WO2007068236A1 - Led lamp having a base - Google Patents

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Harald Opolka
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Zweibrüder Optoelectronics GmbH
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the disadvantage of the aforementioned temperature radiators is that a large part of the energy used is converted into heat, so that the power output is relatively low.
  • Fig.1-5 each lamp body with different socket sockets

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Abstract

The invention relates to a lamp having a base (11 to 15), in particular a screw-type, bayonet-type or plug-type base. According to the invention, the light source is a light-emitting diode (16, 26) or a group of light-emitting diodes, wherein an optical lens (17, 18, 28) or a lens system is arranged at the light-exit front face, and wherein the light source (16, 26) and the lens (17, 18, 28) or the lens system are arranged at variable distances.

Description

LED LAMPE MIT SOCKEL LED LAMP WITH BASE
Die Erfindung betrifft eine Lampe mit Sockel, insbesondere einem Schraub-, Bajonett- oder Stecksockel.The invention relates to a lamp with base, in particular a screw, bayonet or socket.
Glühlampen mit einem genormten Schraubsockel, z. B. E27 oder E14 sind seit langem bekannt. Das Funktionsprinzip einer Glühlampe beruht darauf, dass an dem Glühfaden, der in einem Glaskolben angeordnet ist, eine Spannung angelegt wird, aufgrund der ein Strom fließt, durch welchen der Draht zum Glühen gebracht wird. Um eine Verbrennung des Glühfadens zu vermeiden, ist im Glaskolben ein Schutzgas vorgesehen. Auf demselben Prinzip des Temperaturstrahlers, den die Glühlampe darstellt, basieren auch Halogenlampen oder Xenon-Lampen, die eine größere Lichtausbeute zeigen. Herkömmliche Glühbirnen werden mit einer Netzspannung (220V oder 110V) betrieben, wohingegen in jüngerer Zeit Niedervoltlampen populär werden, die eine Betriebsspannung von 12V haben und demgemäß einen Transformator als Vorschaltgerät benötigen.Incandescent lamps with a standardized screw base, z. B. E27 or E14 have long been known. The operating principle of an incandescent lamp is based on the fact that a voltage is applied to the filament, which is arranged in a glass bulb, due to which a current flows, through which the wire is made to glow. In order to avoid combustion of the filament, a protective gas is provided in the glass bulb. On the same principle of the thermal radiator, which represents the incandescent lamp, are based also halogen lamps or xenon lamps, which show a greater light output. Conventional bulbs are operated with a mains voltage (220V or 110V), whereas in recent years low-voltage lamps are popular, which have an operating voltage of 12V and therefore need a transformer as a ballast.
Der Nachteil der vorgenannten Temperaturstrahler besteht darin, dass ein Großteil der aufgewendeten Energie in Wärme umgesetzt wird, so dass die Leistungsausbeute relativ gering ist.The disadvantage of the aforementioned temperature radiators is that a large part of the energy used is converted into heat, so that the power output is relatively low.
Abhilfe schaffen in jüngster Zeit lichtemittierende Dioden (LED), die erhebliche wirtschaftliche Vorteile haben. Zum einen ist hier der geringe Energieverbrauch zu nennen, zum anderen die relativ lange Lebensdauer, die einen Austausch der LED während der üblichen Nutzungsdauer praktisch entbehrlich macht. Zudem sind LED relativ klein ausgestaltet, so dass Lampen-Miniaturisierungen möglich sind, was insbesondere bei Mini-Taschenlampen realisiert worden ist. Zum Teil können auch Gruppen von Leuchtdioden verwendet werden, die eine höhere Lichtausbeute gestatten bzw. eine noch hinreichende Lichtausbeute, wenn nur eine der mehreren LED ausfällt. Konstruktionsbedingt strahlen Lichtquellen nach allen Seiten mit Ausnahme der Seite, an der der Sockel oder die Stiftkontakte etc. auf Platinen befestigt sind. Zum Teil werden Reflektoren verwendet, die das zur Seite abgestrahlte Licht in Richtung einer Hauptstrahlrichtung reflektieren sollen. Befindet sich die Lampe in einem Gehäuse, das nur eine Apertur im Sinne von Strahlaustrittsöffnung an der Stirnfläche aufweist, ergeben sich häufig Lichtkegel, die beim Lesen oder Ausleuchten einer Fläche unbefriedigende Lichtverteilungen liefern.In the recent past, light-emitting diodes (LEDs), which have considerable economic advantages, are a remedy. On the one hand, there is the low energy consumption and, on the other hand, the relatively long service life, which virtually eliminates the need to replace the LED during normal service life. In addition, LEDs are designed relatively small, so that lamp miniaturization are possible, which has been particularly realized in mini flashlights. In some cases, it is also possible to use groups of light-emitting diodes which permit a higher light output or an even sufficient light output if only one of the several LEDs fails. By design, light sources radiate to all sides except the side where the socket or pin contacts, etc., are mounted on circuit boards. In part, reflectors are used to reflect the light emitted to the side in the direction of a main radiation direction. If the lamp is located in a housing which has only an aperture in the direction of the beam exit opening at the end face, light cones often result that provide unsatisfactory light distributions when reading or illuminating a surface.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diesem Nachteil abzuhelfen.It is an object of the present invention to remedy this disadvantage.
Diese Aufgabe wird durch eine Lampe nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a lamp according to claim 1.
Erfindungsgemäß wird als Lichtquelle dieser Lampe eine Leuchtdiode oder eine Gruppe von Leuchtdioden verwendet. An der Lichtaustrittsfläche ist eine optische Linse oder ein optisches Linsensystem, gegebenenfalls in Form einer Fresnellinse angeordnet. Diese Linse bzw. das Linsensystem sowie die Lichtquelle sind relativ zueinander verschiebbar, so dass die aus der linearen Strahlenoptik bekannten Lichtstrahlbeugungen und dementsprechende Lichtkegel einstellbar sind. Ist beispielsweise eine LED im Brennpunkt einer Sammellinse angeordnet, so ergibt sich ein Lichtstrahlenbündel aus weitgehend parallel zueinander verlaufenden Lichtstrahlen. Umgekehrt können jedoch auch breitere Lichtkegel mit einem weiten Strahlungswinkel eingestellt werden.According to the invention, a light-emitting diode or a group of light-emitting diodes is used as the light source of this lamp. At the light exit surface is an optical lens or an optical lens system, optionally arranged in the form of a Fresnel lens. This lens or the lens system and the light source are displaceable relative to each other, so that the known from the linear beam optics Lichtstrahlbeugungen and corresponding light cone are adjustable. If, for example, an LED is arranged in the focal point of a converging lens, the result is a light beam of light beams extending substantially parallel to one another. Conversely, however, wider beams of light can be set with a wide angle of radiation.
Vorzugsweise ist zur Abstandsveränderung eine Führung vorgesehen. In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Führung eine Linearführung, bei der über einen nach außen ragenden Stift ein aufgesetzter topfförmiger Kopf mit einer Linse oder eine Platine, auf der die LED oder mehrere LED befestigt ist/sind, relativ zu den übrigen Lampenteile verschiebbar ist.Preferably, a guide is provided for changing the distance. In a first embodiment of the invention, the guide is a linear guide in which an attached pot-shaped head with a lens or a circuit board on which the LED or a plurality of LEDs is / are mounted relative to the other lamp parts via an outwardly projecting pin ,
Alternativ hierzu kann die Lampe zwei ineinander greifende Gewinde als Bestandteil getrennter Bauteile besitzen, von denen eins zum Lampenunterteil mit der Lichtquelle aus einer oder mehreren LED und das andere zum Lampenoberteil mit der Linse oder dem Linsensystem gehören. Beide vorbeschriebenen Führungen lassen eine jederzeit reproduzierbare Feineinstellung vornehmen.Alternatively, the lamp may have two interlocking threads as part of separate components, one of which to the lamp base with the light source of one or more LED and the other to the lamp shell with the Lens or the lens system belong. Both above-described guides make anytime reproducible fine adjustment.
Die erfindungsgemäße Lampe kann im Wohnbereich als einstellbare Spot- oder Weitwinkelleuchte ebenso verwendet werden, wie als Bestandteil einer tragbaren Lampe, insbesondere Taschenlampe.The lamp according to the invention can be used in the living area as an adjustable spot or wide angle lamp as well as as part of a portable lamp, in particular flashlight.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:
Fig.1-5 jeweils Lampenkörper mit verschiedenen Sockel-Fassungen,Fig.1-5 each lamp body with different socket sockets,
Fig.6, 7 oder 8, 9 oder 10, 11 oder 12, 13 oder 14, 15 oder 16, 17 jeweils schematische Schnittdarstellungen von erfindungsgemäßen Lampen in unterschiedlichen Einstellungen.6, 7 or 8, 9 or 10, 11 or 12, 13 or 14, 15 or 16, 17 are schematic sectional views of lamps according to the invention in different settings.
Die in Fig. 1 bis 5 dargestellten Lampen besitzen einheitlich einen Glaskörper 10, so wie ein normiertes Gewinde, das entweder ein Edison-Gewinde 11 vom Typ E27 oder ein Gewinde 12 vom Typ E14 sein kann. Unterschiedliche Steckkontakte, zum Teil als Bajonett- Verschluss 13 bis 15 zeigen Fig. 3 bis Fig. 5. Die jeweiligen Schraubgewinde oder Kontakte entsprechen den üblichen Normungen.The lamps illustrated in FIGS. 1 to 5 uniformly have a glass body 10, such as a normalized thread, which may be either an E27 type Edison thread 11 or a E14 type thread 12. Different plug contacts, in part as a bayonet closure 13 to 15 show Fig. 3 to Fig. 5. The respective screw thread or contacts correspond to the usual standards.
Fig. 6, 7 sowie 10, 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Gewinde 20, 21 ineinander greifen. Das Gewinde 20 ist mit einem Lampenunterteil verbunden, das den Sockel 11 sowie eine Leuchtdiode 16 enthält. In dieses Gewinde 20 greift ein Außengewinde 21 eines Oberteils ein, das einen trogförmigen Linsenkörper 17 mit einer hinteren Ausnehmung oder eine Linse 18 nach Art einer Fresnellinse, ebenfalls mit einer hinteren Ausnehmung 19, erfasst. Durch Ineinanderschrauben der beiden Gewinde 20, 21 wird der Abstand der Leuchtdiode 16 zur Linse 17 bzw. 18 verän- dert. Mit dieser Abstandsveränderung geht eine Veränderung des erzeugten Lichtkegels einher, der von einer Weitwinkelausleuchtung bis hin zu einer Spotausleuchtung gebündelt werden kann. Da der Sockel 11 (oder ein ähnlicher Sockel) und damit die Lage des Unterteils festgelegt ist, wird die Änderung der Strahlcharakteristik durch Drehung des Oberteils mit Gewinde 21 erzeugt.Fig. 6, 7 and 10, 11 show an embodiment in which two threads 20, 21 engage each other. The thread 20 is connected to a lamp base, which contains the base 11 and a light-emitting diode 16. In this thread 20 engages an external thread 21 of an upper part, which detects a trough-shaped lens body 17 with a rear recess or a lens 18 in the manner of a Fresnel lens, also with a rear recess 19. By screwing the two threads 20, 21 into one another, the distance between the light-emitting diode 16 and the lens 17 or 18 is changed. changed. This change in distance is accompanied by a change in the generated light cone, which can be bundled from a wide-angle illumination to a spot illumination. Since the base 11 (or a similar base) and thus the position of the lower part is fixed, the change of the beam characteristic is generated by rotation of the upper part with thread 21.
Demgegenüber zeigen Fig. 8, 9 sowie 12, 13 Linearführungen, bei denen die Oberteile 23 gegenüber dem Unterteil 24 herausziehbar bzw. hereinschiebbar nach Art eines Teleskops sind.In contrast, Fig. 8, 9 and 12, 13 linear guides, in which the upper parts 23 relative to the lower part 24 are pulled out or hineinschiebbar in the manner of a telescope.
Während in den vorgenannten Ausführungsbeispielen die Linsen mit den jeweiligen Lampenoberteilen gegenüber dem Lampenunterteil mit Sockel verschiebbar angeordnet sind, wird in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 14 bis 17 die Platine 25 mit aufgesteckter Diode 26 innerhalb eines geschlossenen Lampenkörpers verschoben. Hierzu besitzt die Platine 25 nach Fig. 14 und 15 ein Außengewinde 22, das in ein Innengewinde 20 eingreift. Wie auch bei der Linearführung nach Fig. 16 und 17 angedeutet, kann bei der Ausführungsform nach Fig. 14 und 15 ein herausragender Stift 27 als Handhabungsmittel dienen, um die Verschiebung der Platine 25 sowie der LED 26 gegenüber der Sammellinse 28 zu bewirken.While in the aforementioned embodiments, the lenses are arranged with the respective upper lamp parts relative to the lamp base with base slidably, in the embodiments of FIG. 14 to 17, the board 25 is moved with plugged diode 26 within a closed lamp body. For this purpose, the board 25 has according to FIGS. 14 and 15, an external thread 22 which engages in an internal thread 20. As also indicated in the linear guide according to FIGS. 16 and 17, in the embodiment according to FIGS. 14 and 15, an outstanding pin 27 can serve as a handling means to effect the displacement of the circuit board 25 and of the LED 26 with respect to the converging lens 28.
Die in den Fig. 6 bis 17 dargestellten Ausführungsformen lassen sich sowohl bei Wohnraumlampen (an Stromleitungskabeln geführten Spot-Leuchten, Leselampen, Schreibtischlampen, Regalausleuchtungen) als auch an Taschenlampen verifizieren. The embodiments shown in FIGS. 6 to 17 can be verified both in living room lamps (spot lights, reading lamps, desk lamps, shelf illumination) and in flashlights.

Claims

Ansprüche claims
1. Lampe mit Sockel (11 bis 15), insbesondere einem Schraub-, Bajonettoder Stecksockel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Lichtquelle eine Leuchtdiode (16, 26) oder eine Gruppe von Leuchtdioden ist, dass an der Lichtaustrittsstirnfläche eine optische Linse (17, 18, 28) oder ein Linsensystem angeordnet sind und dass die Lichtquelle (16, 26) sowie die Linse (17, 18, 28) oder das Linsensystem abstandsverän- derbar angeordnet sind.Characterized in that the light source is a light-emitting diode (16, 26) or a group of light-emitting diodes, that at the light exit end face an optical lens (17, 18, 28) or a lens system are arranged, and that the light source (16, 26) and the lens (17, 18, 28) or the lens system are arranged distanzverän- changed.
2. Lampe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstandsveränderung eine Führung vorgesehen ist.2. Lamp according to claim 1, characterized in that the distance variation, a guide is provided.
3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung eine Linear-Führung ist, bei der über einen nach außen ragenden Stift (27) ein aufgesetzter topfförmiger Kopf mit einer Linse oder eine Platine (25), auf der die LED (26) befestigt ist, relativ zu den übrigen Lampenteilen verschiebbar ist.3. Lamp according to claim 2, characterized in that the guide is a linear guide, in which via an outwardly projecting pin (27) an attached cup-shaped head with a lens or a circuit board (25) on which the LED (26 ), is displaceable relative to the other lamp parts.
4. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe zwei ineinander greifende Gewinde (20, 21; 20, 22) als Bestandteile getrennter Bauteile besitzt, von denen eines zum Lampenunterteil mit der Lichtquelle und das andere zum Lampenoberteil mit der Linse oder dem Linsensystem gehören.4. A lamp according to claim 2, characterized in that the lamp has two interlocking threads (20, 21, 20, 22) as components of separate components, one of which to the lamp base with the light source and the other to the lamp top with the lens or the Include lens system.
5. Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe als tragbare Lampe, insbesondere Taschenlampe ausgebildet ist. 5. Lamp according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lamp is designed as a portable lamp, in particular flashlight.
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