WO2002002989A1 - Lampe, insbesondere wohnraum-, tisch- oder taschenlampe - Google Patents

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WO2002002989A1
WO2002002989A1 PCT/DE2001/001009 DE0101009W WO0202989A1 WO 2002002989 A1 WO2002002989 A1 WO 2002002989A1 DE 0101009 W DE0101009 W DE 0101009W WO 0202989 A1 WO0202989 A1 WO 0202989A1
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light
reflector
jacket
diode
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Harald Opolka
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Zweibrüder Optoelectronics GmbH
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Lamp in particular living room, table or flashlight
  • the invention relates to a lamp, in particular a living room, table or flashlight with a lamp head which has a light source which is arranged in a hollow reflector and which, with its plug and / or connection contacts, projects through an opening in the hollow reflector on the rear.
  • Living room, table or flashlights of conventional design are equipped with light bulbs, which have the disadvantage that only a relatively small part of the energy used is used to generate light when the power requirement is relatively high.
  • For living room or table lamps higher luminous efficiencies are possible through xenon lamps or more cost-effective operating modes through energy-saving lamps, but optimizations are also desirable here.
  • a concave reflector In the case of flashlights, it is known to arrange the light bulb approximately in the region of the focal point of a concave reflector. Such a reflector is usually a so-called parabolic mirror, with which the light output of the flashlight is to be increased.
  • An incandescent filament of a flashlight bulb radiates light in all directions when it is switched on, so that the light that is not emitted in the direction of the front opening of the lamp head is deflected in a substantially longitudinal axial direction by single or multiple reflection and is therefore usable.
  • Flashlights are also known from the prior art which have a reflector which can be displaced longitudinally to achieve different emitted light cones.
  • This displacement can either take place via a longitudinally axial guide, through a translatory pushing movement or through a rotary movement. movement, in which the reflector can be displaced depending on the thread pitch due to the rotation.
  • the light bulb can also be moved longitudinally axially within a reflector rigidly connected to the lamp head via a slide or the like, but this is structurally more complex.
  • the change in the emitted light beam shape results depending on the reflection of the rays emanating from the light bulb on the reflector inner jacket, with an essentially parallel light beam emission being present when the light bulb or its filament is in the focal point of the concave mirror.
  • a flashlight is known from US Pat. No. 4,783,735 which has a reflector and two light bulbs, light-emitting diodes or laser diodes arranged at different locations therein, by means of which shadow effects, such as occur only in the case of a light bulb, are to be avoided.
  • the reflector used to achieve this goal and the transparent cover through which the light exits have a complicated structure and, since the radiation is perpendicular to the longitudinal axis of the flashlight, the lamp is difficult to handle.
  • EP 0 921 345 A2 describes a flashlight which, in addition to a two-filament incandescent lamp on the lamp outer jacket, has two light-emitting diodes which are intended to solve the problem that a switched-off lamp which has been put down in the dark can be recognized immediately when the light-emitting diodes are switched on , In the meantime, flashlights have also become known that have a bright diode as the only light source.
  • this lamp has a light-emitting diode which is surrounded by a hollow reflector, the opening of which is the same size as the outer contour of the inserted light-emitting diode except for a small amount of play or tolerance.
  • the position of the hollow reflector is clearly determined via its outer jacket design and the design of the lamp head inner jacket, both centered and longitudinally axially in the lamp head.
  • At least the hollow reflector arranged at the level of the light-emitting chip of the light-emitting diode is essentially conical.
  • the hollow reflector serves to increase the light output.
  • the shape of the light-emitting diode glass body limits the main beam direction of the light-emitting diode to a relatively small cone angle dimension, the amounts of radiation emitted laterally and absorbed by the lamp head inner surface without the use of a reflector are not insignificant.
  • the light-emitting diode is centered when the reflector is pushed on via the opening, namely a through-hole in the rear part of the hollow reflector, through which the light-emitting diode can be pushed, ie the light-emitting diode is in any case erected when the wire-shaped power connections are slightly bent, so that it is aligned exactly longitudinally.
  • the hollow reflector itself is appropriately centered via its outer jacket design, which is adapted to the lamp head inner jacket design.
  • the hollow reflector can in terms of its shape at its The diode-facing reflector side essentially has the shapes known from the prior art, since an increased luminous efficiency can already be achieved with this.
  • the hollow reflector preferably has a cup shape with a conical reflector jacket part at the level of the light-emitting chip.
  • the hollow reflector preferably has a cylindrical, stepped outer jacket surface that has the same diameter as the stepped cylindrical lamp head inner jacket except for a slight clearance or tolerance, so that the hollow reflector, via the annular step of the cylinder jacket parts, is secured against falling out at a correspondingly designed step in the lamp head inner jacket is.
  • the bottom of the hollow reflector is supported on a holder for the diode.
  • the hollow reflector can also have a conical outer jacket which, except for a small amount of play or tolerance, lies tightly around the uniform inner cone jacket of the lamp head.
  • a corresponding stop on the front edge of the lamp inner head jacket provides protection against falling out of this conical jacket.
  • the conical reflector part at the level of the light-emitting light-emitting diode chip forms an angle of 10 ° to 45 °, preferably 30 °, with the common hollow reflector and lamp housing longitudinal axis, the hollow reflector in addition to the first reflector part surrounding the light-emitting chip of the light-emitting diode in the region of larger cone diameters for this purpose has a second conical shell part arranged in parallel.
  • the first cladding part the light which is emitted sideways, ie radially radiated forward, ie towards the opening of the lamp head is reflected.
  • a cylindrical jacket part can be arranged between the first and the second conical jacket part.
  • This interrupted cone shape has the advantage of a reduced diameter, which is particularly desirable in the case of flashlights in miniature format.
  • stray light components occur in the radial direction essentially at the level of the light-emitting chip and at the front dome-shaped glass body tip, whereas light emissions in the other glass body regions are negligible.
  • the described conical cylinder design creates an ideal compromise between the smallest possible reflector diameter and the optimal light output.
  • the hollow reflector can be designed such that it projects only slightly beyond the front end of the diode glass and / or that the light-emitting diode is arranged at least 0.5 cm behind the open end of the lamp head.
  • the latter variant is particularly recommended when the diode is to be protected against external impact or impact or other mechanical damage.
  • the opening in the hollow reflector on the back of the base has an annular extension for receiving the lower diode glass body shoulder.
  • the hollow reflector can additionally have latching means on its base periphery which encompass the rear of the diode base. Such locking means ensure that the hollow reflector is fixed with the diode body after being pushed onto it, so that the further longitudinal axial fixations or stops for the hollow reflector can be dispensed with if necessary.
  • the above-described embodiment can be designed both as a flashlight, here in particular as a rod-shaped flashlight, and also as a table lamp or living room lamp.
  • the voltage required for diode operation can be supplied via a transformer, which is fed from a conventional socket (220 V or 110 V).
  • diodes In all of these embodiments, the advantage provided by diodes is used that, compared to conventional incandescent lamps, only about 13% of the energy can be used with the same brightness.
  • a plurality of light-emitting diodes can also be arranged next to one another in the lamp head, with each light-emitting diode being associated with a single reflector within which the light-emitting diode is centered, and with the number of honeycomb-like reflectors forming an integral body an outer jacket adapted to the lamp head inner jacket.
  • the design of the individual hollow reflectors and the position of the diodes in these reflectors corresponds to the above-described training.
  • the outer jacket profile formed by the honeycomb-like overall body of the reflectors can be designed such that it is adapted to the inner jacket of the lamp head. Any "gaps", such as those created when juxtaposing circular cross-sections, can be filled by injection molding, so that the outer jacket profile of the one-piece body can be circular, elliptical or otherwise shaped, for example.
  • the individual reflectors are not fixed, but by an angle up to 45 °, preferably up to 30 °, pivotally arranged.
  • the beam direction of individual units can be set in a targeted manner, as is basically already known in the case of domestic lighting appliances with conventional spotlights.
  • the individual reflectors (together with one diode each) can be arranged next to each other on a line, an arc, a circle, rotationally symmetrically around a central point or in any geometrical contour to one another.
  • the rod-shaped lamp housing design has several advantages.
  • such a rod-shaped lamp can be produced in a miniature format, the size of which is essentially determined by the batteries used and the areas required for the arrangement of the switch. If you use a rotary switch instead of a pressure or push switch, which can be arranged on the lamp housing cover, the lamp radius can be further minimized.
  • light-emitting diodes in which the light-emitting LED chip is encased in a plastic mass with fluorescent decorative or phosphorizing particles is embedded. Fluorescence and phosphorescence are physically combined as so-called luminescence phenomena; the only difference is the lighting duration. Luminescence effects can be used to achieve that the light emitted by the LED chip (for example in blue color corresponding to approximately 480 nm) excites luminescent particles. The absorbed radiation is then completely or partially re-emitted in a more or less short time, but the emitted light can be at most as short-wave as the absorbed one.
  • the present invention proposes to coat the light-emitting diode glass body with a layer which has luminescent particles embedded as a fluorescent or phosphorizing material in plastic (preferably acrylic).
  • a layer which has luminescent particles embedded as a fluorescent or phosphorizing material in plastic preferably acrylic.
  • coating the glass body does not lead to any noteworthy temperature effects because of the greater distance from the LED chip.
  • the coating in question can be applied by sharpening or by means of an immersion process, the latter in which the diode is briefly dissolved in a heated liquid solution Luminescent particles doped liquid plastic is immersed. Depending on the desired order thickness, the dipping process can be repeated several times.
  • Xe light-emitting diodes are preferably used for such coatings, which emit a relatively bright, but cold white-blue light.
  • a xenon diode can be provided with an orange coating, whereby a color shift takes place via the described luminescence effects.
  • the front of the lamp head with a cover which is designed as an optical converging lens.
  • the laws of refraction are known from geometrical optics as well as the rays that can be generated depending on the arrangement of a light source relative to a converging lens, but it is surprising with what sharpness of contour the light coming from a light emitting diode produces compared to a light bulb equipped with a filament can be. The sharpness of the contour is retained even with slight displacements of the light-emitting diode from the focal lens.
  • the converging lens can be made of glass or a transparent plastic.
  • the pressure or thrust switch arranged on the lateral surface of the lamp housing is covered by a clip against unintentional actuation, which clip is attached to the lamp housing shell in a detachable, rotatable or displaceable manner in order to expose the pressure or thrust switch or to hold down the pressure switch.
  • clips are already known in writing utensils, but also in flashlights, but so far these have only been used as a means for fastening to a belt buckle, a waistband or a jacket pocket etc.
  • the present invention creates the additional Before possibility to cover the switch securely if necessary.
  • the detachability, rotatability or displaceability of the clip on the outer casing allows at least two different clip positions on the Taschenla pengekorusemantel, in the first case the clip only serves as a cover for the switch and in the second case possibly used as a holder for attaching the flashlight to a piece of clothing or other aids can be.
  • the rotatability or displaceability of the clip is selected such that the switch is completely released in one of the clip positions relative to the flashlight housing jacket or the clip rests with its free front end resiliently on the pressure switch; in the latter case, the pressure switch can be designed as a purely spring-mounted contact switch, which has no locking mechanism.
  • the clip is preferably connected to form a one-piece body with a ring or partial ring profile body which at least partially encompasses the housing jacket and, if appropriate, bears against it. Possibly.
  • the ring or partial ring profile body can be rotatably inserted in a groove of the outer casing, which prevents longitudinal axial displacements of the clip.
  • said ring or partial ring profile body is rotatably fastened about the longitudinal axis of the rod-shaped housing.
  • the clip consists of a sheet-shaped flat body, at the free end of which a spacer element is arranged, which together with the fastening point of the flat body at the opposite end (namely on the ring or partial ring profile body) has a minimal distance from the flat body to Outer jacket guaranteed, this distance is greater than the highest elevation of the pressure Switch opposite the outer casing.
  • this construction ensures that the ring or partial ring profile surface facing the housing shell or the pressure or push switch is always spaced from the switch even under high external pressure loads.
  • the spacer element can also be used as a hold-down device for the pressure switch designed as a pure contact switch by corresponding longitudinal displacement of the clip.
  • a partial ring profile body is preferably used, which is designed to be resiliently elastic and thus expandable.
  • Such a partial ring profile body can either be pushed in the longitudinal axial direction to the flashlight housing to the end and then removed or be removed from the flashlight housing by tilting.
  • This design variant creates the possibility, if necessary, of attaching the clip to the flashlight housing in a position rotated by 180 °, for example when the light cone is desired to be emitted in the opposite direction with a fixed fastening option via the clip.
  • the unit consisting of a flat flat and a ring profile or partial ring profile can also be easily replaced, for example when the flat flat profile forming the resilient clip has broken off at the connection point to the (partial) ring profile.
  • Fig. 1 shows a flashlight according to the invention with a
  • Lamp head the hollow reflector and the lamp housing in an exploded view
  • FIG. 2 is a partially sectioned view of a flashlight according to the invention in the assembled state
  • Fig. 3 is a sectional view of a lamp head according to
  • FIG. 10 is a view of a flashlight cover part with an extended contact inner part
  • Fig. 12a to c three views of a reflector with a clip attachment for a diode
  • the flashlight shown has a rod-shaped lamp body 10, which has an internal cavity as a battery drawer, which can be closed by a cover 11 at the rear end. Possibly. a replacement diode can also be releasably clamped in a corresponding profile in this cover.
  • An annular eyelet 12 is arranged on the lid itself, to which a chain or the like is to be fastened by means of a snap hook.
  • the flashlight has an on / off switch 15, via which the diode 16 can be switched on and off.
  • the diode can emit either monochrome, for example blue or red light, or (approximately) white light.
  • the core of the present invention is the hollow reflector 17, the outer surface of which is cylindrical and which has a diameter which corresponds to the inner diameter of the lamp head 13, so that the lamp head can be pushed over the hollow reflector outer shell without great effort.
  • the reflector outer jacket and the lamp head inner jacket also have annular stops which prevent the reflector from falling out of the lamp head.
  • the diode 16 can optionally be provided with a coating which consists of an acrylic plastic with embedded luminescent particles.
  • the particles in question can be fluorescent or phosphorescent and bring about a change in the luminous color of the diode.
  • this emission spectrum which is generated by the radiation coming from the light-emitting diode chip, overlaps with the light-emitting diode radiation to form a new “mixed color”.
  • the spectral shift takes place towards higher wavelengths, ie in any case leads to "warmer light”.
  • the Diode 16 can be, in particular, a coated xenon diode, which is relatively inexpensive on the market today.
  • the hollow reflector has a central opening through which the diode 16 can be pushed with a friction fit.
  • the reflector surface facing the diode 16 is cup-shaped.
  • the hollow reflector has a first conical jacket part 18 approximately at the level of the light-emitting diode luminous point (or region), which is followed by a cylindrical jacket part 19 and then another conical second jacket part 20.
  • the jacket parts 18 and 19 or their surfaces form an angle of 30 ° with the common longitudinal reflector and lamp longitudinal axis.
  • this multi-stage hollow reflector has proven to be optimal with regard to the emitted luminosity.
  • this hollow reflector also has the advantage that the diode is not only held, but also always reproducibly centered in the same position, so that light losses can be largely eliminated.
  • the reflector 17 also has an annular extension in the area of its opening for receiving the lower diode glass body shoulder 21.
  • the hollow reflector 17 is supported on an annular shoulder 22 on the torch head inner jacket. Furthermore, the hollow reflector 17 has a larger-diameter jacket part 24, which is supported on an annular shoulder 25 of the lamp head inner jacket and which prevents the reflector from falling out of the lamp head.
  • the parts shown in Fig. 1 can be assembled as follows, for example when the diode 16, which is fastened via plug contacts on a circuit board, not shown, has been replaced.
  • the reflector 17 is first pushed with its opening through the diode 16 and then over the reflector outer jacket the lamp head 13, which is then screwed to the lamp housing 10.
  • the reflector is first pushed into the lamp head and then the unit thus formed is moved via the diode 16 and the lamp head is screwed to the lamp housing. In the latter case, the reflector 17 is prevented from falling out by the ring incorporated into the lamp head inner jacket or other stops there.
  • the flashlight shown is small and has an overall length of less than 6 cm with an outer diameter that is less than 1.5 cm. This flashlight can easily be carried as a keychain.
  • FIGS. 4 to 7 show further lamp shapes according to the invention, in which, however, a multiplicity of diodes are used as illuminants instead of a single diode.
  • Each of the diodes is surrounded by a reflector. The same applies to each of these partial units consisting of a diode and a reflector, as described above.
  • FIGS. 4a to c show a lamp 26 which consists of 7 individual diode-reflector sub-units which are arranged next to one another are.
  • the adjacent reflectors 17 are each connected to one another, so that the "7" series results in a compact unit which is surrounded by a lamp housing 27.
  • lamps equipped with diodes can be built much smaller. Due to the lack of size restrictions, any design form can be realized.
  • FIG. 5a to c show a lamp with 14 light-emitting diodes, which are each arranged in a reflector 17. Such a lamp has a high luminosity with only a small space requirement.
  • FIG. 6 shows a lamp in which six further diodes 16 with reflectors 17 are arranged around a central diode 16 with a reflector 17.
  • This lamp can also be expanded to larger radii as required by further diodes arranged in a circle.
  • the diodes or diode groups can be switched individually, so that only a part of the diodes is switched on selectively when required.
  • 7a to k show different lamp designs, in each of which a plurality of diode reflector units of the type described above are used.
  • the arrangement of the light emitting diodes according to a certain pattern in the room and their number depends on the respective needs, ie on the desired light intensity, the room geometry and the purpose of the lamp. Possibly. it is also advisable to use an existing which space to use several lighting units singularly arranged in a light pan, which can then be aligned in the manner of a spot.
  • FIG. 7a shows a lamp 28 with three diodes arranged in a star shape, each of which is surrounded by reflectors. Such a "group of three" can be accommodated in a relatively small space, for example also in the lamp head of a rod-shaped flashlight. This also applies to the arrangement 29 according to FIG. 7b, in which seven light-emitting diodes with respective reflectors are combined to form one unit.
  • the system can - as can be seen in detail from FIGS. 7c and 7g - be completed as desired by stringing further light-emitting diodes, the totality of the light-emitting diodes according to FIG. 7c being essentially hexagonal or also corresponding to FIG. 7g being square or some other polygonal Can have shape.
  • the light-emitting diodes can also, as shown in FIG. 7d, be arranged in the form of a ring or semicircle (see FIG. 7e) or also on an arc line (FIG. 7f).
  • the shape according to FIG. 7f can also be realized in such a way that partial areas of the support on which the respective diode-reflector units are arranged are designed to be flexible, i.e. the arc shape can be changed within certain limits.
  • FIGS. 7i, 7j and 7k show further geometrical design options, in which a lighting fixture with a corresponding profile could be created in increasing order and at a distance from one line to the other, starting with one diode up to five diodes.
  • the rectangular profiles according to FIGS. 7i, 7j and 7k are similar. It is obvious that because of the smallness of the lights, geometrical structures are also constructed let, which (similar to known in principle with self-illuminating digital displays) let letters, numbers, figures up to moving pictures be generated.
  • the individual diodes with the corresponding assigned reflectors are arranged in one plane, there is also the possibility of arranging the diodes and reflectors in several planes, for example in the form of a pyramid.
  • the light emitting diodes used in the context of such a light source can all have the same or different emission spectra.
  • the structure of the flashlight shown in FIGS. 8 and 9 corresponds to that of the small-sized rod-shaped flashlight according to FIGS. 1 and 2.
  • the same parts are therefore provided with the same reference numerals.
  • the lamp 10 has a clip 30, which consists of a sheet-shaped flat body, at the free end of which a spacer element 31 is arranged.
  • the clip 30 is connected to a partial ring profile body 32, which rests under prestress on the outer casing and encompasses it over an angular range of significantly more than 180 °, for example 220 ° to 270 °.
  • the partial ring profile body 32 is not rigidly connected to the lamp housing, but can be rotated, as can be seen from the double arrow 33. In the position shown in Fig.
  • the clip 30 is rotated such that the pressure switch 15 is exposed and can be operated by the user.
  • the clip 30 is displaced or rotated together with the partial ring profile body 32 in such a way that the clip 30 assumes the position shown in FIG Pressure switch 15 covers.
  • the underside of the clip is spaced apart from the pressure switch 15, so that even with a slight deflection of the clip 30, a remaining distance is maintained.
  • the clip 30 can also be displaced in such a way that the spacing element 31 rests on the on / off switch 15 under compressive stress and presses the switch 15, which is mounted as a spring, into the switched-on position.
  • the clip 30 together with the partial ring profile body 32 can also be completely removed from the flashlight housing jacket and rotated or pushed on rotated by 180 °, so that the clip points in the opposite direction and the partial ring profile body 32 on the lamp head 13 or in the latter Proximity to the relevant housing jacket.
  • a full ring profile body can also be used, which is fitted or inserted with a precise fit on the lamp housing jacket or in a groove provided there.
  • the design in question can also be used in a corresponding manner for slide switches.
  • FIG. 10 makes it clear how the flashlight equipped with batteries shown in FIGS. 1, 2, 8 and 9 can also be operated via an external power supply, for example a car cigarette lighter.
  • the cover 11 is unscrewed and removed together with the inserted batteries.
  • an end piece 34 is screwed into the flashlight, which is connected to an elongated cylinder body 35, on the end side of which a spring 36 is arranged, with which the current contact with the light source or diode is made.
  • Further spring bodies 37 rest (as a ground contact) on the flashlight housing jacket.
  • the Power supply is provided by a cable 38 with a suitable transformer end piece in order to transform a conventional voltage from 220 V to 110 V or a car battery voltage from 12 V to the desired diode supply voltage.
  • a lamp then no longer has to be operated by batteries.
  • this lamp can then be inserted into corresponding supports or holders, as is made clear with reference to FIGS. 11a to c.
  • 11a to c show a lampshade 39 which is known in principle, but which can have any other desired shape.
  • a holder 40 is provided into which the rod-shaped lamp 10 can be inserted.
  • Fig. 12a to c and Fig. 13 show a development of a reflector 13, which has resilient clips 41 on its underside, which engage the bottom of the base 21 of the diode 16 after the reflector 17 has been pushed onto the diode 16, so that the diode and the reflector form a unit that can no longer be detached thereafter.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lampe, insbesondere eine Wohnraum-, Tisch- oder Taschenlampe mit einem Lampenkopf (13), der eine in einem Hohlreflektor (17) angeordnete Lichtquelle (16) aufweist, die mit ihren Steck- und/oder Anschlußkontakten eine Durchbrechung des Hohlreflektors rückseitig durchragt. Erfindungsgemäß ist die Lichtquelle eine Leuchtdiode (16), an deren Mantelkontur die Dur chbrechung des Hohlreflektors (17) eng anliegt, so daß die Leuchtdiode über den Hohlreflektor sowohl zentriert als auch längsaxial im Lampenkopf lagebestimmt ist. Der Hohlreflektor hat einen den lichtemittierenden Chip der Leuchtdiode umringenden zumindest im wesentlichen kegelförmigen Reflektorteil.

Description

Beschreibung
Lampe, insbesondere Wohnraum-, Tisch- oder Taschenlampe
Die Erfindung betrifft eine Lampe, insbesondere eine Wohnraum-, Tisch- oder Taschenlampe mit einem Lampenkopf, der eine in einem Hohlreflektor angeordnete Lichtquelle aufweist, die mit ihren Steck- und/oder Anschlußkontakten eine Durchbrechung des Hohlreflektors rückseitig durchragt.
Wohnraum-, Tisch- oder Taschenlampen herkömmlicher Bauart sind mit Glühbirnen ausgestattet, welche den Nachteil besitzen, daß bei relativ hohem Strombedarf nur ein relativ kleiner Teil der aufgewendeten Energie zur Lichterzeugung ausgenutzt wird. Für Wohnraum- oder Tischleuchten sind zwar durch Xenonlampen höhere Lichtausbeuten bzw. durch Energiesparlampen kostengünstigere Betriebsweisen möglich, jedoch sind auch hier noch Optimierungen wünschenswert.
Bei Taschenlampen ist es bekannt, die Glühbirne etwa im Bereich des Brennpunktes eines konkav ausgebildeten Reflektors anzuordnen. Zumeist handelt es sich bei einem solchen Reflektor um einen sogenannten Parabolspiegel, mit dem die Lichtausbeute der Taschenlampe erhöht werden soll. Eine Glühwendel einer Taschenlampenbirne strahlt nämlich im eingeschalteten Zustand das Licht nach allen Seiten ab, so daß durch Reflexion das nicht in Richtung der stirnseitigen Lampenkopföffnung abgestrahlte Licht durch Ein- oder Mehrfachreflexion in eine im wesentlichen längsaxiale Richtung gelenkt wird und somit nutzbar ist. Nach dem Stand der Technik sind ebenfalls Taschenlampen bekannt, die zur Erzielung unterschiedlicher abgestrahlter Lichtkegel einen längsaxial verschiebbaren Reflektor besitzen. Diese Verschiebung kann entweder über eine längsaxial verlaufende Führung, durch eine translatorische Schubbewegung oder durch eine Dreh- bewegung erfolgen, bei der der Reflektor entsprechend der Gewindesteigung durch die Drehung bedingt verschiebbar ist. In entsprechender Weise kann auch die Glühbirne innerhalb eines starr mit dem Lampenkopf verbundenen Reflektors längsaxial über einen Schieber oder ähnliches bewegt werden, was jedoch konstruktiv aufwendiger ist. Die Änderung der abgestrahlten Lichtbündelform ergibt sich je nach der Reflexion der von der Glühbirne ausgehenden Strahlen am Reflektorinnenmantel, wobei eine im wesentlichen parallele Lichtstrahlaussendung vorliegt, wenn sich die Glühbirne bzw. deren Glühdraht im Brennpunkt des Hohlspiegels befindet.
Aus der US 4 783 735 ist eine Taschenlampe bekannt, die einen Reflektor und zwei hierin an unterschiedlichen Orten angeordnete Glühbirnen, Leuchtdioden oder Laserdioden aufweist, durch die Schatteneffekte, wie sie nur bei einer Glühbirne auftreten, vermieden werden sollen. Der zur Erreichung dieses Zieles verwendete Reflektor und die transparente Abdeckung, durch welche das Licht austritt, sind jedoch im Aufbau kompliziert gestaltet und, da die Abstrahlung senkrecht zur Taschenlampenlängsachse erfolgt, ist die Lampe nur umständlich handhabbar.
In der EP 0 921 345 A2 wird eine Taschenlampe beschrieben, die neben einer Zwei-Faden-Glühlampe am Lampenaußenmantel zwei Leuchtdioden aufweist, welche die Aufgabe lösen sollen, daß eine ausgeschaltete Lampe, die im Dunkeln abgelegt worden ist, bei eingeschalteten Leuchtdioden sofort erkennbar ist. Inzwischen sind auch Taschenlampen bekannt geworden, die als einzige Lichtquelle eine lichtstarke Diode besitzen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe, insbesondere eine Taschenlampe zu schaffen, die eine möglichst große Lichtausbeute liefert und die zur Schonung der Batteriekapazität mit einer geringen Leistungsaufnahme betrieben werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Lampe nach Anspruch 1 gelöst.
Diese Lampe besitzt als Lichtquelle eine Leuchtdiode, die von einem Hohlreflektor umgeben ist, dessen Durchbrechung bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß gleich groß der Mantelkontur der durchgesteckten Leuchtdiode ist. Die Lage des Hohlreflektors wird über seine Außenmantelgestaltung und die Gestaltung des Lampenkopfinnenmantels sowohl zentriert als auch längsaxial im Lampenkopf eindeutig bestimmt. Zumindest der in Höhe des lichtemittierenden Chips der Leuchtdiode angeordnete Hohlreflektor ist im wesentlichen kegelförmig ausgestaltet. Die beschriebene Kombination der Leuchtdiode mit dem Hohlreflektor hat folgende Vorteile:
Zum einen dient der Hohlreflektor dazu, die Lichtausbeute zu erhöhen. Zwar ist durch die Form des Leuchtdioden-Glaskörpers bedingt die Hauptstrahlrichtung der Leuchtdiode auf ein relativ kleines Kegelwinkelmaß begrenzt, jedoch sind die seitlich abgestrahlten und ohne Verwendung eines Reflektors von der Lampenkopfinnenmantelflache absorbierten Strahlungsmengen nicht unbeträchtlich. Darüber hinaus wird über die Durchbrechung, nämlich eine Durchgangsbohrung im hinteren Teil des Hohlreflektors, durch die die Leuchtdiode hindurchsteckbar ist, die Leuchtdiode beim Aufschieben des Reflektors zentriert, d.h., die Leuchtdiode wird in jedem Fall bei etwa leicht abgeknickten drahtför- migen Stromanschlüssen aufgerichtet, so daß sie exakt längsaxial ausgerichtet ist. Der Hohlreflektor selbst wird über seine Außenmantelgestaltung, die der Lampenkopfinnenmantelge- staltung angepaßt ist, in entsprechender Weise zentriert.
Dadurch, daß der Dioden-Glaskörper unterhalb des lichtemittierenden Chips von der Reflektor-Durchbrechung umgriffen ist, ist die Diode auch bei Schlagbeanspruchung geschützt. Der Hohlreflektor kann hinsichtlich seiner Formgestaltung an seiner der Diode zugekehrten Reflektorseite im wesentlichen die nach dem Stand der Technik bekannten Formgebungen besitzen, da bereits hiermit eine gesteigerte Lichtausbeute erzielbar ist. Vorzugsweise besitzt der Hohlreflektor jedoch eine Becherform mit einem kegelförmigen Reflektormantelteil in Höhe des lichtemittierenden Chips.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
So besitzt der Hohlreflektor vorzugsweise eine zylinderförmige abgestufte Außenmantelfläche, die bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß dieselben Durchmesser wie der abgestufte zylinderförmige Lampenkopfinnenmantel aufweist, wodurch der Hohlreflektor über die ringförmige Stufe der Zylindermantelteile an einer entsprechend ausgebildeten Stufe im Lampenkopf- innenmantel gegen ein Herausfallen gesichert ist. Mit seinem Boden stützt sich der Hohlreflektor auf einer Halterung für die Diode ab.
Alternativ hierzu kann der Hohlreflektor auch einen kegelförmigen Außenmantel besitzen, der bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß an dem gleichförmigen Innenkegelmantel des Lampenkopfes ringsum dicht anliegt. Eine Sicherung gegen ein Herausfallen dieses kegelförmigen Mantels liefert ein entsprechender Anschlag an der vorderen Kante des Lampeninnenkopfmantels .
Der kegelförmige Reflektorteil in Höhe des lichtemittierenden Leuchtdioden-Chips bildet mit der gemeinsamen Hohlreflektor- und Lampengehäuselängsachse einen Winkel von 10° bis 45°, vorzugsweise 30°, wobei der Hohlreflektor neben dem ersten, den lichtemittierenden Chip der Leuchtdiode umringenden Reflektorteil im Bereich größerer Kegeldurchmesser einen hierzu parallel angeordneten zweiten kegelförmigen Mantelteil aufweist. Im ersten Mantelteil wird das von dem Leuchtpunkt seitwärts, d.h. radial ausgestrahlte Licht nach vorn, d.h. zur Öffnung des Lampenkopfes reflektiert. Etwaige weitere Streulichtanteile in radialer Richtung, die von der Spitze des Leuchtdiodenglaskörpers seitwärts ausgestrahlt werden, werden vom zweiten kegelförmigen Mantelteil in entsprechender Weise reflektiert. Zwischen dem ersten und dem zweiten kegelförmigen Mantelteil kann ein zylinderförmiges Mantelteil angeordnet sein. Diese unterbrochene Kegelform hat den Vorteil eines verringerten Durchmessers, der insbesondere bei Taschenlampen im Miniatur-Format wünschenswert ist. Bei den im Handel erhältlichen Dioden treten in radialer Richtung Streulichtanteile im wesentlichen in Höhe des lichtemittierenden Chips und an der vorderen kuppeiförmigen Glaskörperspitze auf, wohingegen Lichtemissionen in den übrigen Glaskörperbereichen vernachlässigbar sind. Die beschriebene kegelförmige Zylinderausbildung schafft einen idealen Kompromiß zwischen einem kleinstmöglichen Reflektordurchmesser und der optimalen Lichtausbeute. Der Hohlreflektor kann so ausgebildet sein, daß er das vordere Diodenglasende nur geringfügig überragt und/oder daß die Leuchtdiode mindestens 0,5 cm hinter dem offenen Ende des Lampenkopfes angeordnet ist. Letztere Variante ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn die Diode gegen äußere Schlag- oder Stoßeinwirkungen oder sonstige mechanische Beschädigungen geschützt werden soll.
Idealerweise besitzt die Durchbrechung des Hohlreflektors an der Bodenrückseite eine ringförmige Erweiterung zur Aufnahme des unteren Diodenglaskörperabsatzes .
Der Hohlreflektor kann zusätzlich an seiner Bodenperipherie Rastmittel aufweisen, die den Diodenboden rückseitig umfassen. Solche Rastmittel sorgen dafür, daß der Hohlreflektor nach dem Aufschieben auf den Diodenkörper mit diesem fixiert wird, so daß ggf. auf die weiteren längsaxialen Fixierungen bzw. Anschläge für den Hohlreflektor verzichtet werden kann. Generell kann die vorbeschriebene Ausführungsform sowohl als Taschenlampe, hier insbesondere als stabförmige Taschenlampe, aber auch als Tisch- oder Wohnraumlampe ausgeführt sein. Anstelle einer Batterie-Stromversorgung kann die für den Diodenbetrieb benötigte Spannung ggf. über einen Transformator geliefert werden, der aus einer herkömmlichen Steckdose (220 V oder 110 V) gespeist wird.
Bei allen diesen Ausführungsformen wird der durch Dioden gegebene Vorteil genutzt, daß im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen nur ca. 13 % der Energie bei gleicher Helligkeit aufzuwenden sind.
Wird eine größere Lichtstärke gewünscht, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Lampenkopf auch mehrere Leuchtdioden nebeneinander angeordnet sein, wobei jeder Leuchtdiode ein einzelner Reflektor zugeordnet ist, innerhalb dessen die Leuchtdiode zentriert ist, und daß die Anzahl der wabenartig angeordneten Reflektoren zu einem einstückigen Körper mit einem dem Lampenkopfinnenmantel angepaßten Außenmantel integriert ist. Die Ausgestaltung der einzelnen Hohlreflektoren und die Lage der Dioden in diesen Reflektoren entspricht der vorbeschriebenen Ausbildung. Das durch den wabenartigen Gesamtkörper der Reflektoren gebildete äußere Mantelprofil kann derart ausgestaltet sein, daß es dem Innenmantel des Lampenkopfes angepaßt ist. Etwaige "Zwischenräume", wie sie bei der Nebeneinanderrei- hung von im Querschnitt kreisförmigen Profilen entstehen, können im Wege der spritzgießtechnischen Herstellung ausgefüllt werden, so daß das Außenmantelprofil des einstückigen Körpers beispielsweise kreisrund, elliptisch oder sonstwie geformt sein kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Reflektoren nicht fest, sondern um einen Winkel bis zu 45°, vorzugsweise bis zu 30°, schwenkbar angeordnet. Auf diese Weise kann die Strahlrichtung einzelner Einheiten (Reflektor mit Diode) gezielt eingestellt werden, wie dies bei Wohnbe- leuchtungsgerätschaften mit herkömmlichen Strahlern grundsätzlich bereits bekannt ist. Die einzelnen Reflektoren (mitsamt jeweils einer Diode) können nebeneinander auf einer Linie, einem Bogen, einem Kreis, rotationssymmetrisch um einen zentralen Punkt oder in beliebiger geometrischer Kontur zueinander angeordnet sein.
Insbesondere sofern die erfindungsgemäße Lampe als Taschenlampe ausgebildet sein soll, besitzt die stabförmigen Lampengehäuse- gestaltung mehrere Vorteile. Zum einen kann eine solche stab- för ige Lampe in einem Miniaturformat hergestellt werden, dessen Größe im wesentlichen durch die verwendeten Batterien und die für die Anordnung des Schalters notwendigen Flächen bestimmt ist. Verwendet man anstelle eines Druck- oder Schubschalters einen Drehschalter, der am Lampengehäusedeckel angeordnet sein kann, läßt sich der Lampenradius weiter minimieren.
Bei längeren bzw. durchmessergrößeren Stabformen besteht zudem die Möglichkeit, daß die stabförmige Lampe in eine ring- oder zylinderförmige Halterung eines Lampenschirmes eingeschoben werden kann, so daß die Lampe im Bedarfsfall als Tisch- oder Wohnraumlampe oder als Taschenlampe verwendbar ist. Ein bisheriger Nachteil ist darin gesehen worden, daß herkömmliche Dioden entweder nur (nahezu) monochromatisches Licht, z.B. in Blau, Rot, Grün, Orange) oder aus Rot, Blau und Grün bestehende Mischfarben ausstrahlen, die nur annähernd die Charakter des "weißen Lichtes" haben. Letzteres ist ohnehin nur möglich, wenn man entsprechend viele Dioden mit unterschiedlichen Emissionsspektren verwendet.
Abhilfe können solche Leuchtdioden schaffen, bei denen der lichtemittierende LED-Chip in eine Kunststoffmasse mit fluores- zierenden oder phosphorisierenden Teilchen eingebettet ist. Fluoreszenz und Phosphoreszenz werden physikalisch als sogenannte Lumineszenzerscheinungen zusammengefaßt; der wesentliche Unterschied besteht lediglich in der Leuchtdauer. Über Lumineszenzeffekte kann erreicht werden, daß das von dem LED-Chip ausgestrahlte Licht (z.B. in blauer Farbe entsprechend ca. 480 nm) lumineszenzfähige Teilchen anregt. Die absorbierte Strahlung wird anschließend in mehr oder weniger kurzer Zeit ganz oder teilweise wieder ausgestrahlt, wobei jedoch das emittierte Licht höchstens so kurzwellig sein kann wie das absorbierte. Dies führt zu einer spektralen Verschiebung des von den Lumineszenzpartikeln ausgesandten Lichtes (gegenüber der aus der Leuchtdiode stammenden Primärstrahlung) . Die Primärstrahlung und die Lumineszenzstrahlung führen zu einem sich aus den Lichtintensitäten additiv ergebenden Spektralverlauf, der als Mischfarbe sichtbar ist. Der Nachteil der bisherigen Versuche, die Lumineszenzpartikel in der Nähe des LED-Chips anzubringen, besteht jedoch darin, daß die geringe Temperaturerhöhung der Leuchtdiode zu veränderten Strahlungscharakteristiken führt, mit anderen Worten, die abgestrahlte Farbe einer solchen LED ist nicht temperaturstabil.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wird nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den Leuchtdiodenglaskörper mit einer Schicht zu überziehen, die lumineszierende Partikel als fluoreszierendem oder phosphorisierendem Material in Kunststoff (vorzugsweise Acryl) eingebettet aufweist. Anders als bei den herkömmlichen Versuchen, die Lumineszens-Partikel in der Nähe des Chips anzubringen, führt eine Beschichtung des Glaskörpers wegen der damit größeren Entfernung zum LED-Chip zu keinerlei nennenswerten Temperaturbeeinträchtigungen. Die betreffende Beschichtung kann durch Aufspitzen oder mittels eines Tauchverfahrens aufgetragen werden, letzteres, in dem die Diode kurz in eine erwärmte flüssige Lösung des mit gelösten Lumineszenzpartikeln dotierten flüssigen Kunststoffes eingetaucht wird. Je nach gewünschter Auftragsdicke kann der Tauchvorgang mehrfach wiederholt werden. Bevorzugt werden für solche Überzüge Xe-Leuchtdioden verwendet, die ein relativ lichtstarkes, aber kaltes weiß-blaues Licht aussenden. Um die empfundene Strahlung "wärmer" zu gestalten, kann beispielsweise eine Xenondiode mit einer orange erscheinenden Beschichtung versehen werden, wodurch über die beschriebenen Lumineszenzeffekte eine Farbverschiebung stattfindet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Lampenkopf vorderseitig mit einer Abdeckung zu versehen, die als optische Sammellinse ausgebildet ist. Aus der geometrischen Optik sind zwar die Gesetzmäßigkeiten bei der Lichtbrechung ebenso bekannt wie je nach Anordnung einer Lichtquelle relativ zu einer Sammellinse erzeugbare Strahlenbündel, jedoch ist es überraschend, mit welcher Konturenschärfe das aus einer Leuchtdiode stammende Licht im Vergleich zu einer mit einer Glühwendel ausgestatteten Glühbirne erzeugt werden kann. Die Konturenschärfe bleibt selbst bei geringfügigen Verschiebungen der Leuchtdiode aus dem Sammellinsenbrennpunkt erhalten. Die Sammellinse kann aus Glas oder aus einem transparenten Kunststoff bestehen.
Schließlich ist der an der Mantelfläche des Lampengehäuses angeordnete Druck- oder Schubschalter gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen durch einen Clip abgedeckt, der zur Freilegung des Druck- oder Schubschalters oder zum Niederhalten des Druckschalters lösbar, verdrehbar oder verschiebbar am Lampengehäu- semantel befestigt ist. Grundsätzlich sind Clips bei Schreibgeräten, aber auch bei Taschenlampen bereits bekannt, jedoch dienen diese bisher ausschließlich als Mittel zur Befestigung an einer Gürtelschnalle, einem Hosenbund oder einer Jackentasche etc.. Die vorliegende Erfindung schafft hingegen die zusätzli- ehe Möglichkeit, den Schalter im Bedarfsfall sicher abzudecken. Die Lösbarkeit, Verdrehbarkeit oder Verschiebbarkeit des Clips am Gehäuseaußenmantel erlaubt zumindest zwei unterschiedliche Clipstellungen am Taschenla pengehäusemantel, wobei im ersten Fall der Clip ausschließlich als Abdeckung des Schalters dient und im zweiten Fall ggf. als Halterung zur Befestigung der Taschenlampe an einem Kleidungsstück oder anderen Hilfsmitteln verwendet werden kann. Die Verdrehbarkeit oder Verschiebbarkeit des Clips wird derart gewählt, daß in einer der Clip-Stellungen relativ zum Taschenlampengehäusemantel der Schalter völlig freigegeben ist oder der Clip mit seinem freien vorderen Ende federnd auf dem Druckschalter aufliegt; in letztgenanntem Fall kann der Druckschalter als reiner federnd gelagerter Kontaktschalter ausgebildet sein, der über keinen Rastmechanismus verfügt.
So ist der Clip vorzugsweise unter Ausbildung eines einstückigen Körpers mit einem den Gehäusemantel zumindest teilweise umfassenden und ggf. unter Vorspannung hieran anliegenden Ringoder Teilring-Profilkörper verbunden. Ggf. kann der Ring- oder Teilring-Profilkörper in einer Nut des Gehäuseaußenmantels drehbar einliegen, womit längsaxiale Verschiebungen des Clips ausgeschlossen werden. Gegenüber den z.B. bei Füllfederhaltern, Kugelschreibern oder ähnlichen Geräten grundsätzlichen bekannten Ausführungsformen besteht der Unterschied, daß der genannte Ring- oder Teilring-Profilkörper drehbeweglich um die Längsachse des stabförmigen Gehäuses befestigt ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Clip aus einem blattförmigen Flachkörper, an dessen freien Ende ein Abstandselement angeordnet ist, das zusammen mit dem Befestigungspunkt des Flachkörpers am entgegengesetzten Ende (nämlich an dem Ring- oder Teilring-Profilkörper) einen minimalen Abstand des Flachkörpers zum Außenmantel gewährleistet, wobei dieser Abstand größer ist als die höchste Erhebung des Druck- Schalters gegenüber dem Gehäuseaußenmantel. Ggf. unter Berücksichtigung einer etwa vorhandenen Feder-Elastizität des Clips ist durch diese Konstruktion sichergestellt, daß selbst unter hoher äußerer Druckbelastung die dem Gehäusemantel bzw. dem Druck- oder Schubschalter zugewandte Ring- oder Teilring-Profilfläche stets zum Schalter beabstandet ist. Das Abstandselement kann jedoch durch entsprechende Längsverschiebung des Clips auch als Niederhalter für den als reinen Kontaktschalter ausgebildeten Druckschalter verwendet werden.
Vorzugsweise wird ein Teilring-Profilkörper verwendet, der federnd elastisch und damit aufspreizbar ausgebildet ist. Ein solcher Teilring-Profilkörper kann entweder in längsaxialer Richtung zum Taschenlampengehäuse bis zum Ende geschoben und dann abgenommen oder durch Kippung vom Taschenlampengehäuse entfernt werden. Durch diese Ausführungsvariante wird die Möglichkeit geschaffen, ggf. den Clip in einer um 180° verdrehten Stellung am Taschenlampengehäuse anzubringen, etwa dann, wenn bei festgelegter Befestigungsmöglichkeit über den Clip eine Abstrahlung des Leuchtkegels in entgegengesetzter Richtung gewünscht wird. Zudem läßt sich die aus einem ebenen Flach- und einem Ringprofil bzw. Teilringprofil bestehende Einheit auch leicht austauschen, etwa dann, wenn das den federnden Clip bildende ebene Flachprofil an der Verbindungsstelle zum (Teil-) Ringprofil abgebrochen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Taschenlampe mit einem
Lampenkopf, dem Hohlreflektor sowie dem Lampengehäuse in einer Explosionsdarstellung,
Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Taschenlampe im montierten Zustand, Fig. 3 eine Schnittansicht eines Lampenkopfes nach
Fig. 2,
Fig. 4a bis c eine Ausführungsform der Erfindung mit 7 von jeweiligen Reflektoren umgebenden Leuchtdioden in drei Ansichten,
Fig. 5a bis c eine Lampe mit 14 Leuchtdioden in drei Ansichten,
Fig. β eine Lampe mit einer rotationssymmetrischen
Anordnung von sieben Dioden mit jeweiligen Reflektoren,
Fig. 7a bis k verschiedene Lampen mit jeweils unterschiedlich vielen Leuchtdioden in unterschiedlichen geometrischen Mustern,
Fig. 8 und 9 zwei Ansichten einer stabförmigen Taschenlampe mit einem verdrehbaren Clip als Abdeckung für den Druckschalter,
Fig. 10 eine Ansicht eines Taschenlampendeckelteiles mit einem verlängerten Kontaktinnenteil,
Fig. 11a bis c drei Ansichten eines Lampenschirmes mit einer
Halterung zur Aufnahme einer stabförmigen Lampe,
Fig. 12a bis c drei Ansichten eines Reflektors mit einer Clipbefestigung für eine Diode und
Fig. 13 eine Querschnittsansicht eines Reflektors und einer Diode, die über eine Clipbefestigung miteinander fixiert sind. Die dargestellte Taschenlampe besitzt einen stabförmigen Lampenkörper 10, der einen inneren Hohlraum als Batterieschubfach besitzt, das am rückseitigen Ende durch einen Deckel 11 verschließbar ist. Ggf. kann in diesem Deckel auch eine Ersatzdiode in ein entsprechendes Profil lösbar eingeklemmt sein. Am Deckel selbst ist eine ringförmige Öse 12 angeordnet, an der eine Kette oder ähnliches über einen Karabinerhaken zu befestigen ist. Vorderseitig ist der Lampenkopf 13 angeordnet, der als Hohlkörper ausgebildet ist und ein Außengewinde 14 aufweist, das in ein entsprechend geformtes Innengewinde des Lampenkörpers einschraubbar ist. Die Taschenlampe besitzt einen Ein-/ Ausschalter 15, über den die Diode 16 ein- und ausschaltbar ist. Die Diode kann entweder monochromes, z.B. blaues oder rotes Licht, oder auch (annähernd) weißes Licht ausstrahlen. Kernstück der vorliegenden Erfindung ist der Hohlreflektor 17, dessen Außenmantelfläche zylinderförmig ausgebildet ist und die einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des Lampenkopfes 13 entspricht, so daß der Lampenkopf ohne großen Kraftaufwand über den Hohlreflektor-Außenmantel geschoben werden kann. Der Reflektoraußenmantel und der Lampenkopfinnenman- tel besitzen ferner ringförmige Anschläge, die ein Herausfallen des Reflektors aus dem Lampenkopf verhindern.
Die Diode 16 kann ggf. mit einem Überzug versehen sein, der aus einem Acryl-Kunststoff mit eingebetteten Lumineszenz-Partikeln besteht. Die betreffenden Partikel können fluoreszierend oder phosphoreszierend sein und bewirken eine veränderte Leuchtfarbe der Diode. Je nach gewählten Lumineszenz-Partikeln und deren Emissionsspektrum überlagert sich dieses Emissionsspektrum, das von der von dem Leuchtdioden-Chip kommenden Strahlung erzeugt wird, mit der Leuchtdiodenstrahlung zu einer neuen "Mischfarbe". Die spektrale Verlagerung erfolgt hin zu höheren Wellenlängen, d.h., führt in jedem Fall zu "wärmerem Licht". Die Diode 16 kann insbesondere eine mit einem Überzug versehene Xenon-Diode sein, die heute relativ preiswert auf dem Markt erhältlich ist.
Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, besitzt der Hohlreflektor eine zentrale Durchbrechung, durch die die Diode 16 reibschlüssig hindurchschiebbar ist. Die der Diode 16 zugewandte Reflektorfläche ist becherförmig ausgebildet.
Der Hohlreflektor weist einen ersten kegelförmigen Mantelteil 18 etwa in Höhe des lichtemittierenden Diodenleuchtpunktes (bzw. -bereiches) auf, woran sich ein zylinderförmiger Mantelteil 19 und hieran ein abermals kegelförmiger zweiter Mantelteil 20 anschließen. Die Mantelteile 18 und 19 bzw. deren Flächen bilden mit der gemeinsamen Hohlreflektor- und Lampen- Längsachse einen Winkel von 30°. In der Praxis hat sich dieser mehrstufige Hohlreflektor im Hinblick auf die abgestrahlte Leuchtstärke als optimal erwiesen. Neben den reinen, das Licht reflektierenden Eigenschaften besitzt dieser Hohlreflektor auch den Vorteil, daß die Diode nicht nur gehalten, sondern auch stets in derselben Lage reproduzierbar zentriert wird, so daß Lichtverluste weitgehend eliminiert werden können.
Der Reflektor 17 besitzt ferner im Bereich seiner Durchbrechung eine ringförmige Erweiterung zur Aufnahme des unteren Dioden- glaskörperabsatzes 21.
Der Hohlreflektor 17 stützt sich auf einem ringförmigen Absatz 22 am Taschenlampenkopfinnenmantel ab. Ferner besitzt der Hohlreflektor 17 einen durchmessergrößeren Mantelteil 24, der sich an einem ringförmigen Absatz 25 des Lampenkopfinnen- mantels abstützt und womit ein Herausfallen des Reflektors aus dem Lampenkopf vermieden wird. Die in Fig. 1 dargestellten Teile können wie folgt zusammengefügt werden, etwa dann, wenn die Diode 16, die über Steckkontakte auf einer nicht dargestellten Platine befestigt ist, ausgetauscht worden ist. Je nach dem, ob der Reflektormantel sich ausschließlich auf dem vorbeschriebenen Absatz 22 abstützt, der mantelinnenseitig im Lampenkopf 13 oder auch am oberen Innenrand des Lampenkörpers 10 angeordnet sein kann, oder ob der Reflektoraußenmantel 17 an seinem unteren Ende ein Teilmantelstück mit einem größeren Radius aufweist, für den eine breite nutförmige Ausnehmung im Lampenmantelinnenkopf vorgesehen ist, wird zunächst der Reflektor 17 mit seiner Durchbrechung über die Diode 16 geschoben und anschließend über den Reflektoraußenmantel der Lampenkopf 13, der dann mit dem Lampengehäuse 10 verschraubt wird. Im anderen Fall wird der Reflektor zunächst in den Lampenkopf eingeschoben und anschließend die hierdurch gebildete Einheit über die Diode 16 verschoben und der Lampenkopf mit dem Lampengehäuse verschraubt. Im letztgenannten Fall wird ein Herausfallen des Reflektors 17 durch den am Lampen- kopfinnenmantel eingearbeiteten Ring oder dortige sonstige Anschläge verhindert.
Die dargestellte Taschenlampe ist kleinformatig ausgebildet und besitzt eine Gesamtlänge von weniger als 6 cm bei einem Außendurchmesser, der weniger als 1,5 cm beträgt. Diese Taschenlampe kann leicht als Schlüsselanhänger mitgeführt werden.
In Fig. 4 bis 7 sind weitere erfindungsgemäße Lampenformen dargestellt, in denen jedoch anstelle einer einzigen Diode jeweils eine Vielzahl von Dioden als Leuchtmittel verwendet wird. Jede der Dioden ist von einem Reflektor umgeben. Für jede dieser aus einer Diode und einem Reflektor bestehenden Teil-Einheit gilt Entsprechendes wie vorstehend beschrieben.
Fig. 4a bis c zeigen eine Lampe 26, die aus 7 einzelnen Dioden- Reflektor-Teileinheiten besteht, die nebeneinander angeordnet sind. Die nebeneinanderliegenden Reflektoren 17 sind jeweils miteinander verbunden, so daß die "7er"-Reihe eine kompakte Einheit ergibt, die von einem Lampengehäuse 27 umgeben ist. Im Unterschied zu Glühlampen, die sowohl wegen der Größe der Leuchtmittel als auch wegen der entsprechenden Wärmeentwicklung einen großen Platzbedarf benötigen, können mit Dioden bestückte Leuchten um ein Vieles kleiner gebaut werden. Wegen der fehlenden Größenbeschränkungen können so beliebige Designformen realisiert werden.
Fig. 5a bis c zeigt eine Lampe mit 14 Leuchtdioden, die jeweils in einem Reflektor 17 angeordnet sind. Eine solche Lampe besitzt eine hohe Leuchtkraft bei nur geringem Platzbedarf.
Fig. 6 zeigt eine Lampe, bei der um eine zentrale Diode 16 mit einem Reflektor 17 ringsum sechs weitere Dioden 16 mit Reflektoren 17 angeordnet sind. Diese Lampe läßt sich auch zu größeren Radien durch weitere kreisförmig angeordnete Dioden beliebig erweitern. Wie grundsätzlich nach dem Stand der Technik bei mehrphasigen Beleuchtungsmitteln bekannt, kann auch vorgesehen sein, daß die Dioden oder Diodengruppen einzeln schaltbar sind, so daß selektiv bei Bedarf nur ein Teil der Dioden eingeschaltet wird. Prinzipiell liegt es dann im Rahmen der vorliegenden Erfindung, durch die eingeschalteten Dioden auch bestimmte Muster oder ähnliches zu erzeugen.
Fig. 7a bis k zeigen unterschiedliche Lampengestaltungen, bei denen jeweils mehrere Dioden-Reflektoreinheiten der zuvor beschriebenen Art verwendet werden. Die Anordnung der Leuchtdioden nach einem bestimmten Muster im Raum und deren Anzahl richtet sich nach den jeweiligen Bedürfnissen, d.h., nach der gewünschten Lichtstärke, der Raumgeometrie und dem Verwendungszweck der Lampe. Ggf. ist es auch zweckmäßig, in einem vorhan- denen Raum mehrere in einer Lichtwanne singulär angeordnete Leuchteinheiten zu verwenden, die dann nach Art eines Spots ausgerichtet werden können.
Fig. 7a zeigt eine Lampe 28 mit drei sternförmig angeordneten Dioden, die jeweils von Reflektoren umgeben sind. Eine solche "3er"-Gruppe kann auf verhältnismäßig kleinem Raum untergebracht werden, beispielsweise auch in dem Lampenkopf einer stabförmigen Taschenlampe. Dies gilt auch noch für die Anordnung 29 nach Fig. 7b, bei der sieben Leuchtdioden mit jeweiligen Reflektoren zu einer Einheit zusammengefaßt sind.
Das System läßt sich - wie aus Fig. 7c und 7g im einzelnen ersichtlich ist - beliebig durch Aneinanderreihung von weiteren Leuchtdioden vervollständigen, wobei die Gesamtheit der Leuchtdioden entsprechend Fig. 7c eine im wesentlichen sechseckige oder auch entsprechend Fig. 7g eine viereckige oder eine sonstige mehreckige Form aufweisen kann. Die Leuchtdioden können auch, wie in Fig. 7d dargestellt, kranzförmig oder halbkreisförmig (siehe Fig. 7e) oder auch auf einer Bogenlinie (Fig. 7f) angeordnet sein. Die Form nach Fig. 7f läßt sich auch dergestalt realisieren, daß Teilbereiche des Trägers, auf dem jeweilige Dioden-Reflektor-Einheiten angeordnet sind, flexibel ausgebildet sind, d.h., daß die Bogenform in gewissen Grenzen verändert werden kann.
Weitere geometrische Gestaltungsmöglichkeiten zeigen Fig. 7h, bei der in steigender Reihenfolge und im Abstand jeweils linienweise, beginnend mit einer Diode bis hin zu fünf Dioden, ein Beleuchtungskörper mit einem entsprechenden Profil geschaffen werden konnte. Ähnlich sind die rechtwinkligen Profile nach Fig. 7i, 7j und 7k. Es ist offensichtlich, daß sich wegen der Kleinheit der Leuchten auch geometrische Gebildet konstruieren lassen, die (ähnlich wie bei selbstleuchtenden Digitalanzeigen prinzipiell bekannt) Buchstaben, Zahlen, Figuren bis hin zu bewegten Bildern erzeugen lassen.
Auch wenn die vorstehenden Ausführungsbeispiele jeweils vorsehen, daß die einzelnen Dioden mit den entsprechenden zugeordneten Reflektoren in einer Ebene angeordnet sind, besteht demgegenüber auch die Möglichkeit, die Dioden und Reflektoren in mehreren Ebenen, beispielsweise pyramidenstufenförmig anzuordnen. Die verwendeten Leuchtdioden im Rahmen eines solchen Leuchtmittels können alle dasselbe oder unterschiedliche Emissionsspektren besitzen.
Die in Fig. 8 und 9 dargestellte Taschenlampe entspricht in ihrem Aufbau der kleinformatigen stabförmigen Taschenlampe nach Fig. 1 und 2. Gleiche Teile sind somit mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Lampe 10 besitzt einen Clip 30, der aus einem blattförmigen Flachkörper besteht, an dessen freien Ende ein Abstandselement 31 angeordnet ist. An seinem gegenüberliegenden Ende ist der Clip 30 mit einem Teilringprofilkörper 32 verbunden, der unter Vorspannung an dem Gehäuseaußenmantel anliegt und dieses über einen Winkelbereich von deutlich mehr als 180°, also beispielsweise 220° bis 270°, umfaßt. Der Teilring-Profilkörper 32 ist jedoch nicht starr mit dem Lampengehäuse verbunden, sondern verdrehbar, wie dies anhand des Doppelpfeiles 33 sichtbar ist. In der in Fig. 8 dargestellten Stellung ist der Clip 30 derart gedreht, daß der Druckschalter 15 freiliegt und vom Benutzer betätigt werden kann. Um (nach dem Ausschalten der Taschenlampe) den Druckschalter 15 gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen zu sichern, wird der Clip 30 zusammen mit dem Teilringprofilkörper 32 derart verschoben bzw. verdreht, daß der Clip 30 die in Fig. 9 dargestellte Lage einnimmt, in der er den Druckschalter 15 abdeckt. Die Clipunterseite ist zu dem Druckschalter 15 beabstandet, so daß auch bei leichter Durchbiegung des Clips 30 noch ein Restabstand erhalten bleibt.
Der Clip 30 kann jedoch auch derart verschoben werden, daß das Abstandselement 31 auf dem Ein-/Ausschalter 15 unter Druckspannung anliegt und den als federnd gelagerten Schalter 15 in die Einschaltstellung drückt.
Der Clip 30 kann jedoch zusammen mit dem Teilring-Profilkörper 32 auch vollständig von dem Taschenlampengehäusemantel entfernt und um 180° verdreht aufgeschoben bzw. aufgesteckt werden, so daß der Clip in die entgegengesetzte Richtung weist und der Teilring-Profilkörper 32 am Lampenkopf 13 oder in dessen Nähe an dem betreffenden Gehäusemantel anliegt.
Alternativ kann statt des dargestellten Teilring-Profilkörpers 32 auch ein Vollring-Profilkörper verwendet werden, der paßgenau am Lampengehäusemantel oder in einer dort vorgesehenen Nut angelegt bzw. eingelegt ist. Die betreffende Ausgestaltung läßt sich auch in entsprechender Weise bei Schubschaltern verwenden.
Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsvariante macht deutlich, wie die in Fig. 1, 2, 8 und 9 dargestellte mit Batterien bestückte Taschenlampe auch über eine externe Stromversorgung, etwa einen Pkw-Zigarettenanzünder betrieben werden kann. Zu diesem Zweck wird der Deckel 11 abgeschraubt und mitsamt der eingelegten Batterien entfernt. Statt dessen wird ein Endstück 34 in die Taschenlampe eingeschraubt, das mit einem verlängerten Zylinderkörper 35 verbunden ist, an dessen Endseite eine Feder 36 angeordnet ist, mit der der Stromkontakt zu der Lichtquelle bzw. Diode hergestellt wird. Weitere Federkörper 37 liegen (als Massekontakt) am Taschenlampengehäusemantel an. Die Stromzufuhr liefert ein Kabel 38 mit einem geeigneten Transformator-Endstück, um eine übliche Spannung von 220 V auf 110 V bzw. eine Autobatteriespannung von 12 V auf die gewünschte Dioden-Versorgungsspannung zu transformieren. Eine solche Lampe muß dann nicht mehr über Batterien betrieben werden. Insbesondere kann dann diese Lampe in entsprechende Träger bzw. Halterungen eingeschoben werden, wie dies anhand der Fig. 11a bis c deutlich gemacht wird. Fig. 11a bis c zeigen einen prinzipiell bekannten Lampenschirm 39, der jedoch jede andere gewünschte Form aufweisen kann. Um eine Lampe entsprechend Fig. 1 oder 2 unter Verwendung eines Adapterstückes nach Fig. 10 als Wohnraumbeleuchtung verwenden zu können, ist eine Halterung 40 vorgesehen, in die die stabförmige Lampe 10 einschiebbar ist.
Fig. 12a bis c sowie Fig. 13 zeigen eine Weiterbildung eines Reflektors 13, der an seiner Unterseite federnde Clipse 41 besitzt, die nach Aufschieben des Reflektors 17 auf die Diode 16 den Boden des Sockels 21 der Diode 16 hintergreifen, so daß die Diode und der Reflektor eine hiernach nicht mehr lösbare Einheit bilden.

Claims

Patentansprüche
1. Lampe, insbesondere Wohnraum-, Tisch- oder Taschenlampe mit einem Lampenkopf (13), der eine in einem Hohlreflektor (17) angeordnete Lichtquelle (16) aufweist, die mit ihren Steck- und/oder Anschlußkontakten eine Durchbrechung des Hohlreflektors rückseitig durchragt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtquelle eine Leuchtdiode (16) ist, daß die Durchbrechung des Hohlreflektors (17) bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß gleich groß der Mantelkontur der Leuchtdiode (16) ist, daß die Lage des Hohlreflektors über seine Außenmantelgestaltung und die Ausgestaltung des Lampenkopfinnenmantels sowohl zentriert als auch längsaxial im Lampenkopf eindeutig bestimmt ist und daß der Hohlreflektor einen den lichtemittierenden Chip der Leuchtdiode umringenden zumindest im wesentlichen kegelförmigen Reflektorteil (18) aufweist.
2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlreflektor (17) als Körper ausgebildet ist, der eine zylinderförmige abgestufte Außenmantelfläche aufweist, die bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß dieselben Durchmesser wie der abgestufte zylinderförmige Lampenkopf- innenmantel aufweist, wodurch der Hohlreflektor über die ringförmige Stufe (24) der Zylindermantelteile an einer entsprechend ausgebildeten Stufe im Lampenkopfinnenmantel gegen ein Herausfallen gesichert ist.
3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlreflektor einen kegelförmigen Außenmantel besitzt, der bis auf ein geringes Spiel bzw. Toleranzmaß an dem gleichförmigen Innenkegelmantel des Lampenkopfes ringsum dicht anliegt.
4. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Reflektorteil (18) mit der gemeinsamen Hohlreflektor- und Lampengehäuselängsachse einen Winkel von 10° bis 45°, vorzugsweise von 30° bildet.
5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlreflektor neben dem ersten, den lichtemittierenden Chip der Leuchtdiode umringenden Reflektorteil (18) im Bereich größerer Kegeldurchmesser einen hierzu parallel angeordneten zweiten kegelförmigen Mantelteil (20) aufweist .
6. Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten kegelförmigen Mantelteil (18, 20) ein zylinderförmiger Mantelteil (19) angeordnet ist, wobei der Hohlreflektor das vordere Diodenglasende nur geringfügig überragt und/oder die Leuchtdiode mindestens 0,5 cm hinter dem offenen Ende des Lampenkopfes (16) angeordnet ist.
7. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung des Hohlreflektors (17) an der Bodenrückseite eine ringförmige Erweiterung zur Aufnahme des unteren Diodenglaskörperabsatzes (21) aufweist.
8. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlreflektor (17) an seiner Bodenperipherie Rastmittel (41) aufweist, die den Diodenboden rückseitig umfassen.
9. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Lampenkopf mehrere Leuchtdioden nebeneinander angeordnet sind, wobei jeder Leuchtdiode (16) ein einzelner Reflektor (17) zugeordnet ist, innerhalb dessen sie zentriert ist, und daß die Anzahl der wabenartig angeordneten Reflektoren zu einem einstückigen Körper mit einem dem Lampenkopfinnenmantel angepaßten Außenmantel integriert ist.
10. Lampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Körper ein Mantelprofil aufweist, das dem Innenmantel des Lampenkopfes angepaßt ist.
11. Lampe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reflektor (17), vorzugsweise mehrere Reflektoren um einen Winkel bis zu 45°, vorzugsweise bis zu 30° schwenkbar angeordnet sind.
12. Lampe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Reflektoren (17) nebeneinander auf einer Linie, einem Bogen, einem Kreis oder rotationssymmetrisch um einen zentralen Punkt angeordnet sind.
13. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkörper (10) stabförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der stabförmige Lampenkörper (10) in eine ring- oder zylinderförmige Halterung (40) eines Lampenschirmes (39) eingeschoben ist.
14. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtdiodenglaskörper mit einer Schicht überzogen ist, die lumineszierende Partikel, insbesondere fluoreszierendes oder phosphorisierendes Material in Kunststoff (Acryl) eingebettet aufweist, das vorzugsweise durch Aufspritzen oder Eintauchen in eine entsprechende Lösung aufgetragen worden ist.
15. Lampe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden Xe-Dioden sind bzw. eine Xe-Diode ist.
16. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkopf (13) eine vordere Abdeckung aufweist, die als Sammellinse ausgebildet ist.
17. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Mantelfläche des Lampengehäuses angeordnete Druck- oder Schubschalter (15) gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen durch einen Clip (30) abgedeckt ist, der zur Freilegung des Druck- oder Schubschalters (15) oder zum Niederhalten des Druckschalters lösbar, verdrehbar oder verschiebbar am Lampengehäusemantel befestigt ist.
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