EP3371511A2 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

Leuchtvorrichtung

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EP3371511A2
EP3371511A2 EP16815725.3A EP16815725A EP3371511A2 EP 3371511 A2 EP3371511 A2 EP 3371511A2 EP 16815725 A EP16815725 A EP 16815725A EP 3371511 A2 EP3371511 A2 EP 3371511A2
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EP
European Patent Office
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lighting device
light source
light sources
region
light
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EP16815725.3A
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EP3371511B8 (de
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Stephan Ebner
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Publication date
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F21Y2115/15—Organic light-emitting diodes [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, in particular a spotlight lighting device.
  • Lighting devices are known from the prior art, in which the emission characteristic is provided by a static emitting light source and an associated optical arrangement. Further are
  • Luminous devices are known in which the light source is not formed statically, but can be controlled independently of each other in certain areas of the light source, thereby characterized the
  • Radiation characteristic of the lighting device can be changed.
  • a lighting device in particular a spotlight lighting device to provide, in which the radiation characteristic of the lighting device is adjustable with higher degrees of freedom.
  • a lighting device is to be provided with which a multi-color center-beam arrangement can be provided.
  • a lighting device in particular a spotlight lighting device, comprises: at least one planar, matrix-like light source comprising a plurality of individual light sources each capable of emitting light of a defined wavelength; wherein at least one first area with at least one individual light source and a second area with at least one individual light source can be controlled independently of each other; and wherein the individual light sources of the at least two regions are adapted to emit light with differently defined wavelengths.
  • the present invention proposes to provide a plurality of regions (at least two regions) with individual light sources in a planar, matrix-like light source, which can be controlled independently of one another with regard to their respective light intensities, so that different regions with different light intensities can be illuminated or If the respective illuminated areas overlap, a corresponding mixed light can be provided.
  • the individual light sources of the light source are arranged point and / or mirror symmetry.
  • the light source may have a substantially circular shape or the individual light sources may be arranged in a cross shape. This makes it possible to provide a total conical light emission characteristic of the lighting device, which is particularly preferred for spotlight applications.
  • the first region of the light source is an inner region and the second region is an outer region surrounding the inner region.
  • the inner region of the light source can be a so-called center beam
  • At least one optical arrangement and / or a mixing arrangement are provided in the emission direction of the light source behind the light source.
  • the optical assembly may include, for example, converging lenses or reflector arrays to form a directional and collimated one
  • the individual light sources of the light source can be designed, for example, as LED light sources, with it being possible to use individual LEDs or chip-on-board LEDs in this regard.
  • LED light sources makes it possible in a simple way to provide individual light sources which can emit light with differently defined wavelengths.
  • the light source is provided as LED light sources, it is preferred that these are designed as a chip-scale package or as a chip-scale package arrays. This makes it possible to provide a comparatively high single light source density.
  • the individual light sources of a region are interconnected as a serial string or as serial strings connected in parallel with one another and can be driven together.
  • the strands of a region can each be supplied with energy by a converter unit or by a channel of a multi-channel converter unit.
  • Alternate IV or in addition to this can be at least two strands
  • each strand is assigned a correspondingly adjustable resistance, so that all strands can be set arbitrarily and differently to each other. In this embodiment, therefore, all parallel to each other interconnected serial strands of a range
  • the adjustable resistor can be provided by a mechanically adjustable potentiometer, which is preferably adjustable by a controllable actuator.
  • Alternat TM provides the ability to provide adjustable resistance through a drivable digital potentiometer that can be controlled or adjusted, for example, via a touch input, a switch, or the like. It is also possible, such a digital potentiometer by a microcontroller control, which can be integrated, for example, in the converter unit to control.
  • Resistor cascade provided, which can be controlled by a microcontroller, preferably by the microcontroller control a reed circuit is controlled.
  • Resistor which is preferably integrated in the converter unit, provided, wherein the control of the adjustable resistor is preferably provided by means of a signal over-power drive.
  • At least one of the adjustable resistor at least one of the adjustable resistor
  • Fixed resistor provided in at least one strand of an area. It is preferred that the fixed resistor or the fixed resistors are selected such that they are the adjustable resistor or the adjustable
  • Resist in a neutral position i. that the
  • Fixed resistor or the fixed resistors represent a consumer of the same size as the adjustable resistor or the adjustable resistors in neutral position.
  • all the individual light sources are designed as equivalent consumers and light generators, it is thus possible to use the same current in all parallel strings
  • OLED matrix in the form of an OLED matrix. It is particularly preferred that such an OLED matrix can be controlled pixel by pixel, in which case the controllable pixels represent the individual light sources.
  • the cells comprise a phosphor which can be excited by means of at least one laser beam of a laser arrangement for secondary light output.
  • the color conversion matrix can be provided, for example, by appropriate casting compounds in the phosphor.
  • green, yellow or red phosphor or a mixture thereof may be contained in the cells of the color conversion matrix, wherein preferably an organic phosphor or a quantum dot is used, which is preferably excitable by means of a blue laser beam to the secondary light output.
  • a phosphor in the context of the present invention is generally a substance that can be excited by laser light and then a secondary
  • phosphors are, for example, ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, ZnTe, CdTe), silicates (Ca 3 Sc 2 Si 3 0 12: Ce3 +), ortho silicates (BOSE), garnets (YAG: Ce3 +, (YGd ) AG: Ce3 + , LuAG: Ce3 + ), oxides (CaSc0 2 : Eu 2+ ), SiALONs (a-SiAlON: Eu 2+ , b-SiAlON: Eu 2+ ), nitrides
  • the at least one laser beam is applied to the respective cells by means of a micromirror arrangement
  • the micromirror arrangement can be directed at the cells at a frequency between 30 and 1000 Hz, preferably between 50 and 200 Hz. If the dynamics of the micromirror arrangement are selected to be sufficiently large (which is the case at frequencies of> about 30 Hz, ie 30 distractions per second), the individual exposures of the system generated by the system blur into a single composite image for the human eye. In practice, it has been shown that a flicker and smooth image at a
  • Frequency of about 200 Hz can be provided, for applications for film cameras preferably higher frequencies up to 1000 Hz are used.
  • Alternate IV or in addition to the use of a micromirror arrangement, with which the laser beam can be directed to different cells of the color conversion matrix, can confine certain cells to them
  • Color conversion matrix provided in at least one fixed
  • Laser beam are movable.
  • mobility of the color conversion matrix may be by one or more
  • Such actuators may for example be connected to the edge regions of the color conversion matrix, so that the
  • Color conversion matrix can be moved freely accordingly.
  • the individual light sources are at least a portion of
  • this area can deliver a white light with a color temperature between 4500 K and 800 K, preferably between 5000 K and 7500 K and more preferably of about 6000 K; and wherein the individual light sources of at least one further area are provided such that this further area has a white light with a white light Color temperature between 2500 K and 4000 K, preferably between 3000 K and 3500 K and more preferably from about 3000 K can deliver.
  • the lighting device between a
  • warm white light and a cold white white light can be adjusted or that appropriate light mixtures can be provided.
  • the individual light sources are at least a portion of
  • Light source provided such that this area can emit red light with a peak wavelength between 580 and 670 Nm, wherein preferably the individual light sources at least one further area are provided such that this area can deliver blue light with a peak wavelength between 390 and 480 Nm, wherein the individual light sources of at least one further region of the light source are preferably provided such that this region can emit green light with a peak wavelength between about 480 and 560 Nm, the individual light sources of at least one further region of the light source preferably being provided such that this region is yellowish with a peak wavelength between 560 and 630 nm.
  • the lighting device comprises at least two surface, matrix-like constructed light sources, which are substantially aligned to the same illumination field.
  • the lighting device comprises at least two surface, matrix-like constructed light sources, which are substantially aligned to the same illumination field.
  • the light output, spotty "fails depending on the number of individual light sources used and depending on the size of the
  • Figure l is a schematic view of a first embodiment of a lighting device according to the invention.
  • Figure 3 is a schematic view of another embodiment of a lighting device according to the invention with an OLED matrix as the light source;
  • Figure 4 is a schematic view of another embodiment of a lighting device according to the invention with two light sources, which are aligned substantially on the same illumination field;
  • Figure 5 is a schematic view of two light sources, as they are preferably used in a lighting device according to the invention.
  • Figure 6 is a schematic view of different light sources, as they can be used in a preferred embodiment of a lighting device according to the invention.
  • Figure 7 is a schematic view of another preferred embodiment
  • Embodiment of a lighting device wherein the light source is provided by a light source matrix in the form of a color conversion matrix;
  • Figure 9 is a schematic view of another preferred embodiment
  • Figure IO is a schematic view of another preferred embodiment
  • Figure Ii is a schematic view of a preferred interconnection of the individual light sources of a range
  • Figure 12 is a schematic view of an adjustable resistor in the form of an adjustable potentiometer
  • Figure 13 is a schematic view of a preferred interconnection of
  • Figure 14 is a schematic view of an adjustable resistor in the form of a resistor cascade with a microcontroller control
  • Figure 15 is a schematic view of a preferred interconnection of
  • Figure 16 is a schematic view of a preferred interconnection of
  • Figure 17 is a schematic view of an interconnection of two light sources with a four-channel converter and two adjustable resistors
  • Figure 18 is a schematic view of an interconnection of a light source with at least one fixed resistor.
  • Figure 1 shows a schematic view of a first preferred embodiment
  • an optical element 15 preferably a lens arrangement
  • the light source 11 comprises an inner region 12 and, in the preferred embodiment shown, four outer regions 13.
  • the regions 12, 13 shown in FIG. 1 can be individual light sources (for example LED light sources), a plurality of individual light sources and / or a multiplicity of interconnected ones Represent individual light sources.
  • the preferred embodiment shown represents a so-called center-beam arrangement, in which an inner region of the light source 11 with a or more surrounding areas of the light source is arranged.
  • the respective regions of the light source can be controlled independently of each other, so that the one shown on the right
  • Illuminations can be adjusted. As in figure
  • FIG. 2 shows a schematic view of two light sources 11 1 , which are shown in FIG.
  • Light source 11 1 illustrated in FIG. 2 comprises individual LED light sources which can be arranged, for example, on a common board, whereas the right-hand light source u 11 shown in FIG. 2 is designed as a so-called chip-on-board LED light source.
  • LED light sources can be used, which are designed as a chip-scale package or as a chip-scale package array (especially for applications in which a correspondingly high luminous flux to be made available).
  • FIG. 3 shows a schematic view of another preferred embodiment
  • Embodiment of a lighting device 10 111 according to the invention wherein in contrast to the embodiments shown in Figures 1 and 2, an OLED matrix II m is used as the light source.
  • the OLED matrix n m is designed such that the individual pixels / cells of the OLED matrix ⁇ ⁇ are independently controllable.
  • FIG. 4 shows a further preferred embodiment of a
  • Lighting device which comprises two light sources u w .
  • the optical arrangement 15 TM is designed such that the two light sources n IV can be aligned substantially on the same illumination field, so that the light emitted by the light sources n IV light can be superimposed accordingly.
  • the light sources n w have a mirrored or inverted arrangement of the individual light sources, so that as far as possible a "spot-free" image is provided.
  • FIG. 5 shows a schematic view of two more or less complex light sources n v , n VI .
  • the light sources n v , 11 ⁇ shown in FIG. 5 can already have a comparatively homogeneous size because of their size Provide light output.
  • the light field n v in this case has an inner region 12 V , which is provided by a plurality of individual light sources (preferably LED light sources), wherein the inner region 12 V is surrounded by an outer region 13 V.
  • the light field 11 ⁇ has areas which are formed by a combination of a plurality of individual light sources
  • FIG. 6 shows a schematic view of a plurality of light source geometries which may comprise a plurality of planar, matrix-like light sources. With the arrangements of the various light sources shown for a
  • Lighting device a particularly advantageous, homogeneous light output can be provided by the lighting device.
  • the arrangements shown are particularly preferably used for different luminaire geometries (for example, elongated luminaires, wall or ceiling spotlights, spotlight lighting, etc.).
  • the respective light sources shown in Figure 6 are each supplied by a channel of a converter or in each case by a separate converter, so that the respective light sources are independently controllable.
  • FIG. 7 shows a schematic view of another preferred embodiment
  • Embodiment of a lighting device io vn wherein the light source is provided by a light source matrix in the form of a color conversion matrix ⁇ ⁇ 1 .
  • the individual light sources are provided by the cells of the color conversion matrix ⁇ ⁇ 1 .
  • the cells each comprise a phosphor which can be excited by means of a laser beam (preferably a blue laser beam) of a laser arrangement 26 VI1 for secondary light output .
  • n ⁇ 1 can be green, yellow or red
  • the lighting device ⁇ ⁇ 1 further comprises a micromirror arrangement 25 vn , with which the laser beam on the
  • the laser beam is preferably a blue emitting laser, the stimulate the phosphors contained in the cells accordingly.
  • the micromirror arrangement 25 vn is designed such that it has a frequency between 30 and 1000 Hz, preferably with a frequency between 50 and 200 Hz, a laser on different cells of the
  • Color conversion matrix ii w can judge.
  • Figure 8 shows a schematic view of another embodiment of a lighting device according to the invention io vin, wherein a plurality of laser assemblies 26 are disposed vni stationary in contrast to the embodiment shown in figure 7 embodiment, and are aligned in such a way that this particular on one or on cells of the color conversion matrix ⁇ ⁇ 11 are directed.
  • a laser arrangement such as 26 vn can also be used with a micromirror arrangement 25 vn (see FIG. Alternatively, it is possible to assign a single laser to each cell of the color conversion matrix n 11 , so that a micromirror arrangement 25 vn could be completely dispensed with.
  • Such a system can drive in parallel all cells of the color conversion matrix n ⁇ 11 .
  • FIG. 9 shows a further preferred embodiment of a
  • Lighting device io Ix .
  • Color conversion matrix n IX arranged to be movable in this embodiment, in such a way that the cells of the color conversion matrix n IX can be moved into a fixed laser of a laser array 26 IX .
  • the color conversion matrix io IX is preferably for this purpose by means of
  • piezoelectric or electromagnetic actuators 30 IX formed movable.
  • FIG. 10 shows a further embodiment of a preferred embodiment
  • Lighting device io x the light source turn as
  • Color conversion matrix n x is provided.
  • this embodiment furthermore comprises a mixing chamber i6 x downstream from the light source
  • FIG. 11 shows an exemplary interconnection of a region of a
  • Figure 12 shows an exemplary interconnection of two light sources, each having inner LEDs for providing a center beam and outer LEDs for providing a light output surrounding the inner region.
  • the respective inner regions 12 of the light sources are in each case of the respective outer regions 13 of the light sources by an adjustable resistor 60, which in each case in the
  • Resistors 60 the load in the parallel strands can be shifted so that the respective strands are supplied with more or less power, so that the light intensity of the inner and outer regions 12, 13 can be controlled independently of each other or each.
  • FIG. 12 is merely intended to show how individual regions of the light source or respective strands of the light source can be adjusted independently of one another by means of an adjustable resistor 60. In another
  • each adjustable light source strand can be assigned an adjustable resistance, so that all light source strands can be set arbitrarily and differently to each other.
  • the converter 50 is designed as a two-channel converter, which can control the respective light fields independently of one another.
  • Light sources can be used according to multi-channel converter or multiple single-channel converter.
  • Figure 13 shows an exemplary embodiment of an adjustable resistor in the form of an adjustable potentiometer with different resistances, which can be switched on as needed.
  • an adjustable resistor in the form of an adjustable potentiometer with different resistances, which can be switched on as needed.
  • controllable digital In addition to mechanically adjustable potentiometers, there is also the possibility of controllable digital
  • Potentiometers (so-called electronic potentiometer) use, in the form of a transistor circuit or a microcontroller circuit can be executed.
  • the digital potentiometers can be controlled via or through a converter.
  • digital or electronic potentiometers are known which comprise individual resistors connected in series and electronic switches. Such an arrangement can be summarized as a digital control circuit to an integrated circuit.
  • Trim potentiometer which retains a set value or can be a setting of the digital potentiometer via buttons, an incremental encoder or a microcontroller.
  • the latter usually have a volatile and / or a non-volatile memory for the hit
  • variable resistors are used, for example, DAC circuits or operational amplifier circuits. It is particularly preferred that the adjustable resistor or the resistor cascade is floating, and that over the respective resistors a certain power can flow. Depending on the LEDs used, LED strings are typically operated with a current between 10 and 2000 raA.
  • a microcontroller circuit is used, the reed switch controls, so that thereby the potential-free resistor cascade can be set freely as needed.
  • the size of the resistor cascade used i.e., the number of resistors and the respective resistance values
  • the microcontroller circuit can also be integrated directly into an inserted LED module and provided with a corresponding control line.
  • the control signal is transmitted via the supply voltage of the converter, preferably as a so-called signal over-power signal.
  • the microcontroller circuit is integrated as a separate component between an LED module and a converter or directly in a converter.
  • FIG. 14 shows by way of example a microcontroller circuit with a memory which can control one or more reed switches (RSi to RS3) and thereby set the, preferably potential-free, resistor cascade (Ri to R3) as required.
  • Figure 15 shows an example of a microcontroller circuit, which in a
  • FIG. 16 shows a schematic view of another
  • Figure 17 shows an exemplary wiring arrangement for two light sources whose respective areas are provided by two adjustable resistors provided by a microcontroller circuit driving the respective resistor cascades.
  • the converter is a four-channel converter, wherein in FIG. 16 an interconnection for a signal overpower control of the microcontroller circuit is shown by way of example.
  • FIG. 18 shows an exemplary interconnection in which at least one
  • Fixed resistor 0, ⁇ 4 ") in one of the LED strands is provided by the fixed resistor" R4 "shown is the possibility to provide a training in which the fixed resistor is just as large a consumer as the adjustable resistor in a middle resistance value position.
  • the LED light sources are designed as equivalent consumers (which is preferred) flows in this case at medium resistance value of the adjustable resistor in all parallel strands of the same stream, so that all LEDs thus light up bright. This makes it possible to load the load through or through the adjustable resistor in one or the other
  • the value of the fixed resistor "R4" is preferably one third of the highest resistance in the cascade, and the present invention is not the preceding one
  • Embodiments in any way with and can be combined with each other.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung (10), insbesondere eine Spotlight-Leuchtvorrichtung, umfassend: zumindest eine flächige, matrixartig aufgebaute Lichtquelle (11), die mehrere Einzellichtquellen (12, 13) umfasst, die jeweils geeignet sind Licht mit einer definierten Wellenlänge abzugeben; wobei zumindest ein erster Bereich (12) mit zumindest einer Einzellichtquelle und ein zweiter Bereich (13) mit zumindest einer Einzellichtquelle voneinander unabhängig ansteuerbar sind; und wobei die Einzellichtquellen der zumindest zwei Bereiche (12, 13) eingerichtet sind Licht mit unterschiedlich definierten Wellenlängen abzugeben.

Description

Leuchtvorrichtung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere eine Spotlight-Leuchtvorrichtung.
Hintergrund
Aus dem Stand der Technik sind Leuchtvorrichtungen bekannt, bei denen die Abstrahlcharakteristik durch eine statisch emittierende Lichtquelle und eine zugeordnete Optik- Anordnung bereitgestellt wird. Ferner sind
Leuchtvorrichtungen bekannt, bei denen die Lichtquelle nicht statisch ausgebildet ist, sondern bei der gewisse Bereiche der Lichtquelle unabhängig voneinander angesteuert werden können, so dass dadurch die
Abstrahlcharakteristik der Leuchtvorrichtung verändert werden kann.
Im Lichte dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Leuchtvorrichtung, insbesondere eine Spotlight- Leuchtvorrichtung, bereitzustellen, bei der die Abstrahlcharakteristik der Leuchtvorrichtung mit höheren Freiheitsgraden einstellbar ist. Insbesondere soll eine Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden, mit der eine Mehrfarben- Center-Beam- Anordnung bereitgestellt werden kann.
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen
Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung, insbesondere eine Spotlight- Leuchtvorrichtung, umfasst: zumindest eine flächige, matrixartig aufgebaute Lichtquelle, die mehrere Einzellichtquellen umfasst, die jeweils geeignet sind, Licht mit einer definierten Wellenlänge abzugeben; wobei zumindest ein erster Bereich mit zumindest einer Einzellichtquelle und ein zweiter Bereich mit zumindest einer Einzellichtquelle voneinander unabhängig ansteuerbar sind; und wobei die Einzellichtquellen der zumindest zwei Bereiche eingerichtet sind, Licht mit unterschiedlich definierten Wellenlängen abzugeben.
Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung vor, in einer flächigen, matrixartig aufgebauten Lichtquelle mehrere Bereiche (zumindest zwei Bereiche) mit Einzellichtquellen vorzusehen, die unabhängig voneinander hinsichtlich ihrer jeweiligen Lichtstärken angesteuert werden können, so dass unterschiedliche Bereiche mit unterschiedlichen Lichtstärken angestrahlt werden können bzw. bei Überlappung der jeweiligen angestrahlten Bereichen ein entsprechendes Mischlicht bereitgestellt werden kann.
Vorzugsweise sind die Einzellichtquellen der Lichtquelle punkt- und/oder spiegelsymmetrisch angeordnet. Beispielsweise kann die Lichtquelle eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweisen oder die Einzellichtquellen können kreuzförmig angeordnet sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine insgesamt kegelförmige Lichtabstrahlcharakteristik der Leuchtvorrichtung bereitstellen zu können, was insbesondere für Spotlight -Anwendungen bevorzugt ist.
Vorzugsweise ist der erste Bereich der Lichtquelle ein innerer Bereich und der zweite Bereich ein äußerer Bereich, der den inneren Bereich umgibt. Der innere Bereich der Lichtquelle kann dabei einen sogenannten Center-Beam
bereitstellen, der von der Lichtabgabe der Einzellichtquellen im äußeren Bereich umgeben werden kann. Alternat™ zur Ausbildung des zweiten Bereichs als den ersten Bereich vollständig umgebenden Bereich, besteht die Möglichkeit den inneren Bereich der Lichtquelle durch mehrere äußere Bereiche der Lichtquelle zu umgeben. Dadurch besteht die Möglichkeit, die mehreren äußeren Bereiche der Lichtquelle unabhängig voneinander anzusteuern, so dass die Lichtabgabe der Leuchtvorrichtung mit weiteren Freiheitsgraden einstellbar ist.
Ferner besteht die Möglichkeit, die jeweiligen Bereiche der Lichtquelle durch einen Verbund mehrerer Einzellichtquellen bereitzustellen, die im
Wesentlichen Licht mit derselben definierten Wellenlänge abgeben, wobei es in diesem Zusammenhang bevorzugt ist, dass die Einzellichtquellen eines
Verbunds über die Lichtquelle verteilt angeordnet sind. Dadurch besteht die Möglichkeit bereits durch die Anordnung der Einzellichtquellen eine
Durchmischung des jeweils abgegebenen Lichts der Einzellichtquellen bereitstellen zu können, so dass je nach Anwendung auf eine nachgeschaltete Mischanordnung gegebenenfalls verzichtet werden kann.
Vorzugsweise sind in Abstrahlrichtung der Lichtquelle hinter der Lichtquelle zumindest eine optische Anordnung und/oder eine Mischanordnung vorgesehen. Die optische Anordnung kann beispielsweise Sammellinsen oder Reflektoranordnungen umfassen, um eine gerichtete und gebündelte
Lichtabgabe durch die Leuchtvorrichtung bereitstellen zu können.
Die Einzellichtquellen der Lichtquelle können beispielsweise als LED- Lichtquellen ausgebildet sein, wobei diesbezüglich einzelne LEDs oder Chip-on- Board-LEDs eingesetzt werden können. Durch den Einsatz von LED- Lichtquellen besteht auf einfache Weise die Möglichkeit, Einzellichtquellen bereitzustellen, die Licht mit unterschiedlich definierten Wellenlängen abgeben können.
Soweit die Lichtquelle als LED-Lichtquellen bereitgestellt ist, ist es bevorzugt, dass diese als Chip-Scale-Package bzw. als Chip-Scale-Package-Arrays ausgebildet sind. Dadurch besteht die Möglichkeit eine vergleichsweise hohe Einzellichtquellendichte bereitstellen zu können.
Vorzugsweise sind die Einzellichtquellen eines Bereiches als serieller Strang bzw. als miteinander parallel verschaltete serielle Stränge verschaltet und gemeinsam ansteuerbar. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die Stränge eines Bereichs jeweils durch eine Konvertereinheit bzw. durch einen Kanal einer Mehrkanal-Konvertereinheit mit Energie versorgt werden können. AlternatIV oder zusätzlich hierzu können zumindest zwei Stränge
unterschiedlicher Bereiche durch einen Kanal einer Konvertereinheit mit Energie versorgt werden, wobei zwischen den zumindest zwei Strängen ein, vorzugsweise potenzialfreier, einstellbarer Widerstand angeordnet ist. Durch den einstellbaren Widerstand besteht die Möglichkeit, die Last in den parallelen Strängen zu verschieben, so dass die Stränge mit mehr oder weniger Strom versorgt werden, um dadurch die Lichtstärke der in einem jeweiligen Strang angeordneten Einzellichtquellen verändern zu können. Diesbezüglich ist es auch möglich, dass jedem Strang ein entsprechend einstellbarer Widerstand zugeordnet ist, so dass alle Stränge zueinander beliebig und unterschiedlich eingestellt werden können. In dieser Ausführungsform können somit auch alle miteinander parallel verschalteten seriellen Stränge eines Bereichs
unterschiedlich hinsichtlich ihrer Lichtstärke eingestellt werden.
Der einstellbare Widerstand kann dabei durch ein mechanisch einstellbares Potentiometer, das vorzugsweise durch einen ansteuerbaren Stellantrieb einstellbar ist, bereitgestellt werden. Alternat™ besteht die Möglichkeit, den einstellbaren Widerstand, durch ein ansteuerbares digitales Potentiometer bereitzustellen, das beispielsweise über eine Tasteingabe, einen Schalter oder dergleichen angesteuert bzw. eingestellt werden kann. Auch besteht die Möglichkeit, ein derartiges digitales Potentiometer durch eine Mikrocontroller- Steuerung, die beispielsweise in der Konvertereinheit integriert werden kann, anzusteuern.
Besonders bevorzugt wird der einstellbare Widerstand durch eine
Widerstandskaskade bereitgestellt, die mit einer Mikrocontroller-Steuerung angesteuert werden kann, wobei vorzugsweise durch die Mikrocontroller- Steuerung eine Reed-Schaltung angesteuert wird.
Vorzugsweise ist eine Steuereinheit zum Ansteuern des einstellbaren
Widerstands, die vorzugsweise in die Konvertereinheit integriert ist, vorgesehen, wobei die Ansteuerung des einstellbaren Widerstands vorzugsweise mittels einer Signal-Over- Power Ansteuerung bereitgestellt wird.
Vorzugsweise ist neben dem einstellbaren Widerstand zumindest ein
Festwiderstand in zumindest einem Strang eines Bereichs vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt, dass der Festwiderstand bzw. die Festwiderstände derart gewählt sind, dass diese den einstellbaren Widerstand bzw. die einstellbaren
Widerstände in einer Neutralstellung aufheben können, d.h. dass der
Festwiderstand bzw. die Festwiderstände einen gleich großen Verbraucher darstellen, wie der einstellbare Widerstand bzw. die einstellbaren Widerstände in Neutralstellung. In der Ausführungsform, bei der alle Einzellichtquellen als gleichwertige Verbraucher und Lichterzeuger ausgebildet sind, besteht somit die Möglichkeit, in allen parallelen Strängen den gleichen Strom
bereitzustellen, so dass in dieser ,JSleutralstellung" alle Einzellichtquellen (vorzugsweise LEDs) im Wesentlichen gleich hell leuchten. Ferner besteht dadurch die Möglichkeit, die ,JSleutralstellung" derart auszuwählen, dass bei dem einstellbaren Widerstand bzw. bei den einstellbaren Widerständen ein mittlerer Widerstandswert vorgesehen ist, so dass die Last der Verbraucher durch den einstellbaren Widerstand bzw. durch die einstellbaren Widerstände in die eine oder andere Richtung verschoben werden kann, so dass der Strom und damit der Lichtanteil in den jeweiligen Strängen, höher bzw. niedriger eingestellt werden kann. Bei Bereitstellung des einstellbaren Widerstands durch eine Widerstandskaskade ist es dabei besonders bevorzugt, dass der
Festwiderstand etwa einem Drittel des in der Widerstandskaskade
vorgesehenen höchsten Widerstands entspricht.
Alternat™ oder zusätzlich zum Einsatz von LED-Lichtquellen als
Einzellichtquellen besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle durch eine
Lichtquellenmatrix in Form einer OLED-Matrix bereitzustellen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass eine derartige OLED-Matrix pixelweise ansteuerbar ist, wobei in diesem Fall die ansteuerbaren Pixel die Einzellichtquellen darstellen.
Alternat™ zur Ausbildung der Lichtquelle mittels der LED-Lichtquellen bzw. als OLED-Matrix, besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle durch eine
Lichtquellenmatrix in Form einer Farbkonvertierungsmatrix bereitzustellen, wobei die Einzellichtquellen durch Zellen der Farbkonvertierungsmatrix bereitgestellt werden. Die Zellen umfassen dabei einen Leuchtstoff, der mittels zumindest eines Laserstrahls einer Laseranordnung zur Sekundärlichtabgabe anregbar ist.
Die Farbkonvertierungsmatrix kann beispielsweise durch entsprechende Vergussmassen in die Leuchtstoff eingebracht ist, bereitgestellt werden. Dabei kann in den Zellen der Farbkonvertierungsmatrix grüner, gelber oder roter Leuchtstoff oder eine Mischung davon enthalten sein, wobei vorzugsweise ein organischer Leuchtstoff oder ein Quantumdot eingesetzt wird, der vorzugsweise mittels eines blauen Laserstrahls zur Sekundärlichtabgabe anregbar ist.
Ein Leuchtstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei allgemein ein Stoff, der durch Laserlicht anregbar ist und daraufhin ein sekundäres
Lichtspektrum abgibt. Vorliegend einsetzbare Leuchtstoffe sind zum Beispiel: ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, ZnTe, CdTe), Silikate (Ca3Sc2Si3012: Ce3+), Ortho- Silikate (BOSE), Granate (YAG: Ce3+, (YGd)AG: Ce3+, LuAG: Ce3+), Oxides (CaSc02: Eu2+), SiALONs (a-SiALON: Eu2+, b-SiALON: Eu2+), Nitride
(La3Si6Nn: Ce3+, CaAlSiN3:Ce3+), Oxy-Nitride (SrSi2N202: Eu2+,
(Ca,Sr,Ba)Si2N202: Eu2+). In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zumindest eine Laserstrahl mittels einer Mikrospiegelanordnung auf die jeweiligen Zellen der
Farbkonvertierungsmatrix gerichtet. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass die Mikrospiegelanordnung mit einer Frequenz zwischen 30 und 1000 Hz, vorzugsweise zwischen 50 und 200 Hz auf die Zellen gerichtet werden kann. Ist die Dynamik der Mikrospiegelanordnung dabei ausreichend groß gewählt (was bei Frequenzen von > etwa 30 Hz, also 30 Ablenkungen pro Sekunde der Fall ist) verschwimmen die erzeugten Einzelbelichtungen des Systems für das menschliche Auge zu einem einzelnen zusammengesetzten Abbild. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine flimmer und ruckelfreie Abbildung bei einer
Frequenz von etwa 200 Hz bereitgestellt werden kann, wobei für Anwendungen für Filmkameras vorzugsweise höhere Frequenzen mit bis zu 1000 Hz eingesetzt werden.
AlternatIV oder zusätzlich zum Einsatz einer Mikrospiegelanordnung, mit der der Laserstrahl auf unterschiedliche Zellen der Farbkonvertierungsmatrix gerichtet werden kann, können bestimmten Zellen ein auf diese fest
ausgerichteten Laserstrahl umfassen. Dadurch besteht die Möglichkeit, bestimmte bzw. alle Zellen zeitgleich anzusteuern.
AlternatIV zur Ablenkung eines Laserstrahls bzw. zur Zuordnung eines
Laserstrahls zur einer Zelle der Farbkonvertierungsmatrix, besteht die
Möglichkeit die Farbkonvertierungsmatrix selbst derart beweglich in der Leuchtvorrichtung anzuordnen, dass die jeweiligen Zellen der
Farbkonvertierungsmatrix in zumindest einen ortsfest vorgesehenen
Laserstrahl bewegbar sind. Beispielsweise kann eine derartige Beweglichkeit der Farbkonvertierungsmatrix durch einen bzw. durch mehrere
piezoelektrische oder elektromagnetische Aktuatoren bereitgestellt werden. Derartige Aktuatoren können beispielsweise mit den Randbereichen der Farbkonvertierungsmatrix verbunden werden, so dass die
Farbkonvertierungsmatrix entsprechend frei bewegt werden kann.
Vorzugsweise sind die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs der
Lichtquelle derart bereitgestellt, dass dieser Bereich ein Weißlicht mit einer Farbtemperatur zwischen 4500 K und 800 K, vorzugsweise zwischen 5000 K und 7500 K und besonders bevorzugt von etwa 6000 K abgeben kann; und wobei die Einzellichtquellen zumindest eines weiteren Bereichs derart bereitgestellt sind, dass dieser weitere Bereich ein Weißlicht mit einer Farbtemperatur zwischen 2500 K und 4000 K, vorzugsweise zwischen 3000 K und 3500 K und besonders bevorzugt von etwa 3000 K abgeben kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Leuchtvorrichtung zwischen einem
warmweißen Weißlicht und einem kaltweißem Weißlicht eingestellt werden kann bzw., dass entsprechende Lichtmischungen bereitgestellt werden können.
Vorzugsweise sind die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs der
Lichtquelle derart bereitgestellt, dass dieser Bereich Rotlicht mit einer Peak- Wellenlänge zwischen 580 und 670 Nm abgeben kann, wobei vorzugsweise die Einzellichtquellen zumindest eines weiteren Bereichs derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Blaulicht mit einer Peak- Wellenlänge zwischen 390 und 480 Nm abgeben kann, wobei die Einzellichtquellen mindestens eines weiteren Bereichs der Lichtquelle vorzugsweise derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Grünlicht mit einer Peak- Wellenlänge zwischen etwa 480 und 560 Nm abgeben kann, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines weiteren Bereichs der Lichtquelle vorzugsweise derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Gelblicht mit einer Peak- Wellenlänge zwischen 560 und 630 Nm abgeben kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass durch die Leuchtvorrichtung ein farbveränderliches System bereitgestellt werden kann, so dass im Wesentlichen alle Farben des Farbraums bereitgestellt werden können. In diesem
Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit, nur bestimmte Peak- Wellenlängen durch die Einzellichtquellen der jeweiligen Bereiche
bereitzustellen, so dass die Leuchtvorrichtung Licht in einem
korrespondierenden Farbraum abgeben kann.
Vorzugsweise umfasst die Leuchtvorrichtung zumindest zwei fläche, matrixartig aufgebaute Lichtquellen, die im Wesentlichen auf dasselbe Beleuchtungsfeld ausrichtbar sind. Bei Einsatz nur einer flächigen, matrixartig aufgebauten Lichtquelle, besteht die Gefahr, dass die Lichtabgabe ,fleckig" ausfällt, je nach eingesetzter Anzahl der Einzellichtquellen und je nach Größe des zu
belechtenden Bereichs. Durch den Einsatz von zumindest zwei flächigen, matrixartig aufgebauten Lichtquellen, die im Wesentlichen auf dasselbe Beleuchtungsfeld ausrichtbar sind (beispielsweise mittels einer entsprechenden Optik) kann durch Überlagerung der beiden Lichtabgaben ein insgesamt sehr homogenes Lichtbild erreicht werden. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass zwei flächige, matrixartig aufgebaute Lichtquellen eine invertierte Anordnung der Einzellichtquellen aufweist. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die Einzellichtquellen umgekehrt symmetrisch auf den Lichtquellen angeordnet sind, so dass sich eine besonders vorteilhafte
Überlagerung der beiden Lichtabgaben ergibt.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:
Figur l eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
Figur 2 LED-Lichtquellen, die vorzugsweise in einer erfindungsgemäßen
Leuchtvorrichtung eingesetzt werden;
Figur 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung mit einer OLED-Matrix als Lichtquelle;
Figur 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung mit zwei Lichtquellen, die im Wesentlichen auf dasselbe Beleuchtungsfeld ausrichtbar sind;
Figur 5 eine schematische Ansicht zweier Lichtquellen, wie sie vorzugsweise in einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung eingesetzt werden;
Figur 6 eine schematische Ansicht unterschiedlicher Lichtquellen, wie sie in einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung eingesetzt werden können;
Figur 7 eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung, wobei die Lichtquelle durch eine Lichtquellenmatrix im Form einer Farbkonvertierungsmatrix bereitgestellt ist;
Figur 9 eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
Figur IO eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung; Figur Ii eine schematische Ansicht einer bevorzugten Verschaltung der Einzellichtquellen eines Bereichs;
Figur 12 eine schematische Ansicht eines einstellbaren Widerstands in Form eines einstellbaren Potentiometers;
Figur 13 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Verschaltung der
Lichtquelle;
Figur 14 eine schematische Ansicht eines einstellbaren Widerstands in Form einer Widerstandskaskade mit einer Mikrocontroller-Steuerung;
Figur 15 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Verschaltung der
Lichtquelle mit einer im Konverter integrierten Mikrocontroller- Schaltung des einstellbaren Widerstands;
Figur 16 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Verschaltung der
Lichtquelle mit einer separaten Mikrocontroller-Schaltung des einstellbaren Widerstands;
Figur 17 eine schematische Ansicht einer Verschaltung von zwei Lichtquellen mit einem Vier- Kanal-Konverter und zwei einstellbaren Widerständen;
Figur 18 eine schematische Ansicht einer Verschaltung einer Lichtquelle mit zumindest einem Festwiderstand.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 10 mit einer flächig, matrixartig aufgebauten Lichtquelle 11, die vor einem optischen Element 15 (vorzugsweise eine Linsenanordnung) angeordnet ist.
Die Lichtquelle 11 umfasst dabei einen inneren Bereich 12 und in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform vier äußere Bereiche 13. Die in Figur 1 gezeigten Bereiche 12 ,13 können dabei einzelne Lichtquellen (beispielsweise LED- Lichtquellen), mehrere Einzellichtquellen und/oder eine Vielzahl von miteinander verschalteten Einzellichtquellen repräsentieren.
Die gezeigte bevorzugte Ausführungsform stellt dabei eine sogenannte Center- Beam-Anordnung dar, bei der ein innerer Bereich der Lichtquelle 11 mit einem oder mehreren umgebenden Bereichen der Lichtquelle angeordnet ist. Die jeweiligen Bereiche der Lichtquelle können dabei unabhängig voneinander angesteuert werden, so dass die auf der rechten Seite dargestellten
Beleuchtungen (vgl. Bezugszeichen 20) eingestellt werden können. Wie in Figur
1 gut zu erkennen ist, kann mit einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 10 eine symmetrische und asymmetrische Abstrahlcharakteristik mit
unterschiedlichen Beleuchtungsschwerpunkten bereitgestellt werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht zweier Lichtquellen 111, Die in Figur
2 dargestellte Lichtquelle 111 umfasst dabei einzelne LED-Lichtquellen, die beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine angeordnet werden können, wohingegen die in Figur 2 gezeigte rechte Lichtquelle u11 als sogenannte Chip- on-Board-LED Lichtquelle ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang können auch LED-Lichtquellen eingesetzt werden, die als Chip-Scale-Package bzw. als Chip-Scale-Package-Array ausgebildet sind (insbesondere für Anwendungen, bei denen ein entsprechend hoher Lichtstrom zur Verfügung gestellt werden soll).
Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 10111, wobei im Unterschied zu den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen als Lichtquelle eine OLED-Matrix iim eingesetzt wird. Die OLED-Matrix nm ist dabei derart ausgebildet, dass die einzelnen Pixel/Zellen der OLED-Matrix ιιΠΙ unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Figur 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung ioIV, das zwei Lichtquellen uw umfasst. Die optische Anordnung 15™ ist dabei derart ausgebildet, dass die beiden Lichtquellen nIV im Wesentlichen auf dasselbe Beleuchtungsfeld ausrichtbar sind, so dass das von den Lichtquellen nIV emittierte Licht entsprechend überlagert werden kann. Zur Bereitstellung eines möglichst homogenen Lichtfelds ist es besonders bevorzugt, dass die Lichtquellen nw eine gespiegelte bzw. invertierte Anordnung der Einzellichtquellen aufweist, so dass möglichst eine ,fleckenfreie" Abbildungen bereitgestellt werden.
Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht zweier mehr oder weniger komplexer aufgebauter Lichtquellen nv, nVI dar. Die in Figur 5 gezeigten Lichtquellen nv, 11^ können dabei aufgrund ihrer Größe bereits eine vergleichsweise homogene Lichtabgabe bereitstellen. Das Lichtfeld nv weist dabei einen inneren Bereich 12V auf, der durch eine Vielzahl von Einzellichtquellen (vorzugsweise LED- Lichtquellen) bereitgestellt wird, wobei der innere Bereich 12V durch einen äußeren Bereich 13V umgeben wird. Das Lichtfeld 11^ weist demgegenüber Bereiche auf, die durch einen Verbund mehrerer Einzellichtquellen
bereitgestellt werden, die im Wesentlichen Licht mit derselben definierten Wellenlänge abgeben (in Figur 5 sind diese jeweils mit identischer Schraffur versehen). Wie in Figur 5 gut zu erkennen ist, sind die Einzellichtquellen eines jeweiligen Verbunds über die Lichtquelle 11^ verteilt angeordnet, so dass sich bereits aufgrund der Anordnung der Einzellichtquellen eine vergleichsweise gute Durchmischung des abgegebenen Lichts ergibt.
Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht mehrerer Lichtquellengeometrien, die mehrere flächige, matrixartig aufgebaute Lichtquellen umfassen können. Mit den gezeigten Anordnungen der verschiedenen Lichtquellen für eine
Leuchtvorrichtung, kann eine besonders vorteilhafte, homogene Lichtabgabe durch die Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden. Die gezeigten Anordnungen sind dabei besonders bevorzugt für unterschiedliche Leuchtengeometrien (beispielsweise längliche Leuchten, Wand- oder Deckenstrahler, Spotlight- Beleuchtungen, etc.) einsetzbar. Vorzugsweise werden die in Figur 6 gezeigten jeweiligen Lichtquellen durch jeweils einen Kanal eines Konverters bzw. jeweils durch einen separaten Konverter versorgt, so dass die jeweiligen Lichtquellen unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Figur 7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform einer Leuchtvorrichtung iovn, wobei die Lichtquelle durch eine Lichtquellenmatrix in Form einer Farbkonvertierungsmatrix ιο^1 bereitgestellt ist. Die Einzellichtquellen werden dabei durch die Zellen der Farbkonvertierungsmatrix ιο^1 bereitgestellt. Die Zellen umfassen jeweils einen Leuchtstoff, der mittels eines Laserstrahls (vorzugsweise ein blauer Laserstrahl) einer Laseranordnung 26VI1 zur Sekundärlichtabgabe anregbar ist. In den Zellen der Farbkonvertierungsmatrix n^1 kann dabei grüner, gelber oder roter
Leuchtstoff bzw. eine Mischung davon enthalten sein. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leuchtvorrichtung ιο^1 weiterhin eine Mikrospiegelanordnung 25 vn, mit der der Laserstrahl auf die
unterschiedlichen Zellen der Farbkonvertierungsmatrix n^1 abgelenkt werden kann. Der Laserstrahl ist dabei vorzugsweise ein blau emittierender Laser, der die in den Zellen enthaltenen Leuchtstoffe entsprechend anregen kann. Die Mikrospiegelanordnung 25 vn ist dabei derart ausgebildet, dass diese mit einer Frequenz zwischen 30 und 1000 Hz, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 50 und 200 Hz einen Laser auf unterschiedliche Zellen der
Farbkonvertierungsmatrix iiw richten kann.
Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung iovin, wobei im Unterschied zu der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform mehrere Laseranordnungen 26vni ortsfest angeordnet sind und derart ausgerichtet sind, dass diese auf eine bzw. auf bestimmte Zellen der Farbkonvertierungsmatrix ιο^11 gerichtet sind. Zusätzlich zu den in Figur 8 gezeigten ortsfesten Laseranordnungen 26vni kann zudem eine Laseranordnung wie 26vn mit einer Mikrospiegelanordnung 25 vn (vgl. Figur 7) eingesetzt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, jeder Zelle der Farbkonvertierungsmatrix n^11 einen einzelnen Laser zuzuordnen, so dass auf eine Mikrospiegelanordnung 25 vn vollständig verzichtet werden könnte. Ein derartiges System kann parallel alle Zellen der Farbkonvertierungsmatrix n^11 ansteuern.
Figur 9 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung ioIx. Im Unterschied zu den in den Figuren 7 und 8 gezeigten Leuchtvorrichtungen ist die
Farbkonvertierungsmatrix nIX in dieser Ausführungsform beweglich angeordnet, und zwar derart, dass die Zellen der Farbkonvertierungsmatrix nIX in einen ortsfesten Laser einer Laseranordnung 26IX bewegt werden können. Die Farbkonvertierungsmatrix ioIX ist hierfür vorzugsweise mittels
piezoelektrischer oder elektromagnetischer Aktuatoren 30IX beweglich ausgebildet.
Figur 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer bevorzugten
Leuchtvorrichtung iox, wobei die Lichtquelle wiederum als
Farbkonvertierungsmatrix nx bereitgestellt ist. Im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 9 gezeigten Ausführungsformen, umfasst diese Ausführungsform weiterhin eine der Lichtquelle nachgeschaltete Mischkammer i6x zur
Homogenisierung des jeweils von den Einzellichtquellen abgestrahlten Lichts. Eine derartige Mischkammer i6x kann in allen gezeigten Ausführungsformen der Leuchtvorrichtung eingesetzt werden. Figur 11 zeigt eine beispielhafte Verschaltung eines Bereichs einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels eines Einkanalkonverters 50. In dieser Ausführungsform werden alle jeweiligen Bereiche einer flächigen, matrixartig aufgebauten Lichtquelle 11 mittels eines, vorzugsweise ansteuerbaren,
Konverters 50 betrieben. Wie in Figur 11 zu erkennen ist, sind die
Einzellichtquellen eines jeweiligen Bereichs als miteinander parallel verschaltete serielle Stränge vorgesehen und somit gemeinsam ansteuerbar.
Figur 12 zeigt eine beispielhafte Verschaltung von zwei Lichtquellen, die jeweils innere LEDs zur Bereitstellung eines Center-Beams und äußere LEDs zur Bereitstellung einer den inneren Bereich umgebenden Lichtabgabe.
Wie in Figur 12 gut zu erkennen ist, sind dabei die jeweiligen inneren Bereiche 12 der Lichtquellen von den jeweils äußeren Bereichen 13 der Lichtquellen jeweils durch einen einstellbaren Widerstand 60, der jeweils in die
Parallelschaltungen integriert ist, getrennt. Durch die einstellbaren
Widerstände 60 kann die Last in den parallelen Strängen derart verschoben werden, dass die jeweiligen Stränge mit mehr oder weniger Strom versorgt werden, so dass die Lichtstärke der inneren und äußeren Bereiche 12, 13 jeweils unabhängig voneinander geregelt bzw. angesteuert werden können. Figur 12 soll dabei lediglich aufzeigen, wie durch einen einstellbaren Widerstand 60 jeweilige Bereiche der Lichtquelle bzw. jeweilige Stränge der Lichtquelle unabhängig voneinander eingestellt werden können. In einer weiteren
Ausführungsform kann dabei jedem gezeigten Lichtquellenstrang ein einstellbarer Widerstand zugeordnet werden, so dass alle Lichtquellenstränge zueinander beliebig und unterschiedlich eingestellt werden können. Wie in Figur 12 zu erkennen ist, ist der Konverter 50 in dieser Ausführungsform als Zweikanal-Konverter, der die jeweiligen Lichtfelder unabhängig voneinander ansteuern kann, ausgebildet. Bei Leuchtvorrichtungen mit weiteren
Lichtquellen, können entsprechend Mehrkanal-Konverter oder mehrere Einkanal-Konverter eingesetzt werden.
Figur 13 zeigt eine beispielhafte Ausbildung eines einstellbaren Widerstands in Form eines einstellbaren Potentiometers mit verschiedenen Widerständen, die je nach Bedarf zugeschaltet werden können. Neben mechanisch einstellbaren Potentiometern besteht auch die Möglichkeit, ansteuerbare digitale
Potentiometer (so genannte elektronische Potentiometer) einzusetzen, die in Form einer Transistorschaltung oder einer Mikrocontroller-Schaltung ausgeführt sein können. Vorzugsweise können die digitalen Potentiometer dabei über den bzw. durch einen Konverter angesteuert werden. Es sind beispielsweise digitale bzw. elektronische Potentiometer bekannt, die hintereinander geschaltete einzelne Widerstände sowie elektronische Schalter umfassen. Eine derartige Anordnung kann dabei als digitale Steuerschaltung zu einem integrierten Schaltkreis zusammengefasst werden. Es können vorliegend beispielsweise digitale Potentiometer in Form eines sogenannten
Trimmpotentiometers, das einen eingestellten Wert beibehält bzw. kann eine Einstellung des digitalen Potentiometers über Tasten, einen Inkrementalgeber oder einen Mikrokontroller erfolgen. Letztere haben üblicherweise einen flüchtigen und/oder einen nicht flüchtigen Speicher für die getroffenen
Einstellungen. Auch können weitere elektronische Varianten von
veränderlichen Widerständen eingesetzt werden, beispielsweise DAC- Schaltungen oder Operationsverstärkerschaltungen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der einstellbare Widerstand bzw. die Widerstandskaskade potentialfrei ist, und dass über die jeweiligen Widerstände eine gewisse Leistung fließen kann. Je nach verwendeten LEDs, werden dabei LED-Stränge typischerweise mit einem Strom zwischen 10 und 2000 raA betrieben.
Besonders bevorzugt wird vorliegend eine Mikrokontroller-Schaltung eingesetzt, die Reed-Schalter ansteuert, so dass dadurch die potentialfreie Widerstandskaskade nach Bedarf frei eingestellt werden kann. Die Größe der eingesetzten Widerstandskaskade (d.h. die Anzahl der jeweiligen Widerstände und der jeweiligen Widerstandswerte) kann dabei je nach Anwendungsfall angepasst werden. Die Mikrokontroller-Schaltung kann dabei auch direkt in ein eingesetztes LED-Modul integriert werden und mit einer entsprechenden Steuerleitung versehen werden. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls möglich, dass das Steuersignal über die Versorgungs Spannung des Konverters mit übertragen wird, vorzugsweise als sogenanntes Signal-Over- Power-Signal. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Mikrokontroller-Schaltung als separates Bauteil zwischen einem LED-Modul und einem Konverter oder direkt in einem Konverter integriert ist.
Figur 14 zeigt beispielhaft eine Mikrokontroller-Schaltung mit einem Speicher, die einen bzw. mehrere Reed-Schalter (RSi bis RS3) ansteuern kann und dadurch die, vorzugsweise potentialfreie, Widerstandskaskade (Ri bis R3) nach Bedarf einstellen kann. Figur 15 zeigt beispielhaft eine Mikrokontroller-Schaltung, die in einem
Konverter integriert ist und die entsprechende Schalter (RSi...) ansteuern kann, um eine Widerstandskaskade (Ri...) entsprechend zu schalten.
Figur 16 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren
Verschaltungsmöglichkeit, wobei die Mikrokontroller-Schaltung im
Unterschied zu der in Figur 15 gezeigten Mikrokontroller-Schaltung als separates Bauteil ausgebildet ist.
Figur 17 zeigt eine beispielhafte Verschaltungsanordnung für zwei Lichtquellen, deren jeweilige Bereiche durch zwei einstellbare Widerstände, die durch eine Mikrokontroller-Schaltung, die die jeweiligen Widerstandskaskaden ansteuern, bereitgestellt sind. In der in Figur 17 gezeigten Ausführungsform ist der Konverter dabei ein Vier-Kanal-Konverter, wobei in Figur 16 beispielhaft eine Verschaltung für eine Signal-Over- Power- Ansteuerung der Mikrokontroller- Schaltung gezeigt ist.
Figur 18 zeigt eine beispielhafte Verschaltung, bei der zumindest ein
Festwiderstand 0,^4") in einem der LED-Stränge (hier für den inneren Bereich einer Lichtquelle) vorgesehen ist. Durch den gezeigten Festwiderstand„R4" besteht die Möglichkeit eine Ausbildung vorzusehen, bei der der Festwiderstand ein genauso großer Verbraucher ist, wie der einstellbare Widerstand in einer mittleren Widerstandswertstellung. Soweit die LED-Lichtquellen dabei als gleichwertige Verbraucher ausgebildet sind (was bevorzugt ist), fließt in diesem Falle bei mittlerer Widerstandswertstellung des einstellbaren Widerstands in allen parallelen Strängen der gleiche Strom, so dass alle LEDs somit gleich hell leuchten. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Last der Verbraucher durch die bzw. durch den einstellbaren Widerstand in die eine bzw. in die andere
Richtung verschieben zu können, so dass der Strom und damit der Lichtanteil in den jeweiligen Strängen höher oder niedriger eingestellt werden kann. In der Praxis hat sich gezeigt, dass als Wert für den Festwiderstand„R4" vorzugsweise ein Drittel des höchsten Widerstands in der Kaskade eingesetzt wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden
Ausführungsbeispiele beschränkt, solange es sich um einen Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst. Ferner sind die vorhergehenden
Ausführungsbeispiele in beliebiger Weise mit und untereinander kombinierbar.

Claims

- 1 -
Schutzansprüche
Leuchtvorrichtung (10), insbesondere eine Spotlight-Leuchtvorrichtung, umfassend:
zumindest eine flächige, matrixartig aufgebaute Lichtquelle (11), die mehrere Einzellichtquellen (12, 13) umfasst, die jeweils geeignet sind Licht mit einer definierten Wellenlänge abzugeben;
wobei zumindest ein erster Bereich (12) mit zumindest einer
Einzellichtquelle und ein zweiter Bereich (13) mit zumindest einer
Einzellichtquelle voneinander unabhängig ansteuerbar sind; und wobei die Einzellichtquellen der zumindest zwei Bereiche (12, 13) eingerichtet sind Licht mit unterschiedlich definierten Wellenlängen abzugeben.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Einzellichtquellen der Lichtquelle (11) punkt- und/oder spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der erste Bereich (12) der Lichtquelle (11) ein innerer Bereich ist und der zweiten Bereich (13) ein äußerer Bereich ist, der den inneren Bereich umgibt.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der erste Bereich (12) der Lichtquelle (11) ein innerer Bereich ist, der von mehreren äußeren Bereichen (13) der Lichtquelle (11) umgeben ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Bereiche durch einen Verbund mehrerer Einzellichtquellen bereitgestellt werden, die im Wesentlich Licht mit derselben definierten Wellenlänge abgeben.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Einzellichtquellen eines Verbunds über die Lichtquelle (11) verteilt angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abstrahlrichtung der Lichtquelle (11) hinter der Lichtquelle (11) zumindest eine optische Anordnung (15) und/oder eine Mischanordnung (16) vorgesehen ist. - 2 -
8. Leuchtvorrichtung (ιο) nach Anspruch 7, wobei die optische Anordnung (15) eine Sammellinse oder eine Reflektoranordnung umfasst.
9. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen der Lichtquelle (11) LED-Lichtquellen sind, insbesondere bereitgestellt durch einzelne LEDs oder durch Chip-on-Board LEDs.
10. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (11) LED-Lichtquellen sind, die als Chip-Scale-Package bzw. als Chip-Scale-Package-Arrays ausgebildet sind.
11. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen eines Bereichs (12, 13) als serieller Strang bzw. als miteinander parallel verschaltete serielle Stränge verschaltet und gemeinsam ansteuerbar sind.
12. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei die Stränge eines Bereichs jeweils durch eine Konvertereinheit (50) bzw. durch einen Kanal einer Mehrkanal-Konvertereinheit (50) mit Energie versorgt werden.
13. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zumindest zwei Stränge unterschiedlicher Bereiche (12, 13) durch einen Kanal einer Konvertereinheit (50) mit Energie versorgt werden und wobei zwischen den zumindest zwei Strängen ein, vorzugsweise potentialfreier, einstellbarer Widerstand (60) angeordnet ist.
14. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei der einstellbare Widerstand (60) durch ein mechanisch einstellbares Potentiometer bereitgestellt ist. 15. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 14, wobei das mechanisch einstellbare Potentiometer durch einen ansteuerbaren Stellantrieb einstellbar ist.
16. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei der einstellbare Widerstand (60) durch ein ansteuerbares, digitale Potentiometer bereitgestellt ist. - 3 -
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei der einstellbare Widerstand (60) durch eine Widerstandskaskade mit einer Mikrocontroller-Steuerung einer Reed-Schaltung bereitgestellt ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei eine Steuereinheit zum Ansteuern des einstellbaren Widerstands (60), die vorzugsweise in die Konvertereinheit (50) integriert ist, vorgesehen ist, wobei die Ansteuerung des einstellbaren Widerstands (60) vorzugsweise eine Signal- Over- Power Ansteuerung ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei neben dem einstellbaren Widerstand (60) zumindest ein Festwiderstand (R4) in zumindest einem Strang eines Bereichs (12, 13) vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 17 und 19, wobei der Wert des
Festwiderstands (R4) etwa 1/3 des in der Widerstandskaskade vorgesehenen höchsten Widerstands entspricht.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (11) durch eine Lichtquellenmatrix in Form einer OLED-Matrix bereitgestellt ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (11) durch eine Lichtquellenmatrix in Form einer
Farbkonvertierungsmatrix bereitgestellt ist, wobei die Einzellichtquellen durch Zellen bereitgestellt sind, die einen Leuchtstoff umfassen, der mittels zumindest eines Laserstrahls einer Laseranordnung (26) zur
Sekundärlichtabgabe anregbar ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 22, wobei in den Zellen der
Farbkonvertierungsmatrix grüner, gelber oder roter Leuchtstoff oder eine Mischung davon enthalten ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 23, wobei der Leuchtstoff vorzugsweise ein anorganischer Leuchtstoff oder ein Quantumdot ist, der vorzugsweise mittels eines blauen Laserstrahls zur Sekundärlichtabgabe anregbar ist. - 4 -
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der zumindest eine Laserstrahl mittels einer Mikrospiegelanordnung (25) auf die jeweiligen Zellen der Farbkonvertierungsmatrix gerichtet wird.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 25, wobei die Mikrospiegelanordnung (25) mit einer Frequenz zwischen 30 und 1000 Hz, vorzugsweise zwischen 50 und 200 Hz auf die Zellen gerichtet wird.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei jeder Zelle ein auf diese fest gerichteter Laserstahl zugeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei zumindest ein Laserstrahl mittels einer Mikrospiegelanordnung (25) auf bestimmte Zellen der Farbkonvertierungsmatrix richtbar ist und zumindest ein weiterer Laserstrahl fest einer Zelle zugeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Farbkonvertierungsmatrix derart beweglich in der Leuchtvorrichtung (10) angeordnet ist, dass die jeweiligen Zellen der Farbkonvertierungsmatrix in zumindest einen ortsfest vorgesehen Laserstahl bewegbar sind.
Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 29, wobei die
Farbkonvertierungsmatrix mittels zumindest eines piezoelektrischen oder zumindest eines elektromagnetischen Aktuators (30) bewegt wird.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs (12, 13) der Lichtquelle (11) derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich ein Weißlicht mit einer Farbtemperatur zwischen 4500 K und 8000 K, vorzugsweise zwischen 5000 K und 7500 K und besonders bevorzugt von etwa 6000 K abgeben kann; und wobei die
Einzellichtquellen zumindest eines weiteren Bereichs (12, 13) derart bereitgestellt sind, dass dieser weitere Bereiche ein Weißlicht mit einer Farbtemperatur zwischen 2500 K und 4000 K, vorzugsweise zwischen 3000 K und 3500 K und besonders bevorzugt von etwa 3000 K abgeben kann.
Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs (12, 13) der Lichtquelle (11) derart - 5 - bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Licht mit einer Peak-Wellenlänge zwischen etwa 580 und 670 nm abgeben kann.
33. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs (12, 13) der Lichtquelle (11) derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Licht mit einer Peak-Wellenlänge zwischen etwa 390 und 480 nm abgeben kann.
34. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs (12, 13) der Lichtquelle (11) derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Licht mit einer Peak-Wellenlänge zwischen etwa 480 und 560 nm abgeben kann.
35. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einzellichtquellen zumindest eines Bereichs (12, 13) der Lichtquelle (11) derart bereitgestellt sind, dass dieser Bereich Licht mit einer Peak-Wellenlänge zwischen 560 und 630 nm abgeben kann.
36. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (10) zumindest zwei flächige, matrixartig aufgebaute
Lichtquellen (11) umfasst, die im Wesentlichen auf dasselbe Beleuchtungsfeld ausrichtbar sind.
37. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 36, wobei zwei flächigen, matrixartig aufgebauten Lichtquellen (11) eine invertierte Anordnung der
Einzellichtquellen aufweisen.
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