本発明は、照明装置用の反射器に関する。これは、各光源に対して少なくとも1つの背面側陥入部を有しており、さらに少なくとも1つの前面反射器開口部を有している。
反射器は、LEDランプ内に取り付けるために、これまでは典型的に、接着またはクランプ結合されてきた。この際に一般的に、機械的な公差が補償されなければならない、という問題が生じる。この問題はこれまで、1つまたは複数の補償エレメント、例えば押圧バネが使用されることによって解決されてきた。
DE102004004778A1号は、発光ダイオード照明モジュールに関する。これは1つまたは複数の発光ダイオード構成部材とビーム形成のための光学装置とを有している。この光学装置は、放射方向において、発光ダイオード構成部材の後ろに配置されている。この光学装置は、各発光ダイオード構成部材に対して、1つのビーム結束光学エレメントを有している。このビーム結束光学エレメントには、発光ダイオード構成部材から見て、ビーム拡張光学エレメントが後置されている。この発光ダイオード照明モジュールは場合によっては、ビーム形成光学装置を、このような発光ダイオード照明モジュールのために有している。ここでは、ビームを透過させるプレートが設けられており、これは、第1の主要表面において、ビームを拡張し、かつビームを混合する構造を有している。この第1の主要表面に反している第2の主要表面に、少なくとも1つのビーム結合光学エレメントが形成されている。このビーム結合光学エレメントは、発光ダイオード構成部材によって受光されたビームを、ビーム透過プレートへのその侵入の前に、発光ダイオード構成部材の放射角度と比べて低いビーム開放角度で結束することができる。ビームを拡張し、かつビームを混合する構造を有しているこのビーム透過プレートと、このビーム結束光学エレメントは全体で1つの部分として、ビーム透過性プラスチックから形成されている。
本発明の課題は、特に低価格に製造可能であり、かつコンパクトで効果的な公差補償を可能にする、照明ユニット用の反射器を提供することである。
上述の課題は、独立請求項の特徴部分に記載されている構成によって解決される。有利な実施形態は殊に、従属請求項に記載されている。
上述の課題は、照明ユニット用の反射器によって解決される。ここでこの反射器は各光源に対して少なくとも1つの背面側陥入部を有しており、かつ少なくとも1つの前面側反射器開口部を有している。
反射器は殊に、一般的なビーム形成エレメントである。これは殊にミラーエレメントとして、または拡散性に反射するエレメントとして形成される。
この反射器によって一般的に、各光源によって放射された光の少なくとも一部が偏向される。
ここでこの光源は、属する陥入部下方に、ないしは後方の方向において属する陥入部と間隔をあけて配置されている。光源によって放射された光の少なくとも一部はここで陥入部を通り、次に少なくとも部分的に、反射器によって(場合によっては複数回)反射され、実質的に、反射器開口部を通って出射する。殊に、例えば、光源から直接的に上方へ、ないしは垂直に、またはこれに対して小さい角度で、陥入部を通る光は、反射されずに、反射器開口部を通って出射する。
前記少なくとも1つの背面側陥入部は、背面反射器底部内に埋設されている。
択一的に、光源は少なくとも部分的に陥入部内に挿入されている。光源から放射された光は次に全体的にまたは部分的に、反射器によって反射され、次に反射器開口部を通って出射する。
反射器内にはさらに少なくとも1つのばねエレメントが組み込まれている。この組み込まれているばねエレメントによって、反射器は、公差補償のために、高い精度で押しつけられる。例えば傾斜による別個のばねエレメントのポジショニングエラーは、無くなる。さらにばねエレメントが組み込まれている反射器は、ばねエレメントが別個に設けられている従来の反射器よりも廉価に実現可能である。少なくとも1つの構成部材を省くことができる。特にコンパクトな構造も可能である。
このばねエレメントは、ここで有利には実質的に、反射器の長手軸に対して平行に、および/または照明装置および/または照明装置の少なくとも1つの光源の主要放射方向に対して平行に作用する。
反射器は、金属またはプラスチックから成る基体を有し得る。この反射器は、例えば射出成形によるプラスチック基体であり、その1つないしは複数の反射器壁部には殊に後から、反射面が設けられる。例えば、反射性のフィルムまたは反射性のコーティングが設けられる。
少なくとも1つのばねエレメントは殊に、反射器の1つの部分である。
1つの形態では、少なくとも1つのばねエレメントが前方へと突出している。「前方へ」とは殊に、少なくとも1つの前面側反射器開口部の上方ないしは前の領域である。「前方へ」とは殊に、反射器の長手軸を基準にして、少なくとも1つの前面側反射器開口部の上方に位置する領域のことでもあり得る。少なくとも1つの反射器によって放射される光も、「前方へ」、相応する前方半部空間内に放射される。反射器の長手軸は殊に実質的に、対称軸および/または光軸にも相当する。少なくとも1つの、前方へ突出しているばねエレメントによって、反射器は前方から後方の方向へプレスされる。ここで、少なくとも1つのばねエレメントのばね路の変化に関する製造公差が補償可能である。殊に、ばねエレメントが3つ以上の場合には、反射器の傾斜も容易に公差補償可能である。
別の実施形態では、少なくとも1つのばねエレメントが、斜め前方へ向けられて、片側で固定されている角材として形成されている。この角材は、殊に、自身の固定部分で、弾性的に方向転換可能である。これは殊に、容易かつコンパクトに実現可能である。このばねエレメントを、片側てことみなすこともできる。その自由端部はこの場合には、前面で反射器を押しているエレメント、例えばカバープレートの載置点として用いられる。
択一的な実施形態では、少なくとも1つのばねエレメントが、2つの側で固定されている角材として構成されている。この前方への突出は例えば、張られている2つの端部の間の領域を、例えば逆Uの字状に盛り上げることによって得られる。
特別な実施形態では、反射器は少なくとも1つの後方に突き出たポジショニングエレメント、殊に間隔保持器を有している。この少なくとも1つのばねエレメントによって、反射器は、反射器の前面と、前面で反射器を押しているエレメントとの間の間隔が公差を伴う場合にも、確実に固定される。殊に、少なくとも1つのポジショニングエレメントによって、少なくとも1つの光源への間隔が正確に保たれる。これによって、正確に再現可能な放射ガイドが可能になる。
択一的な構成では、少なくとも1つのばねエレメントが、反射器の各支持エレメント内に組み込まれる。支持エレメントは殊に、後方へ向けられており、反射器を相応に後方で支える。この少なくとも1つの組み込まれているばねエレメントによって、反射器を圧縮する際、例えばカバープレートを載置する際に、反射器が前方へ、例えばカバープレートへ押される。このようにして反射器は、例えば、間隔保持器を用いずに、ないしは「浮いた状態で」、少なくとも1つの光源を基準に取り付けられる。
特別な構成では、反射器は、反射器保持部と少なくとも1つの反射器はめ込み部分から、少なくとも2つの部分で形成される。ここで少なくとも1つの反射器はめ込み部分はそれぞれ少なくとも1つの陥入部と、少なくとも1つの前面側反射器開口部とを有している。少なくとも1つの反射器はめ込み部分は、殊に反射面を有している。少なくとも1つの反射器はめ込み部分は前方から、反射器保持部内に取り付けられる。ここで少なくとも1つのばねエレメントが、反射器保持部の各支持エレメント内に組み込まれる。このような構成では、少なくとも1つばねエレメントは、反射器を殊にカバープレートに対して押す。これによって再び、少なくとも1つの反射器はめ込み部分が反射器保持部内に押し込まれ、そこで保持される。
一般的に、少なくとも1つの反射器はめ込み部分は、陥入部を1つのみ有し、前面側反射器開口部を1つのみ有する。殊に、複数の反射器はめ込み部分はそれぞれ、陥入部を1つのみ有し、前面側反射器開口部を1つのみ有する。1つの選択肢として、少なくとも1つの反射器はめ込み部分が陥入部を複数有し、前面側反射器開口部を1つのみ有することができる。これは例えば、反射器面が相互に入りこんで延在している場合である。
一般的に反射器は1つの部分として、または複数の部分として形成される。1つの部分としての構成(少なくとも1つのばねエレメントを含む)は次のような利点を有する。すなわち、製造および取り付けが低コストで行われるという利点を有する。これは例えば射出成形方法によって行われる。射出成形方法は例えば、1つの段階で、または複数の段階で行われる。個々の機能性コンポーネント(反射器保持部、1つの(複数の)反射器窪み、1つの(複数の)ばねエレメント等)のマッチングエラーも生じなくなる。これに加えて、一体型の反射器は、高い安定性と整合精度を有する。
前述の課題は、少なくとも1つのこのような反射器を有している照明装置によっても解決される。組み込まれているばねエレメントによって、反射器は、公差補償のために、高い精度で押しつけられる。これは例えば、光透過性のカバープレートによって行われる。例えば別個のばねエレメントの傾斜によるポジショニングエラーがなくなる。ばねエレメントが組み込まれている反射器はさらに、ばねエレメントが別個に設けられている従来の反射器と比べて廉価に実現可能である。少なくとも1つの構成部材を省くことができる。構造を特にコンパクトにすることもできる。
発展形態では、少なくとも1つの前面側反射器開口部は、反射器を押しているカバーエレメントによって覆われている。
さらなる発展形態では、殊に反射器が少なくとも1つの後方へ突出している間隔保持器を有している場合には、少なくとも1つの光源が光源担体上に配置されており、少なくとも1つの間隔保持器が光源担体上に載せられている。従って、少なくとも1つのばねエレメントは反射器を確実に、定められたポジションで、少なくとも1つの光源に関して保持する。
さらに、1つの発展形態では、殊に少なくとも1つのばねエレメントが反射器の各支持エレメント内に組み込まれている場合に、少なくとも1つの光源が光源担体上に配置されており、各支持エレメントが照明装置のケーシングに配置されている。これによって、光源および反射器を独立して、かつ、直接的に機械的に接触せずに、ケーシングに取り付けることができる。従って殊に、少なくとも1つの光源に関する、反射器の浮いているポジショニングが容易に可能になる。
有利には、少なくとも1つの光源は少なくとも1つの発光ダイオードを含んでいる。複数の発光ダイオードが存在する場合には、これらは同じ色または異なる色で発光する。1つの色はモノクローム(例えば赤、緑、青等)またはマルチローム(例えば白)であり得る。少なくとも1つの発光ダイオードから放射される光は、赤外光(IR−LED)または紫外光(UV−LED)でもあり得る。複数の発光ダイオードは1つの混合光を作成し得る;これは例えば白色混合光である。少なくとも1つの発光ダイオードは、少なくとも1つの波長変換蛍光物質を含むことがある。少なくとも1つの発光ダイオードは、少なくとも1つの、個々にハウジングされた発光ダイオードの形状または少なくとも1つのLEDチップの形状で存在する。複数のLEDチップを、共通の基板(サブマウント)上に取り付けることができる。少なくとも1つの発光ダイオードに、少なくとも1つの、固有のおよび/または共通のレンズが、放射ガイドのために具備され得る。これは例えば少なくとも1つのフレネルレンズ等である。例えば、InGaNまたはAlInGaPをベースにした無機発光ダイオードの代わりに、または無機発光ダイオードに対して付加的に、一般的に、有機LED(OLED、例えばポリマーOLED)も使用可能である。例えば、ダイオードレーザも使用可能である。択一的に少なくとも1つの光源は、例えば少なくとも1つのダイオードレーザを有し得る。
LED光源は殊に、殊に高い効率、長い寿命、短い応答時間および、衝撃や振動に対する影響の受けにくさを特徴とする。さらにLED光源は、光学システム、殊に反射器内への組み込みに適している。LED光源はこのような理由から、これまでしばしば、白熱電球または放電ランプが使用されてきた照明ユニット内に組み込まれる。これは殊に一般照明用の照明、また、特別な照明用途、例えば飛行場灯火においてである。従来ではこのために主にハロゲン反射器ランプが使用されてきた。
しかし本発明は、半導体照明エレメント(発光ダイオード、ダイオードレーザ等)に制限されるものではなく、別の種類の光源、例えば小型白熱電球または放電ランプも含む。
以下で本発明を実施例に基づいて概略的に、より詳細に説明する。ここでは見やすくするために、同じエレメントまたは作用が同じエレメントには同じ参照番号が付与されている。
図1は、斜め上方から見た、第1の実施例に従った、一体成形反射器1を示している。反射器1は、例えば、プラスチック射出成形方法によって製造される。反射器1は、長手軸Lの周りに回転対称に配置された、4つのグラス状または漏斗状の反射器窪み2を有している。これらの反射器窪みの内壁3は鏡面性または拡散性に反射するように構成されている。内壁3は例えば放物線状、双曲線状または自由形状面として形成される。反射器底部4に属するその背面で、反射器窪み2にはそれぞれ中央背面側陥入部6が備えられている。反射器1の前面7で、各反射器窪み2は前面側反射器開口部8を有している。
各背面側陥入部6を、その下に配置されている光源から放射された光が通る、または光源が後方ないしは下方から、陥入部6内に突出している。光源から放射された光は次に、少なくとも部分的に反射器窪み2で反射され、属する反射器開口部8で出射する。部分的には、光源から垂直に放射された光(これは長手軸Lに対して平行に伝播する)または長手軸Lに対するその角度が、反射器窪み2の開放角度以下である光が、反射器窪み2で反射されずに、属する反射器開口部8を通って出射してもよい。
反射器1の上方縁部9には、長手軸Lに対して回転対称に配置された4つのばねエレメント10が組み込まれている。このばねエレメントは、それぞれ前方へ(長手軸Lの方向で)残りの反射器1から突出しており、反射器1の最も上方に配置されている点P1ないしは最も前方に配置されている点P1をあらわしている。これらのばねエレメント10はそれぞれ2つの部分から成る、固定された角材として形成されている。これは、中央で、逆U字型11に形成されている。従ってU字型11の底部は、反射器1の最も前方の点P1である。しかしここでこれは、必須の構成ではない。
反射器1はさらに、長手軸Lに対して回転対称に配置された4つの、後方への、または後方へ突出している間隔保持器12を有している。この間隔保持器12は、最も下方に、ないしは最も離れて後方側に配置されている、反射器1の点P2を定めている。
図2は、第1の実施例に即した反射器1を備えた照明装置13の一部の側面図である。反射器1は、間隔保持器12上に、LED担体14(例えばボード)上に支持されて位置している。この上には、4つの発光ダイオード(図示されていない)も取り付けられている。LED担体14は、同様に、ケーシング16上に位置している。このLED担体14からケーブルブシュ15が突出しており、これは担体プレートを、例えば離れて配置されている駆動部(図示されていない)に電気的に結合させる。各ばねエレメント10は、高さb(張り出し)ぶんだけ、前面7から突出している。
図3は、照明装置13の別の部分の側面図である。ここで、反射器1上には、前方からないしは上方から、プラスチックから成る光透過性のカバー17が載置されている。この光透過性のカバー17は、実質的にディスク形状またはプレート形状の上面18と、側方で包囲している縁部19とを有している。すなわち、光透過性のカバーはここでは、実質的に鉢を逆にした形状に構成されている。
カバー17の上面が反射器1を押しつけることによって、ばねエレメント10は下方へ押され、反射器1を担体14上にプレスする。ここで各後方陥入部6とLED担体14との間の間隔は、間隔保持器12によって特定される。間隔保持器12は、LED担体14を側方でも制限する。従ってこれは、一般的なポジショニングエレメントとして用いられる。このポジショニングエレメントはここでは、LED担体14に関する反射器1の側方でのずれも阻止する。ばねエレメント10によって、容易かつコンパクトに、カバー17の載置公差が補償され、詳細には、張り出しの高さbまで補償される。
図4は、カバー17が載置されている照明装置13のさらなる別の部分の側面図を示している。これは詳細には、反射器窪み2の1つを通っている。背面側陥入部6を通って発光ダイオード20が突出している。ここでこの発光ダイオードは、自身の光を部分的に、反射器窪み2の内面3に放射し、かつ部分的に直接的に反射器開口部8から放射する。カバー17の縁部19は、少なくとも1つの係留突端21を有する。この係留突端21によって、カバー17がケーシング16に係留される。
図5は、斜め上方から見た、第2の実施例に即した反射器31を示している。図6は、斜め下方から見た、反射器31を示している。図5と図6を参照すると、反射器31は、第1の実施例に即した反射器1と類似した構造を有している。しかしここでは、反射器窪み2が3つしか設けられておらず、間隔保持器32は、反射器窪み2の各外面33に形成されており、反射器31の上方縁部9内には、長手軸Lに対して回転対称に配置された3つのばねエレメント34が組み込まれている。
各ばねエレメント34は、斜め前方へないしは上方へ(長手方向Lにおいて)向けられている、片側で固定されている角材として形成されている。ばねエレメント34の自由端部35は、最も高く、ないしは最も上方へ突出している各点P1である。カバー17が反射器31の前面7を押すと、カバー17は、ばねエレメント34を弾性的に下方へと向け、これによって反射器31が担体プレート上に押しつけられる。詳細には、製造公差および取り付け公差が補償されて、押しつけられる。最大公差寸法は、殊に実質的に、反射器31の前面7からの自由端部35の張り出しの寸法に相応する。ここでこの自由端部は、最も前方へ突出している点P1をあらわす。
ここでも反射器31は一体成形された、プラスチック部分として形成されている。
図7は、斜め上方から見た、第3の実施例に即した反射器41の反射器保持部40を示している。プラスチックから成る反射器保持部40は、アルミニウムから成る各反射器はめ込み部分46(別の図を参照)をはめ込むために3つの挿入開口部42を有している。ここで反射器はめ込み部分46は、相応の縁部または環状溝43上に載置され、ここにポジショニングされる。反射器保持部40はここでは、後方へ向けられている(長手軸方向Lと逆に向けられている)3つの支持エレメント44を有している。これらの支持エレメントの後方終端部は、差し込みピン51として形成されている。前方へ突出しているばねエレメントの代わりに、この各支持エレメント44内にはU字型のばねエレメント45が組み込まれている。このばねエレメントは、反射器保持部40の上方縁部9を掴んでいる。負荷が、前方から反射器保持部40の上面7にかかると、ばねエレメント45が弾性的に変形し、前方へ(長手軸方向Lに)向けられている対抗力を生じさせ、この力は反射器保持部40を前方へ押しつける。ここでこのばねエレメント45は、支持エレメント44によって、例えば、照明装置のケーシングおよび/またはLED担体上に載置されている。
図8は、斜め上方から見た、第3の実施例に即した反射器41を示しており、図9は斜め下方から見た、第3の実施例に即した反射器41を示している。ここでは、各挿入開口部42内に、前方から、各反射器はめ込み部分46が取り付けられている。反射器はめ込み部分46は、属する環状溝43上に載置されている。さらなる措置を用いることなく、反射器はめ込み部分46はゆるく、挿入開口部42上に位置し続ける。反射器はめ込み部分を固定するために、反射器はめ込み部分46は、例えば、挿入開口部42内にプレスされる。これは例えば光透過性のカバーによって行われる(図示されていない)。
各反射器はめ込み部分46は、背面側陥入部6と、前面側反射器開口部8とを有している。ここで各反射器はめ込み部分46の内面3は反射性に形成されている。4つの部分から成る反射器41の反射特性は、反射器31の反射特性に類似しており、ここでは詳細に説明しない。
図10は、属する発光ダイオード47を有する、斜め上方から見た、反射器41を示している。図11は、反射器41を備えた照明装置61の側面を断面図として示している。
図10および図11を参照すると、発光ダイオード47の発光面は、背面側陥入部6内に挿入されている。発光ダイオード47は、各LED担体48上で保持されている。これらは同様に、ねじ49を介して、ケーシングにねじ留めされている。反射器41は、反射器はめ込み部分46を、発光ダイオード47上に浮いた状態で保持する。すなわち、反射器41は、LED担体48上に載置されているのではなく、LED担体48と反射器41との両者が、共通のケーシング50上に載置されている。この共通のケーシングはここでは局部的に、冷却体として形成されている。反射器41はこのために、自身の差し込みピン51で、ケーシング50の相応する穿孔52内に挿入されている。
反射器41を固定するために、これは、前方から、例えば図12のカバー53に類似している円形ディスク状の光透過性カバー(図示されていない)によって、覆われる。このカバーは、ケーシングの取り囲んでいる環状溝54内に取り付けられ、ここで固定される。カバーは、上方から、反射器はめ込み部分46の上方縁部を押している。これは多少、反射器保持部40の表面7から突出している。従って、反射器保持部40のばねエレメント45はともにプレスされ、反射器はめ込み部分46はカバーと押圧接触したままになる。これによって、反射器はめ込み部分は挿入開口部42内に押し込まれ、ここで固定される。ばねエレメント45のばね路は公差補償に用いられる。
図12は、反射器41を備えている、さらに別の照明装置62の側面を断面図で示している。反射器41はカバー53によって覆われており、ケーシング50内にプレスされている。カバー53は実質的に円形ディスク形状であり、自身の下面にフレネルパターン55を有している。
照明装置61とは異なり、発光ダイオード56はここでは、共通の、実質的に円形のLED担体57(ボード等)上に取り付けられており、対応する背面側陥入部6内には埋設されていない。発光ダイオード56はむしろ、自身から放射される光、殊に実質的に、自身から放射される全ての光の大部分を、各陥入部6を通じて放射する。
ケーシング50およびLED担体57を通って、ケーブルブシュ58が延在する。このケーブルブシュはLED担体57の配線された前面を、駆動部用の収容空間59と接続する。ケーシング50のここで見える部分は実質的に、冷却体としても形成されている。
当然ながら、本発明は、図示の実施例に制限されるものではない。
従って、第3の実施形態に即した反射器を、1つの部分として、例えばプラスチックから形成することもできる。
反射器窪みの内面が相互に入り組み、共通の反射器内面を構成してもよい。これは複数の陥入部によって照明される。