance is dependent on the desired intensity and homogenization ⁇ tuschsverotti of light emitted from the lamps 1 light and thus may vary.
  • a plurality of recesses 4 are arranged, which extend in the context of the manufacturing tolerances parallel to the first plane XY.
  • the recesses 4 are bounded by two side surfaces 4c.
  • the side surfaces 4c form part of the outer surface 3a, 3b of the optical body 3.
  • the two side surfaces 4c together form the tip 42 of an isosceles triangle.
  • the two side surfaces 4c enclose an angle of at least 80 ° and at most 110 ° with each other.
  • the distance of the tip 42 of the triangle formed from the radiation exit surface 3b are, for example, in a range of at least 50 ym and at most 500 ym.
  • the distance to the radiation exit surface may be 200 ym.
  • the distance be ⁇ nachbarter recesses may for example be a maximum of 100 ym.
  • the distances and ab ⁇ measurements may differ from the above values, for example, by 20% up or down.
  • the distances and dimensions of the triangles formed depend on the dimensions of the optic body.
  • FIG. 2A shows a
  • Sectional view parallel to the first plane XY and Figure 2B shows a side view.
  • the cross section of the optical body 3 along the first plane XY forms a semicircle in the illustrated embodiment.
  • the optic body 2 thus has the shape of a half-cylinder.
  • the recess 4 extends along the main extension direction Z of the optical body 3.
  • the light-emitting diodes 2 are arranged on a support 5, but it is also possible that outer surfaces of the light-emitting diodes 2 are at least in places in direct contact with the optical body 3 and thus no support 5 is needed.
  • the carrier 5 may comprise, for example, a reflective layer on which the light emitting diode 2 facing cover surface, the example ⁇ over 90% of the light emitted from the light emitting diodes 2 light reflected.
  • the air gap 6 has a lower refractive index than the material of the optical body 3 and the material of the light-emitting diode 2 on.
  • the at least one recess is bounded by an outer surface 4d which constitutes a part of the outer surface 3a, 3b of the Optikkör ⁇ pers. 3
  • the outer surface 4d of the recess 4 forms in the context of manufacturing tolerances in cross section parallel to the first plane XY the shape of a circle segment. The distance between the lowest point of the circle segment and the highest point of the circle segment
  • Radiation outlet face 3b of the optic body 3 may be at play ⁇ , 200 ym and the width of the recess ⁇ example, 0.5 mm.
  • the dimensions of the recess may deviate upwards or downwards from these values mentioned above by up to 20%.
  • Figures 3, 4 and 5 show simulated normalized Intensi ⁇ tuschsverottien 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c of approximately examples of exporting ⁇ a lighting device described herein 1 emitted light as a function of the azimuth angle ⁇ relate hung as the polar angle ⁇ .
  • Figures 3A, 4A and 5A zei ⁇ gen here in each case the intensity distributions 61a, 62a in the near field of the light in a distance of 1 mm from the radiation exit surface 3b of the optical body 3.
  • the Figures 3B, 4B and 5B respectively show the intensity distributions 61b, 62b in the between field of light at a distance of 10 mm on the radiation exit surface 3b of the optical body 3.
  • the ⁇ Fi gures 3C, 4C and 5C respectively show the intensity distributions 61b, 62b in the far field of the light.
  • the Intensticiansvertei ⁇ ments 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c are normalized to their respective maximum.
  • Figures 3A, 3B and 3C show intensity distributions 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c of one in conjunction with Figs Figure 1 described embodiment of a here ⁇ written light source 1 emitted light, wherein the recesses 4 are negligibly small at the radiation exit surface 3b of the Op ⁇ tik stressess 3 of the embodiment.
  • the recesses 4 can not be distinguished from a typical surface roughness of the material of the Op ⁇ tik stresses.
  • the Intensi ⁇ tiquessverottien in the near field 61a, 62a have strong Fluktuati ⁇ ones of the intensity that gen in the intensity distributions in the far field 61c, 62c is reduced.
  • the ⁇ tensticiansver whatsoever in the far field 61c as a function of the polar angle ⁇ is relatively narrow.
  • Figures 4A, 4B and 4C show intensity distributions 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c of light emitted by a method described in connection with the Figure 1 embodiment of a here be ⁇ signed illuminant 1 light, the triangular depressions 4 on the Strahlungsaustritts- surface 3b of the optical body 3 are no longer negligible. Due to the depressions 4, the fluctuations of the intensity distributions in the near field 61a, 62a and in the intermediate field 61b, 62b are significantly reduced in comparison to the distributions of FIGS. 3A and 3B.
  • the intensity distributions in the near field 61a, 62a and in the intermediate field 61b, 62b are thus more homogeneous than those of FIGS. 3A and 3B.
  • An optic body 3 with detectable depressions 4 can thus sometimes lead to a faster homogenization of the propagation through it. lead the light.
  • the intensity distributions in the far field 61c, 62c have a similar course to that of FIG. 3C, but in the case of the detectable depressions 4 shown in FIG. 4C, more of the light propagating in the optical body 3 is coupled out of the optical body 3.
  • the intensity distribution in the far field 62c as a function of the polar angle ⁇ translationally invariant along the main extension plane Z of the optic body 3 (not in the Fi gures ⁇ shown).
  • the intensity distribution in the far field 61c has a plateau as a function of the azimuth angle ,, within which the measured intensity varies by at most 5 ⁇ 6 by a mean value which differs from zero within the scope of the measurement accuracy.
  • the width of the plateau is about 70 ° ⁇ 5 °. in the
  • the half-value width of the intensity distribution ⁇ 61c about 100 ° ⁇ 5 °.
  • the width of the plateaus of the In ⁇ tensticiansver republic 61c is thus a maximum of 70% of the half-value width ⁇ .
  • Figures 5A, 5B and 5C show intensity distributions 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c of light emitted by a method described in connection with the Figure 2 embodiment of this ⁇ be signed 1 illuminant light.
  • the fluctuations of the intensity distributions in the near field 62a and 62b intermediate field as a function of Polarwin ⁇ kels ⁇ continue also in the far field 62c are still clearly visible.
  • the intensity distributions 62a, 62b, 62c as a function of the polar angle ⁇ on two maxima, wel ⁇ che separated by a minimum.
  • the intensity distribution Lungs 62a, 62b, 62c are each axially symmetrical to an axis extending through the minimum, formed within the measurement and manufacturing ⁇ ment tolerances.
  • the minimum has at most 60% of the intensity of the respective maximum, the minimum being different from zero.
  • ⁇ In tensticiansver republic is particularly suitable for illumination of corridors or roads.
  • the intensity distribution in the far field 61c as shown in FIG. 5C as a function of the azimuth angle ⁇ likewise has a plateau.
  • the width of the plateau is about
  • the half width of the intensity distribution 61c is about 150 ° ⁇ 5 °.
  • the width of the Pla ⁇ teaus the intensity distribution 61c is thus a maximum of 80% of the half-value width.
  • the intensity distributions 61a, 62b, 61c shown in FIGS. 3, 4 and 5 as a function of the azimuth angle ⁇ are always wider than the intensity distributions 62a, 62b, 62c as a function of the polar angle ⁇ . This is due to the fact that the optical body 3 has a main extension direction Z. In other words, the intensity distributions 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c of the luminous means 1 form the shape of the optic body 3.
  • the illuminant 1 described here is due to the only egg ⁇ nen required optical body 3, which is easy to manufacture, very flexible and inexpensive.
  • recesses 4 By attached to the radiation outlet face 3b recesses 4 increased optical efficiency can be achieved and the Ab ⁇ beam characteristic of the lighting device 1 can be adjusted.
  • the distance and the dimensions or the geometry of the recess 4 are in this case to the dimensions of the Op- tik stressess 3 adapted to obtain a desired Abstrahlcharakte ⁇ ristics.
  • the optical efficiency gives the percentage of the light intensity emitted by the illuminant to that in the
  • Optics body coupled light intensity For example, the optical efficiency of an optical body having Vertie ⁇ levies 96.7% and the optical efficiency of an optical body without recesses is 81.5%. In particular, the optical efficiency of an optic body with depressions can amount to 98%.

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Abstract

Es wird ein Leuchtmittel (1) angegeben, umfassend • - einen Optikkörper (3), aufweisend • - eine Haupterstreckungsrichtung (Z), • - eine Strahlungseintrittsfläche (3a) und • - eine Strahlungsaustrittsfläche (3b), und • - zumindest zwei Leuchtdioden (2), jeweils umfassend • - zumindest einen Leuchtdiodenchip (21) und • - eine Strahlungsdurchtrittsfläche (2a), die sich entlang einer Haupterstreckungsebene (XZ) erstreckt, • - die zumindest zwei Leuchtdioden (2) entlang der Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers (3) angeordnet sind, • - die Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) den Strahlungsdurchtrittsflächen (2a) der zumindest zwei Leuchtdioden (2) zugewandt ist, • - der Optikkörper (3) als Vollkörper ausgebildet ist, • - die Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) flach verläuft oder konvex gekrümmt ist, und • - die Strahlungsaustrittsfläche (3b) des Optikkörpers (3) zumindest eine Vertiefung (4) im Optikkörper (3) umfasst.

Description

Beschreibung
Leuchtmittel mit vorgebbarer Abstrahlcharakteristik und Herstellungsverfahren für einen Optikkörper
Die Druckschriften EP 1621918 Bl, WO 2011/086104 AI,
US 2011/0305024 AI, US 2011/0038144 AI und US 2012/0155072 AI beschreiben jeweils Leuchtmittel. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein einfach herzustel¬ lendes und kompaktes Leuchtmittel anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Optikkörpers, der in einem einfach herzustellenden und kompakten Leuchtmittel enthalten ist, anzugeben.
Es wird ein Leuchtmittel angegeben. Das Leuchtmittel kann insbesondere zur Flächenbeleuchtung vorgesehen sein. Bei dem Leuchtmittel kann es sich beispielsweise um eine Bildschirm- Hintergrundbeleuchtung handeln. Ferner kann das Leuchtmittel für die Allgemeinbeleuchtung vorgesehen sein. Das Leuchtmittel ist dann zum Beispiel als Raumbeleuchtung, eine Deckenleuchte, eine Beleuchtung für Großraumbüros, eine Hinter¬ grundbeleuchtung eines Lichtkastens für Außenwerbung, eine Gangbeleuchtung, eine Beleuchtung für Flugzeugkabinen oder eine Straßenlaterne vorgesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst dieses einen einzigen Optikkörper mit einer Strahlungseintrittsfläche und einer Strahlungsaustrittsfläche. Die Strahlungseintrittsfläche und die Strahlungsaustrittsfläche sind durch Bereiche der Außenfläche des Optikkörpers gebil¬ det, wobei diese Bereiche auch stellenweise überlappen kön¬ nen . Bei dem Optikkörper kann es sich beispielsweise um einen insbesondere zylinderförmigen oder halbzylinderförmigen Stab handeln. Der Optikkörper kann beispielsweise aus einem Mate- rial bestehen, welches strahlungsdurchlässig ausgebildet ist und einen höheren Brechungsindex als Luft aufweist. Bei¬ spielsweise kann der Optikkörper Glas oder einen optischen Kunststoff enthalten oder aus diesem gebildet sein. Bei dem optischen Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polyme- thylmethacrylat (umgangssprachlich: Plexiglas), Polystyrol, Cyclo-Olefin-Copolymere oder Polycarbonat handeln. Der Bre¬ chungsindex des Materials des Optikkörpers kann beispielswei¬ se in einem Bereich von mindestens 1,4 bis maximal 2,7 lie¬ gen. Der Optikkörper ist insbesondere als Vollkörper ausge- bildet und ist im Rahmen der Herstellungstoleranz frei von Hohlräumen und Gaseinschlüssen. Beispielsweise kann der Optikkörper vollständig aus demselben Material gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist der Optikkörper eine Haupterstreckungsrichtung auf. Mit anderen Worten, die räumliche Ausdehnung des Optikkörpers in ei¬ ner räumlichen Dimension ist erheblich größer als die räumliche Ausdehnung des Optikkörpers in den anderen zwei räumlichen Dimensionen. Beispielsweise weist der Optikkörper ent- lang der Haupterstreckungsrichtung eine Länge und in einer ersten Ebene, die senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers verläuft, eine maximale radiale Erstreckung auf, wobei die maximale radiale Erstreckung deutlich kleiner als die Länge ist. Bei der Haupterstreckungsrichtung kann es sich beispielsweise um die Längsachse eines Zylinders, Halbzylin¬ ders oder Quaders handeln. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst dieses zumindest zwei Leuchtdioden, welche jeweils zu¬ mindest einen Leuchtdiodenchip und eine Strahlungsdurch- trittsfläche umfassen. Hierbei sind die Strahlungsdurch- trittsflachen der Leuchtdioden der Strahlungseintrittsfläche des Optikkörpers zugewandt, wodurch das von den Leuchtdioden emittierte Licht direkt in den Optikkörper eingekoppelt wird. Die Leuchtdiodenchips emittieren zum Beispiel farbiges Licht, etwa Licht im blauen Bereich des elektromagnetischen Spekt- rums. Ferner können die Leuchtdioden einen Leuchtstoff zur
Wellenlängenkonversion umfassen. Dementsprechend ist es möglich, mit dem Leuchtmittel weißes Licht einer vorgebbaren Farbtemperatur zu erzeugen. Die Strahlungsdurchtrittsflächen der zumindest zwei Leuchtdioden erstrecken sich entlang einer Haupterstreckungsebene . Die Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers kann beispielsweise parallel der Haupterstreckungsebenen der Leuchtdiodenchips verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels sind die zumindest zwei Leuchtdioden entlang der Haupterstre¬ ckungsrichtung des Optikkörpers angeordnet. Bevorzugt sind die Leuchtdioden im Rahmen der Herstellungstoleranzen
zentriert zu dem Optikkörper angeordnet.
Ferner können die Leuchtdioden auf einem starren oder flexiblen Träger, wie eine Platine mit Anschlussstellen, oder einem anderen Träger mit Leiterzügen montiert sein. Der Träger kann ein Material umfassen, welches das von der Leuchtdiode emit¬ tierte Licht reflektiert. Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchtdioden nicht auf einem Träger angeordnet sind, sondern beispielsweise an der Strahlungseintrittsfläche des Op- tikkörpers montiert sind. Der Optikkörper bildet dann den Träger für die Leuchtdiodenchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ver- läuft die Strahlungseintrittsfläche des Optikkörpers flach oder ist konvex gekrümmt. Konvex gekrümmt bedeutet hier und im Folgenden, dass die Krümmung nach außen, also vom Zentrum des Optikkörpers abgewandt, verläuft. Eine konkav gekrümmte Strahlungseintrittsfläche wäre dann also nach innen gekrümmt. Beispielsweise kann die Strahlungseintrittsfläche in einem
Querschnitt des Optikkörpers der ersten Ebene einen Halbkreis bilden oder im Rahmen der Herstellungstoleranz keine Krümmung aufweisen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst die Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers zumin¬ dest eine Vertiefung im Optikkörper. Bei der Vertiefung kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung oder Einkerbung handeln. Die Vertiefung ist somit nach innen gerichtet. Bei- spielsweise kann die Vertiefung über Materialabtrag oder über Eindrücken hergestellt werden.
Die zumindest eine Vertiefung ist dafür vorgesehen, in dem Optikkörper propagierendes Licht in gewünschter Weise aus dem Optikkörper auszukoppeln. Mitunter kann durch die Vertiefungen eine homogene Ausleuchtung erzielt werden. Mit anderen Worten, die Vertiefungen führen dazu, dass die Lichtvertei¬ lungskurve des von den Leuchtdioden emittierten Lichts homogenisiert wird. Insbesondere kann die Vertiefung so ausgebil- det sein, dass die Wahrscheinlichkeit für eine Totalreflexion und/oder Rückreflexion des propagierenden Lichts an der
Grenzfläche, die durch eine die Vertiefung begrenzende Sei¬ ten- beziehungsweise Außenfläche des Optikkörpers ausgekop- pelt wird, in gewünschter Weise entweder reduziert oder vergrößert wird. Mit anderen Worten, die Vertiefung ist so ge¬ formt, dass das in dem Optikkörper propagierende Licht entwe¬ der bevorzugt durch die die Vertiefungen begrenzenden Seiten- beziehungsweise Außenflächen ausgekoppelt wird oder bevorzugt kein Licht durch die Seiten beziehungsweise Außenflächen tritt. Dementsprechend kann mit der Vertiefung die Auskoppel¬ effizienz eines in den Optikkörper eingekoppelten und dort über Lichtwellenleitung propagierenden Lichts erhöht werden und/oder eine gewünschte Abstrahlcharakteristik, das heißt eine gewünschte Intensitätsverteilung, für das von dem
Leuchtmittel emittierte Licht generiert werden.
Es ist ferner möglich, dass die Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers gekrümmt verläuft. Beispielsweise sind wenigs¬ tens 80 %, bevorzugt wenigstens 90 %, der Strahlungsaus¬ trittsfläche konvex gekrümmt. Insbesondere ist es möglich, dass die Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers vollstän¬ dig, mit Ausnahme der Vertiefungen konvex gekrümmt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst dieses einen einzigen Optikkörper, der eine Haupter- streckungsrichtung, eine Strahlungseintrittsfläche und eine Strahlungsaustrittsfläche aufweist, und zumindest zwei
Leuchtdioden, die jeweils zumindest einen Leuchtdiodenchip und eine Strahlungsdurchtrittsfläche, die sich entlang einer Haupterstreckungsebene erstreckt, umfassen, wobei die zumin¬ dest zwei Leuchtdioden entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers angeordnet sind, die Strahlungseintrittsflä- che des Optikkörpers den Strahlungsdurchtrittsflächen der Leuchtdioden zugewandt ist, der Optikkörper als Vollkörper ausgebildet ist, die Strahlungseintrittsfläche des Optikkör¬ pers flach verläuft oder konvex gekrümmt ist und die Strah- lungsaustrittsflache des Optikkörpers zumindest eine Vertie¬ fung im Optikkörper umfasst.
Bei dem hier beschriebenen Leuchtmittel wird insbesondere die Idee verfolgt, eine gewünschte Abstrahlcharakteristik, insbe¬ sondere eine klare Vorwärts-Abstrahlcharakteristik, und eine hohe Lichteffizienz durch an der Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers angebrachte Vertiefungen zu erhalten. Der in dem Leuchtmittel enthaltene Optikkörper ist zudem einfach und kostengünstig herstellbar, wodurch eine hohe Flexibilität in Hinblick auf die Einsatzmöglichkeiten des Leuchtmittels erreicht werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels er- streckt sich die zumindest eine Vertiefung über nahezu die vollständige Länge, das heißt wenigstens über 90 % der gesam¬ ten Länge, oder über die gesamte Länge des Optikkörpers ent¬ lang der Haupterstreckungsrichtung . Die Vertiefung kann beispielsweise bei einer Draufsicht auf den Optikkörper entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers verlaufen, wobei die Vertiefung achsensymmetrisch zu einer Linie verlaufen kann, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung verläuft. Bei der zumindest einen Vertiefung kann es sich um die einzige Vertiefung in dem Optikkörper handeln. Insbesondere ist es möglich, dass das Leuchtmittel lediglich eine einzige Vertie¬ fung umfasst, die sich über nahezu die vollständige Länge er¬ streckt. Insbesondere kann eine gedachte Linie durch einen Punkt der einzigen Vertiefung und einen Punkt auf einer
Strahlungsdurchtrittsfläche einer Leuchtdiode eine Symmetrie- achse für den Optikkörper bilden.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform des Leuchtmittels be¬ findet sich zwischen den Strahlungsdurchtrittsflächen der zu- mindest zwei Leuchtdioden und der Strahlungseintrittsfläche des Optikkörpers ein Material, das einen niedrigeren Bre¬ chungsindex als das Material des Optikkörpers und das Materi¬ al der zumindest zwei Leuchtdioden aufweist. Bei dem Material kann es sich insbesondere auch um ein Gas, wie beispielsweise Luft, handeln. In letzterem Fall befindet sich also ein gasgefüllter Spalt zwischen den Strahlungsdurchtrittsflachen der Leuchtdioden und der Strahlungseintrittsfläche des Optikkör¬ pers. Die durch diese Anordnung hervorgerufene Lichtbrechung an den zwei Grenzflächen am Übergang von den Strahlungsdurchtrittsflächen der Leuchtdioden in den Optikkörper führt insbesondere dazu, dass das Strahlungsprofil des in den Op¬ tikkörper eintretenden Lichts in der Ebene parallel zur
Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers und senkrecht zur ersten Ebene verbreitert und in der zweiten Ebene verschmä¬ lert wird. Insbesondere kann so ein im Wesentlichen Lambert' sches Strahlungsprofil der Leuchtdiodenchips beim Ein¬ tritt der Strahlung in den Optikkörper verändert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst dieses zumindest zwei Vertiefungen, wobei die zumindest zwei Vertiefungen entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers angeordnet sind und sich die zumindest zwei Ver¬ tiefungen im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zur ersten Ebene erstrecken. In einer Draufsicht auf den Optikkörper von oben verlaufen die Vertiefungen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils parallel zu einer Querlinie, die quer oder senkrecht zur Längsachse des Optikkörpers verläuft. Die zumindest zwei Vertiefungen können sich beispielsweise über die gesamte Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers erstrecken, es ist jedoch auch möglich, dass sich die zumindest zwei Vertiefungen nur über einen Teil der Strahlungsaustrittsfläche des Optikkörpers erstrecken. Insbesondere bei dieser Ausführungsform des Leuchtmittels be¬ findet sich zwischen den Strahlungsdurchtrittsflachen der zumindest zwei Leuchtdioden und der Strahlungseintrittsfläche des Optikkörpers ein Material, das einen höheren oder glei¬ chen Brechungsindex als das Material des Optikkörpers und ei¬ nen niedrigeren Brechungsindex als das Material der zumindest zwei Leuchtdioden aufweist. Bei dem Material kann es sich beispielsweise um eine verbindende Silikonschicht und/oder eine andere klebende Schicht handeln. Das Material kann ins¬ besondere in direktem Kontakt mit den Strahlungsdurchtritts- flächen und der Strahlungseintrittsfläche stehen. Insbesonde¬ re ist es möglich, dass das Material aus demselben Material wie der Optikkörper gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann beispielsweise eine Brechungsindexanpassung zwischen den Strahlungsdurchtrittsflächen der zumindest zwei Leuchtdioden und dem der Strahlungseintrittsfläche des Optikkörpers ange¬ strebt werden. Insbesondere ist es möglich, dass das Licht nur einen einzigen Brechungsindexsprung beim Übergang von den Strahlungsdurchtrittsflächen der Leuchtdioden in den Optikkörper erfährt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels wird die zumindest eine Vertiefung durch eine Außenfläche be- grenzt, die einen Teil der Außenfläche des Optikkörpers bil¬ det und die Außenfläche weist in einem Querschnitt der zumin¬ dest einen Vertiefung im Rahmen der Herstellungstoleranzen die Form eines Kreissegments auf. Die Form der Vertiefung be¬ ziehungsweise der Außenfläche der Vertiefung kann dementspre- chend zu einem Kreis vervollständigt werden. Der Querschnitt kann beispielsweise parallel zur ersten Ebene erfolgen, also senkrecht zur Haupterstreckungsachse des Optikkörpers. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels wer¬ den die zumindest zwei Vertiefungen jeweils durch zwei Sei¬ tenflächen begrenzt, die einen Teil der Außenfläche des Op¬ tikkörpers bilden. Die zwei Seitenflächen sind so zueinander angeordnet, dass sie im Rahmen der Herstellungstoleranz in einem Querschnitt der zumindest einen Vertiefung die Spitze eines insbesondere gleichschenkligen Dreiecks begrenzen. Die Begrenzungslinien der zwei Seitenflächen bilden also zusammen mit einer die beiden Begrenzungslinien verbindenden Linie ein Dreieck. Der Querschnitt erfolgt beispielsweise parallel zu einer zweiten Ebene, die durch eine Parallele zur Haupter- streckungsebene und eine Achse, die senkrecht zur Haupter- streckungsebene der Leuchtdioden verläuft, aufgespannt wird. Ein Querschnitt parallel zur zweiten Ebene entspricht dann beispielsweise einem Schnitt entlang der Haupterstreckungs- ebene des Optikkörpers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels schließen die zwei Seitenflächen an der Spitze des Dreiecks einen Winkel von wenigstens 80° und höchstens 110° ein. Die Begrenzungslinien der zwei Seitenflächen schließen also mit einer die Begrenzungslinien verbindenden Linie einen Winkel von wenigstens 35° und höchstens 50° ein. Die Abstrahlcharak¬ teristik des von dem Leuchtmittel emittierten Lichts hängt hierbei stark von der Größe des Winkels zwischen den beiden Seitenflächen ab. Beispielsweise sind die Winkel an den Bre¬ chungsindex des Materials des Optikkörpers angepasst. So wird bei einem größeren Brechungsindex beispielsweise ein größerer Winkel benötigt, um eine gleiche oder ähnliche Abstrahlcha- rakteristik wie bei einem kleineren Brechungsindex zu erhal¬ ten . Bevorzugt weist die erste Vertiefung der zumindest zwei Ver¬ tiefungen dieselbe Form beziehungsweise denselben Querschnitt wie die zweite Vertiefung des Leuchtmittels auf. Im Fall von einer Vielzahl von Vertiefungen können diese beispielsweise periodisch entlang der Haupterstreckungsrichtung der Strahlungsaustrittsfläche des Leuchtmittels angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Vertiefungen sind regelmäßig voneinander beabstandet entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist der Optikkörper das einzige optische Element des Leuchtmit¬ tels. Dies bedeutet insbesondere, dass kein weiteres opti¬ sches Element wie beispielsweise eine Linse, ein Vergusskör- per mit streuenden Partikeln oder dergleichen in dem Leuchtmittel vorhanden sind. Die gewünschte Abstrahlcharakteristik des emittierten Lichts wird also ausschließlich durch den einen Optikkörper erzielt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels be¬ trägt die räumliche Ausdehnung der zumindest einen Vertiefung entlang zumindest zweier zueinander senkrecht stehender Achsen maximal 10 %, bevorzugt maximal 6 %, der räumlichen Aus¬ dehnung des Optikkörpers entlang derselben Achsen. Die räum- liehe Ausdehnung entlang der zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen kann ferner wenigstens 2 %, bevorzugt wenigs¬ tens 4 %, der räumlichen Ausdehnung des Optikkörpers entlang derselben Achsen betragen. Insbesondere können mit den zwei Achsen die beiden Achsen, die auf der Erstreckungsrichtung der Vertiefung senkrecht stehen, gemeint sein. Beispielsweise entspricht die maximale Erstreckung der zumindest einen Ver¬ tiefung maximal 10 %, bevorzugt maximal 6 %, der maximalen radialen Erstreckung des Optikkörpers. Beispielsweise weist die Vertiefung eine typische Größe im Bereich von mindestens 20 ym und höchstens 500 ym auf. Die typische Größe kann hierbei der räumlichen Ausdehnung der zu- mindest einen Vertiefung entlang der zumindest zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen sein. Im Vergleich hierzu liegt die Größe des Optikkörpers entlang der Achsen senkrecht zur Haupterstreckungsebene in einem Bereich von 2 mm bis 8 mm, und entlang der Haupterstreckungsachse bei über 10 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist der Optikkörper die Form eines geraden Zylinders oder eines Halbzylinders auf. Die Strahlungseintrittsfläche des Op¬ tikkörpers entspricht dann entweder der einen Hälfte der ge- krümmten Mantelfläche eines Zylinders oder der nicht gekrümm¬ ten Mantelfläche eines Halbzylinders. Die Haupterstreckungs- richtung des Optikkörpers verläuft dann also parallel zur Längsachse des Zylinders. Im Fall einer Ausbildung des Op¬ tikkörpers als Halbzylinder verläuft die gerade Seite des Halbzylinders im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zur Haupterstreckungsebene der Leuchtdioden. Der Durchmesser des Zylinders beziehungsweise der Radius des Halbzylinders liegt zum Beispiel in einem Bereich von 2 mm bis 8 mm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist die Intensitätsverteilung im Fernfeld des von dem Leuchtmittel emittierten Lichts als Funktion eines Polarwinkels zur Oberflächennormalen, die in der Haupterstreckungsebene der Leuchtdioden verläuft und senkrecht zur Haupterstreckungs- richtung des Optikkörpers steht, zwei lokale Maxima auf, die durch ein einziges lokales Minimum voneinander getrennt sind. Die Messung der Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels erfolgt beispielsweise entlang einer Kreislinie, die senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers und parallel zur Haupterstreckungsebene der Leuchtdioden ver¬ läuft . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels im Rahmen der Messgenauigkeit achsensymmetrisch. Dies bedeutet, dass die beiden lokalen Maxima im Rahmen der Messgenauigkeit dieselbe Intensität aufweisen. Die Symmetrieachse kann durch das Minimum der Intensitätsverteilung verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels be¬ trägt das Minimum der Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels höchstens 60 % der Intensität der Maxima. Dies bedeutet, dass das Minimum die beiden Maxima klar voneinander trennt. Insbesondere ist das Minimum im Rahmen der Messgenau¬ igkeit von Null verschieden. Dies bedeutet, dass das Minimum klar von dem Grundrauschen der Messapparatur unterschieden werden kann. Eine solche Intensitätsverteilung gemessen als Funktion eines Polarwinkels entspricht dann in einer Dimensi¬ on einer so genannten Batwing-Intensitätsverteilung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist die Intensitätsverteilung im Fernfeld des von dem Leuchtmit- tel emittierten Lichts als Funktion eines Azimutwinkels zur Oberflächennormalen, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers verläuft, ein Plateau auf, innerhalb dessen die Intensität um höchstens 5 % um einen im Rahmen der Messgenauigkeit von Null verschiedenen Mittelwert nach oben oder unten schwankt. Die Intensitätsverteilung als Funktion des Azimutwinkels kann beispielsweise entlang einer Kreisli¬ nie, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers verläuft, gemessen werden. Die Intensitätsverteilung kann also beispielsweise entlang der (Halb- ) Zylinderlängs¬ achse gemessen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ent- spricht die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung gemes¬ sen als Funktion des Azimutwinkels wenigstens 70 %, bevorzugt wenigstens 80 %, der Breite des Plateaus. Mit anderen Worten, die Intensitätsverteilung fällt zu den Seiten des Plateaus hin steil ab. Die Halbwertsbreite ist hier und im Folgenden als volle Halbwertsbreite definiert, das heißt, dass die
Halbwertsbreite durch die Differenz zwischen den beiden Winkeln, an welchen die Intensitätsverteilung jeweils auf die Hälfte der mittleren maximalen Intensität abgefallen ist, gegeben ist. Die Breite des Plateaus ist beispielsweise durch die Differenz der beiden Winkel, an denen die Höhe der Intensität weniger als 5 % ihres Mittelwerts beträgt, gegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung als Funktion des Azimutwinkels wenigstens ein Faktor 1,7, bevorzugt we¬ nigstens ein Faktor 2,4, größer als die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels. Mit anderen Worten, die Lichtverteilung, die von dem Leuchtmittel ausgesendet wird, ist nicht radialsymmetrisch sondern entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers breiter als senkrecht hierzu. Die Intensitätsverteilung spiegelt also die Form des Optikkörpers wider. Insbesondere kann das quer zur Haupterstreckungsrichtung emittierte Licht kollimiert werden und das entlang der Haupterstreckungsrichtung emittierte Licht aufgeweitet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels im Wesentlichen translationsinvariant. Mit anderen Worten, die Intensitätsverteilung als Funktion des Polarwinkels ändert sich entlang der Haupterstreckungsebene des Leuchtmittels nicht. Beispielsweise kann die Messung der Intensitätsvertei- lung als Funktion des Polarwinkels und des Polarwinkels mit einer sogenannten Ulbricht-Kugel durchgeführt werden. Die Ul¬ bricht-Kugel kann dann für die Messung der Intensitätsvertei¬ lung als Funktion des Polarwinkels an einem beliebigen Punkt entlang der Haupterstreckungsrichtung des Optikkörpers ange- bracht werden, wobei stets dasselbe Ergebnis erzielt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels um- fasst der Optikkörper Leuchtstoffpartikel zur Wellenlängenkonversion der von den Leuchtdioden emittierten elektromagne- tischen Strahlung. Beispielsweise emittieren die Leuchtdioden blaues Licht, das durch die Leuchtstoffpartikel in grünes, weißes, rotes Licht und/oder rot-gelbes Licht konvertiert wird. Beispielsweise können die Leuchtstoffpartikel in dem Optikkörper gleichmäßig verteilt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchtstoffpartikel nur an einer Außenflä¬ che des Optikkörpers angebracht sind. Es ist ferner möglich, dass die Leuchtstoffpartikel in einer Schicht, welche auf ei¬ ner Außenfläche des Optikkörpers angebracht ist, enthalten sind. Weiterhin kann der Optikkörper auch andere, nicht kon- vertierende Streupartikel enthalten. Die Streupartikel können beispielsweise ein Metalloxid, wie zum Beispiel Titandioxid (Ti02) enthalten.
Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Optikkör- pers, welcher in einem hier beschriebenen Leuchtmittel enthalten ist, angegeben. Das heißt, sämtliche für das Leucht¬ mittel beziehungsweise für den Optikkörper offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das noch weiche Material des Optikkörpers kontinuierlich durch eine formgebende Öffnung aus der Schmelze gezogen. Mit ande- ren Worten, die Herstellung des Optikkörpers erfolgt mittels Extrusion, Formziehen oder Strangzug. Ein solches Verfahren ermöglicht insbesondere die Herstellung von Optikkörpern mit variabler Länge ohne große Veränderungen des Prozesses. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Vertiefung in den noch nicht ganz erstarrten Optikkörper eingebracht. Die Vertiefung kann beispielsweise mit einer oberflächenstrukturierten Walze oder einem Formrad eingebracht werden. In diesem Fall erfolgt kein Materialab- trag aus dem Optikkörper, sondern Material wird im Optikkörper zur Bildung der Vertiefung verschoben.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Vertiefungen aus dem Optikkörper ausgenommen werden, das heißt, dass ein Teil des Optikkörpers aus diesem entfernt wird.
Im Folgenden wird das hier beschriebene Leuchtmittel anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figur 1 und die Figur 2 zeigen Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen Leuchtmittels.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen Intensitätsverteilung im Nah- und
Fernfeld der durch Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen Leuchtmittels emittierten elektromag¬ netischen Strahlung. 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 betrach- ten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1. Die Figur 1A zeigt das Leucht¬ mittel 1 anhand einer schematischen Schnittdarstellung parallel zur ersten Ebene XY, die durch die beiden senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung Z des Optikkörpers stehenden Achsen X, Y aufgespannt wird. Die Figur 1B zeigt das Leuchtmittel 1 anhand einer Seitenansicht.
Wie in Figur 1A gezeigt, umfasst das Leuchtmittel 1 einen Op¬ tikkörper 3 mit einer Strahlungseintrittsfläche 3a und einer Strahlungsaustrittsfläche 3b, und zumindest eine Leuchtdiode 2, umfassend zumindest einen Leuchtdiodenchip 21 und eine
Strahlungsdurchtrittsfläche 2a, die sich im Wesentlichen pa¬ rallel zu der Haupterstreckungsebene XZ der Leuchtdioden 2 erstreckt. Die Leuchtdiodenchips sind beispielsweise als so¬ genannte Flächenstrahler ausgebildet, das heißt, dass die Leuchtdiodenchips im Wesentlichen ein Lambert ' sches Strah¬ lungsprofil aufweisen. Die Abmessungen entlang der Haupterstreckungsebene XZ einer Strahlungsdurchtrittsfläche 2a einer Leuchtdiode 2 liegen in einem Bereich von mindestens 0,5 mm2 bis höchstens 1 mm2. Die Strahlungsdurchtrittsfläche 2a der Leuchtdiode 2 kann beispielsweise quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Die Wahl der Abmessungen des Optikkörpers 3 ist abhängig von der Wahl der Abmessungen der Strahlungsdurchtrittsfläche 2a. Der Querschnitt des Optikkörpers 3 entlang der ersten Ebene XY bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Kreis. Der Optikkörper 3 ist also zylinderförmig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass der Optikkörper 3 halbzylin- derförmig ausgebildet ist. Die Leuchtdiode 2 kann beispiels¬ weise in direktem Kontakt mit dem Optikkörper 3 stehen, es ist jedoch auch möglich - anders als in Figur 1A gezeigt - dass ein verbindendes Material zwischen den Leuchtdioden 2 und dem Optikkörper 3 angeordnet ist.
Wie der schematischen Seitenansicht der Figur 1B zu entnehmen ist, sind die Leuchtdioden entlang der Haupterstreckungsrichtung Z des Leuchtmittels 1 angeordnet. Beispielsweise beträgt der Abstand entlang der Haupterstreckungsrichtung Z zwischen zwei benachbarten Leuchtdioden 10 mm. Der gewählte Abstand ist abhängig von der gewünschten Intensitäts- und Homogeni¬ tätsverteilung des von dem Leuchtmittel 1 emittierten Lichts und kann somit variieren.
An der Strahlungsaustrittsfläche 3b des Optikkörpers 3 sind mehrere Vertiefungen 4 angeordnet, die sich im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zur ersten Ebene XY erstrecken. Die Vertiefungen 4 werden durch zwei Seitenflächen 4c begrenzt. Die Seitenflächen 4c bilden einen Teil der Außenfläche 3a, 3b des Optikkörpers 3. Die zwei Seitenflächen 4c bilden zusammen die Spitze 42 eines gleichschenkligen Dreiecks. Die zwei Seitenflächen 4c schließen einen Winkel von wenigstens 80° und höchstens 110° miteinander ein.
In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1 kann der Abstand der Spitze 42 des gebildeten Dreiecks zur Strahlungsaustrittsfläche 3b beispielsweise in einem Bereich von mindestens 50 ym und höchstens 500 ym liegen. Beispielsweise kann der Abstand zur Strahlungsaustrittsfläche 200 ym betragen. Der Abstand be¬ nachbarter Vertiefungen kann beispielsweise maximal 100 ym betragen. Hierbei ist die Breite des Bereichs auf der Strah¬ lungsaustrittsfläche 3b des Optikkörpers 3, der sich zwischen den Vertiefungen 4 befindet, angegeben. Die Abstände und Ab¬ messungen können von den eben genannten Werten beispielsweise um 20 % nach oben oder unten abweichen. Die Abstände und Ab- messungen der gebildeten Dreiecke sind abhängig von den Abmessungen des Optikkörpers.
Gemäß der schematischen Schnittdarstellungen der Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1 näher beschrieben. Die Figur 2A zeigt eine
Schnittdarstellung parallel zur ersten Ebene XY und die Figur 2B zeigt eine Seitenansicht. Der Querschnitt des Optikkörpers 3 entlang der ersten Ebene XY bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Halbkreis. Der Optikkörper 2 weist also die Form eines Halbzylinders auf. Ferner erstreckt sich die Vertiefung 4 entlang der Haupterstreckungsrichtung Z des Optikkörpers 3. Es ist nur eine einzige Vertiefung 4 im Op¬ tikkörper 3 vorhanden. Die Leuchtdioden 2 sind auf einem Träger 5 angeordnet, es ist jedoch auch möglich, dass Außenflächen der Leuchtdioden 2 mit dem Optikkörper 3 zumindest stellenweise in direktem Kontakt stehen und somit kein Träger 5 benötigt wird. Der Träger 5 kann beispielsweise eine reflektierende Schicht auf der der Leuchtdiode 2 zugewandten Deckfläche umfassen, die beispiels¬ weise über 90 % des von den Leuchtdioden 2 emittierte Lichts reflektiert. Zwischen den Leuchtdioden 2 und dem Optikkörper 3 befindet sich ein Luftspalt 6. Der Luftspalt 6 weist einen geringeren Brechungsindex als das Material des Optikkörpers 3 und das Material der Leuchtdiode 2 auf.
Die zumindest eine Vertiefung wird durch eine Außenfläche 4d begrenzt, die einen Teil der Außenfläche 3a, 3b des Optikkör¬ pers 3 bildet. Die Außenfläche 4d der Vertiefung 4 bildet im Rahmen der Herstellungstoleranzen im Querschnitt parallel zur ersten Ebene XY die Form eines Kreissegments. Der Abstand des tiefsten Punkt des Kreissegments zum höchsten Punkt der
Strahlungsaustrittsfläche 3b des Optikkörpers 3 kann bei¬ spielsweise 200 ym und die Breite der Vertiefung beispiels¬ weise 0,5 mm betragen. Die Abmessungen der Vertiefung können von diesen eben genannten Werten um bis zu 20 % nach oben oder unten abweichen.
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen simulierte normierte Intensi¬ tätsverteilungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c des von Ausfüh¬ rungsbeispielen eines hier beschriebenen Leuchtmittels 1 emittierten Lichts als Funktion des Azimutwinkels Θ bezie- hungsweise des Polarwinkels φ. Die Figuren 3A, 4A und 5A zei¬ gen hierbei jeweils die Intensitätsverteilungen 61a, 62a im Nahfeld des Lichts in einem Abstand von 1 mm über der Strahlungsaustrittsfläche 3b des Optikkörpers 3. Die Figuren 3B, 4B und 5B zeigen jeweils die Intensitätsverteilungen 61b, 62b im Zwischenfeld des Lichts in einem Abstand von 10 mm über der Strahlungsaustrittsfläche 3b des Optikkörpers 3. Die Fi¬ guren 3C, 4C und 5C zeigen jeweils die Intensitätsverteilungen 61b, 62b im Fernfeld des Lichts. Die Intensitätsvertei¬ lungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c sind auf ihr jeweiliges Maximum normiert.
Die Figuren 3A, 3B und 3C zeigen Intensitätsverteilungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c des von einem in Verbindung mit der Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiels eines hier be¬ schriebenen Leuchtmittels 1 emittierten Lichts, wobei die Vertiefungen 4 an der Strahlungsaustrittsfläche 3b des Op¬ tikkörpers 3 des Ausführungsbeispiels vernachlässigbar klein sind. Mit anderen Worten, die Vertiefungen 4 können nicht von einer typischen Oberflächenrauigkeit des Materials des Op¬ tikkörpers 3 unterschieden werden. Insbesondere die Intensi¬ tätsverteilungen im Nahfeld 61a, 62a weisen starke Fluktuati¬ onen der Intensität auf, welche bei den Intensitätsverteilun- gen im Fernfeld 61c, 62c reduziert ist. Insbesondere die In¬ tensitätsverteilung im Fernfeld 61c als Funktion des Polarwinkels φ ist relativ schmal ausgebildet. Die Intensitätsver¬ teilung im Fernfeld 62c als Funktion des Polarwinkels φ eines Leuchtmittels 1 mit einem Optikkörper 3, der im Rahmen der Herstellungstoleranzen keine Vertiefungen 4 umfasst, ist jedoch nicht translationsinvariant entlang der Haupterstre- ckungsebene Z des Optikkörpers 3 (nicht in den Figuren darge¬ stellt) . Die Figuren 4A, 4B und 4C zeigen Intensitätsverteilungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c des von einem in Verbindung mit der Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines hier be¬ schriebenen Leuchtmittels 1 emittierten Lichts, wobei die dreiecksförmigen Vertiefungen 4 an der Strahlungsaustritts- fläche 3b des Optikkörpers 3 nun nicht mehr vernachlässigbar klein sind. Aufgrund der Vertiefungen 4 werden die Fluktuationen der Intensitätsverteilungen im Nahfeld 61a, 62a und im Zwischenfeld 61b, 62b im Vergleich zu den Verteilungen der Figuren 3A und 3B deutlich reduziert. Die Intensitätsvertei- lungen im Nahfeld 61a, 62a und im Zwischenfeld 61b, 62b sind somit homogener als die der Figuren 3A und 3B. Ein Optikkörper 3 mit nachweisbaren Vertiefungen 4 kann also mitunter zu einer schnelleren Homogenisierung des durch ihn propagieren- den Lichts führen. Die Intensitätsverteilungen im Fernfeld 61c, 62c weisen einen ähnlichen Verlauf auf als die der Figur 3C, jedoch wird in dem in der Figur 4C dargestellten Fall der nachweisbaren Vertiefungen 4 mehr des in dem Optikkörper 3 propagierenden Lichts aus dem Optikkörper 3 ausgekoppelt. Zusätzlich ist die Intensitätsverteilung im Fernfeld 62c als Funktion des Polarwinkels φ translationsinvariant entlang der Haupterstreckungsebene Z des Optikkörpers 3 (nicht in den Fi¬ guren dargestellt) .
Ferner weist die Intensitätsverteilung im Fernfeld 61c als Funktion des Azimutwinkels Θ ein Plateau auf, innerhalb des¬ sen die gemessene Intensität um höchstens 5 ~6 um einen im Rahmen der Messgenauigkeit von Null verschiedenen Mittelwert schwankt. Die Breite des Plateaus beträgt etwa 70°±5°. Im
Vergleich hierzu beträgt die Halbwertsbreite der Intensitäts¬ verteilung 61c etwa 100°±5°. Die Breite des Plateaus der In¬ tensitätsverteilung 61c beträgt also maximal 70 % der Halb¬ wertsbreite .
Die Figuren 5A, 5B und 5C zeigen Intensitätsverteilungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c des von einem in Verbindung mit der Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines hier be¬ schriebenen Leuchtmittels 1 emittierten Lichts. Im Nahfeld sind erneut Intensitäts-Fluktuationen auszumachen, wobei insbesondere die Fluktuationen der Intensitätsverteilungen im Nahfeld 62a und Zwischenfeld 62b als Funktion des Polarwin¬ kels φ weiterhin auch im Fernfeld 62c noch deutlich auszumachen sind.
Insbesondere weisen die Intensitätsverteilungen 62a, 62b, 62c als Funktion des Polarwinkels φ jeweils zwei Maxima auf, wel¬ che durch ein Minimum getrennt sind. Die Intensitätsvertei- lungen 62a, 62b, 62c sind im Rahmen der Mess- und Herstel¬ lungstoleranzen jeweils achsensymmetrisch zu einer Achse, die durch das Minimum verläuft, ausgebildet. Das Minimum weist höchstens 60 % der Intensität des jeweiligen Maximums auf, wobei das Minimum von Null verschieden ist. Eine solche In¬ tensitätsverteilung eignet sich insbesondere zur Ausleuchtung von Gängen oder Straßen.
Die in der Figur 5C dargestellte Intensitätsverteilung im Fernfeld 61c als Funktion des Azimutwinkels Θ weist ebenfalls ein Plateau auf. Die Breite des Plateaus beträgt etwa
140°±5°. Im Vergleich hierzu beträgt die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung 61c etwa 150°±5°. Die Breite des Pla¬ teaus der Intensitätsverteilung 61c beträgt also maximal 80 % der Halbwertsbreite.
Die in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Intensitätsverteilungen 61a, 62b, 61c als Funktion des Azimutwinkels Θ sind stets breiter als die Intensitätsverteilungen 62a, 62b, 62c als Funktion des Polarwinkels φ. Dies liegt darin begründet, dass der Optikkörper 3 eine Haupterstreckungsrichtung Z aufweist. Mit anderen Worten, die Intensitätsverteilungen 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62c des Leuchtmittels 1 bilden die Form des Optikkörpers 3 ab.
Das hier beschriebene Leuchtmittel 1 ist aufgrund des nur ei¬ nen benötigten Optikkörpers 3, der einfach herstellbar ist, sehr flexibel anwendbar und kostengünstig. Durch die an der Strahlungsaustrittsfläche 3b angebrachten Vertiefungen 4 kann eine erhöhte optische Effizienz erzielt werden und die Ab¬ strahlcharakteristik des Leuchtmittels 1 eingestellt werden. Der Abstand und die Abmessungen beziehungsweise die Geometrie der Vertiefung 4 werden hierbei an die Abmessungen des Op- tikkörpers 3 angepasst, um eine gewünschte Abstrahlcharakte¬ ristik zu erhalten.
Hierbei gibt die optische Effizienz den Prozentsatz der von dem Leuchtmittel emittierten Lichtintensität zu der in den
Optikkörper eingekoppelten Lichtintensität an. Beispielsweise beträgt die optische Effizienz eines Optikkörpers mit Vertie¬ fungen 96,7 % und die optische Effizienz eines Optikkörpers ohne Vertiefungen 81,5 %. Insbesondere kann die optische Ef- fizienz eines Optikkörpers mit Vertiefungen 98 % betragen.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut¬ schen Anmeldung DE 10 2014 100 582.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
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.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtmittel (1) umfassend
- einen Optikkörper (3) , aufweisend
- eine Haupterstreckungsrichtung (Z) ,
- eine Strahlungseintrittsfläche (3a) und
- eine Strahlungsaustrittsfläche (3b) , und
- zumindest zwei Leuchtdioden (2), jeweils umfassend
- zumindest einen Leuchtdiodenchip (21) und
- eine Strahlungsdurchtrittsfläche (2a) , die sich ent¬ lang einer Haupterstreckungsebene (XZ) erstreckt, wobei
- die zumindest zwei Leuchtdioden (2) entlang der Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers (3) angeordnet sind, - die Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) den Strahlungsdurchtrittsflächen (2a) der zumindest zwei Leuchtdioden (2) zugewandt ist,
- der Optikkörper (3) als Vollkörper ausgebildet ist,
- die Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) flach verläuft oder konvex gekrümmt ist, und
- die Strahlungsaustrittsfläche (3b) des Optikkörpers (3) zu¬ mindest eine Vertiefung (4) im Optikkörper (3) umfasst.
2. Leuchtmittel (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei dem - sich die zumindest eine Vertiefung (4) über die vollständi¬ ge Länge des Optikkörpers (3) entlang der Haupterstreckungs¬ richtung (Z) erstreckt,
- die zumindest eine Vertiefung (4) durch eine Außenflä¬ che (4d) begrenzt wird, die einen Teil der Außenfläche des Op- tikkörpers (3) bildet,
- die Außenfläche (4d) in einem Querschnitt der zumindest ei¬ nen Vertiefung (4) im Rahmen der Herstellungstoleranzen die Form eines Kreissegments aufweist und - die räumliche Ausdehnung der zumindest einen Vertiefung (4) entlang zumindest zweier zueinander senkrecht stehender Achsen maximal 10 % der räumlichen Ausdehnung des Optikkörpers (3) entlang derselben Achsen beträgt.
3. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Optikkörper (3) zumindest zwei Vertiefungen (4) um- fasst, wobei die zumindest zwei Vertiefungen (4) entlang der Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers (3) angeordnet sind und sich die zumindest zwei Vertiefungen (4) im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zu einer ersten Ebene (XY) , die durch die beiden senkrecht zur Haupterstreckungs¬ richtung (Z) des Optikkörpers stehenden Achsen (X, Y) aufgespannt wird, erstrecken und
- der Optikkörper (3) die Form eines geraden Zylinders oder eines Halbzylinders, wobei die Strahlungseintrittsfläche (3a) im Fall des Halbzylinders die nicht gekrümmte Mantelfläche des Halbzylinders ist, aufweist.
4. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 1,
bei dem sich die zumindest eine Vertiefung (4) über die voll¬ ständige Länge des Optikkörpers (3) entlang der Haupterstre¬ ckungsrichtung (Z) erstreckt.
5. Leuchtmittel (1) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem eine einzige Vertiefung (4) vorhanden ist.
6. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 1,
umfassend zumindest zwei Vertiefungen (4), bei dem
- die zumindest zwei Vertiefungen (4) entlang der Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers (3) angeordnet sind und - sich die zumindest zwei Vertiefungen (4) im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zu einer ersten Ebene (XY) , die durch die beiden senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers stehenden Achsen (X, Y) aufgespannt wird, erstrecken.
7. Leuchtmittel (1) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem
- zumindest eine der zumindest zwei Vertiefungen (4) durch zwei Seitenflächen (4c) begrenzt wird, die einen Teil der Au¬ ßenfläche des Optikkörpers (3) bilden,
- die zwei Seitenflächen (4c) derart zueinander angeordnet sind, dass sie im Rahmen der Herstellungstoleranz in einem Querschnitt der zumindest einen Vertiefung (4) die Spitze (42) eines insbesondere gleichschenkligen Dreiecks begrenzen und
- die zwei Seitenflächen (4c) an der Spitze (42) des Dreiecks einen Winkel von wenigstens 80° und höchstens 100° einschlie¬ ßen .
8. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 2,
bei dem
- die zumindest eine Vertiefung (4) durch eine Außenflä¬ che (4d) begrenzt wird, die einen Teil der Außenfläche des Op- tikkörpers (3) bildet und
- die Außenfläche (4d) in einem Querschnitt der zumindest ei¬ nen Vertiefung (4) im Rahmen der Herstellungstoleranzen die Form eines Kreissegments aufweist.
9. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 2,
bei dem sich zwischen den Strahlungsdurchtrittsflächen (2a) der zumindest zwei Leuchtdioden (2) und der Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) ein Material befindet, das einen niedrigeren Brechungsindex als das Material des Op¬ tikkörpers und das Material der zumindest zwei Leuchtdioden
(2) aufweist.
10. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 3,
bei dem sich zwischen den Strahlungsdurchtrittsflachen (2a) der zumindest zwei Leuchtdioden (2) und der Strahlungseintrittsfläche (3a) des Optikkörpers (3) ein Material befindet, das einen höheren oder gleichen Brechungsindex als das Mate- rial des Optikkörpers (3) und einen niedrigeren Brechungsindex als das Material der zumindest zwei Leuchtdioden (2) auf¬ weist.
11. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Optikkörper (3) das einzige optische Element des
Leuchtmittels (1) ist.
12. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem
- die räumliche Ausdehnung der zumindest einen Vertiefung (4) entlang zumindest zweier zueinander senkrecht stehender Achsen maximal 10 % der räumlichen Ausdehnung des Optikkörpers
(3) entlang derselben Achsen beträgt.
13. Leuchtmittel (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei dem
- die räumliche Ausdehnung der zumindest einen Vertiefung (4) entlang zumindest zweier zueinander senkrecht stehender Achsen wenigstens 2 % der räumlichen Ausdehnung des Optikkörpers (3) entlang derselben Achsen beträgt.
14. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Optikkörper (3) die Form eines geraden Zylinders oder eines Halbzylinders aufweist.
15. Leuchtmittel (1) nach Anspruch 2,
bei dem die Intensitätsverteilung (62) im Fernfeld des von dem Leuchtmittel (1) emittierten Lichts als Funktion eines Polarwinkels (φ) zur Oberflächennormalen, die in der Haupter- streckungsebene (XZ) verläuft und senkrecht zur Haupterstre- ckungsrichtung (Z) des Optikkörpers steht, zwei lokale Maxima aufweist, die durch ein einziges lokales Minimum voneinander getrennt sind, wobei
- die Intensitätsverteilung (62) im Rahmen der Messgenauigkeit achsensymmetrisch ist und
- das Minimum höchstens 60 % der Intensität der beiden Maxima aufweist .
16. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Intensitätsverteilung (61) im Fernfeld des von dem Leuchtmittel (1) emittierten Lichts als Funktion eines Azimutwinkels (Θ) zur Oberflächennormalen, die parallel zur Haupterstreckungsrichtung (Z) des Optikkörpers (3) verläuft, ein Plateau aufweist, innerhalb dessen die Intensität um höchstens 5 % um einen im Rahmen der Messgenauigkeit von Null verschiedenen Mittelwert schwankt, wobei
- die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung (61) wenigs¬ tens 70 % der Breite des Plateaus entspricht und
- die Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung (61) als
Funktion des Azimutwinkels (Θ) wenigstens einen Faktor 1,7, bevorzugt wenigstens einen Faktor 2,4, größer als die Halb¬ wertsbreite der Intensitätsverteilung (62) als Funktion des Polarwinkels (φ) ist.
17. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Intensitätsverteilung (61) im Fernfeld des von dem Leuchtmittel (1) emittierten Lichts als Funktion des Po- larwinkels (φ) translationsinvariant entlang der Haupterstre- ckungsebene (Z) ist.
18. Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Optikkörper (3) Leuchtstoffpartikel zur Wellenlängenkonversion der von den Leuchtdioden (2) emittierten elektromagnetischen Strahlung enthält.
19. Verfahren zur Herstellung eines Optikkörpers (3) für ein Leuchtmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit den folgenden Schritten
- Formziehen des Optikkörpers (3) aus der Schmelze und
- Einbringen der zumindest einen Vertiefung (4) in den noch nicht ausgekühlten Optikkörper (3) .
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