WO2008028857A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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WO2008028857A1
WO2008028857A1 PCT/EP2007/059026 EP2007059026W WO2008028857A1 WO 2008028857 A1 WO2008028857 A1 WO 2008028857A1 EP 2007059026 W EP2007059026 W EP 2007059026W WO 2008028857 A1 WO2008028857 A1 WO 2008028857A1
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WO
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lighting device
radiation
light
gas discharge
discharge lamp
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/059026
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Biebel
Michael Hiegler
Gerald Hämmer
Daniela Plep
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Publication date
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B35/00—Electric light sources using a combination of different types of light generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/20—Combination of light sources of different form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device with a gas discharge lamp, preferably a fluorescent lamp ⁇ .
  • Such lamps are characterized by a compact design. Furthermore, fluorescent lamps are more economical in terms of energy consumption compared to incandescent lamps.
  • Such fluorescent lamps are generally optimized for a particular operating point or a pre give ⁇ ne output power at a predetermined color temperature.
  • a change in the color temperature is - if ever possible --consuming and usually brings a deterioration in the efficiency with it.
  • the color temperature should be adjustable in a predetermined range, without a significant deterioration of the efficiency occurs.
  • a compact construction ⁇ form of the lighting device is desirable. This object is achieved with a lighting device according to claim 1.
  • a lighting device having Minim ⁇ least one gas discharge lamp and at least one Leuchtdio ⁇
  • the light-emitting diode includes a plurality of radiation-emitting semiconductor bodies, and emits the illumination device in operation radiation having a light emitted from the light emitting diode radiation component and egg ⁇ NEN emitted by the gas discharge lamp radiation component.
  • this arrangement allows a continuous change in the color temperature, without the efficiency of the fluorescent lamp or the light emitting diode we ⁇ considerably reduced.
  • the radiation-emitting semiconductor bodies preferably emit radiation of different emission wavelengths. Under the emission wavelength is understood to be a characteristic for each er Weg ⁇ te radiation wavelength, for example, the peak wavelength or the dominant wavelength of the TERMS ⁇ onsspektrums.
  • the region in which the color temperature of the lighting device can be varied can be advantageously increased by suitable control of the semiconductor bodies.
  • the radiation-emitting semiconductor body are arranged in a preferred development of the lighting device a a common housing body. As a result, an advantageously homogeneous radiation of the generated, possibly mixed-colored light is achieved.
  • surface-mountable components are particularly suitable which thus have a surface-mountable housing body with a radiation-emitting semiconductor body or a plurality of radiation-emitting semiconductor bodies.
  • the gas discharge lamp is a fluorescent lamp, be ⁇ vorzugt as a fluorescent lamp with an amalgam filling, in particular ⁇ sondere with a high temperature amalgam executed.
  • Derarti ⁇ ge amalgam fluorescent lamps allow a compact design with simultaneously advantageously large luminous flux.
  • the gas discharge lamp has a discharge ⁇ vessel that is designed rod-shaped.
  • the discharge vessel can either be rod-shaped or have a rod-shaped envelope.
  • the discharge vessel can be designed as a tube, which can be further U-shaped gebo ⁇ conditions.
  • the design of the discharge vessel in the form of a U-shaped bent tube is advantageous in terms of a compact design, since in this shaping electrical connections of the gas discharge vessel can be combined in a common base.
  • a plurality of preferably similar light-emitting diodes is provided.
  • the radiation characteristic of the light emitting diodes can be adapted to the emission characteristic of the gas discharge lamp.
  • the light emitting diode or the light emitting diodes are arranged on a heat sink.
  • a heat sink Preferably, at least
  • the light-emitting diodes are line-like, arranged approximately on the heat sink.
  • the light-emitting diodes it is furthermore expedient for the light-emitting diodes to be arranged linearly in the direction of a rod axis of the rod-shaped discharge vessel.
  • the light emitting diodes Be ⁇ Sonder preferably into two subregions and further positioned linearly on two separate heat sinks, wherein the discharge vessel of Gasentladungslam ⁇ pe between the sub-areas or the heat sinks is arranged.
  • the LED is appropriate.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a first
  • Figure 2 is a schematic representation of the luminous flux a
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a lighting device
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a third exemplary embodiment of a lighting device
  • Figure 5 is a schematic representation of the radiation components of the third embodiment of a BL LEVEL ⁇ processing device as a function of wavelength
  • Figure 6 is a schematic representation of the radiation components of the third embodiment of a BL LEVEL ⁇ processing device with respect to the color point
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the color locus of the radiation generated by the third exemplary embodiment of a lighting device
  • the lighting device shown in FIG. 1 has a gas discharge lamp with a discharge vessel 2 and a base 3.
  • the discharge vessel 2 is designed rod-shaped in the form of a stretched tube.
  • the Be ⁇ lighting device has a plurality of light-emitting diodes 4, each having a plurality of radiation-emitting semiconductor bodies 5, which are mounted on a heat sink 6.
  • the radiation-emitting semiconductor body 5 of the LEDs 4 are
  • each mounted in a common housing body of the respective light emitting diode said housing body is preferably surface mountable.
  • the LEDs 4 are linearly arranged according to the course of a rod axis 7 of the rod-shaped discharge vessel 2 ⁇ , so that the overall result is a compact, elongated construction ⁇ form of the lighting device.
  • the lighting device emits radiation which has a generated by the gas discharge lamp 1 ⁇ radiation portion and a proportion of radiation generated by the light-emitting diodes. 4
  • these radiation components complement each other spectrally to a common spectrum, where ⁇ depending on the control of the gas discharge lamp 1 and / or the LEDs 4, the color temperature of the radiation emitted by the illumination device is freely adjustable within wide limits.
  • the color temperature can be varied within wide limits without the efficiency of the gas ⁇ discharge lamp 1 or the light emitting diode 4, such as by changing the operating temperature, is considerably deteriorated.
  • An amalgam fluorescent lamp is preferred so ⁇ a light fluorescent lamp with an amalgam filling used in the lighting apparatus as Gasentla pressure discharge lamp. 1
  • An amalgam filling has the advantage over a pure Hg filling that the luminous flux generated is constant over a larger temperature range.
  • Figure 2 shows an example of a graphical representation of the relative luminous flux of an amalgam fluorescent lamp in comparison ⁇ equal to a fluorescent lamp with Hg filling. applied is the relative luminous flux free has as a function of the lamps ⁇ temperature T. While the luminous flux 8 of a fluorescent lamp with mercury filled a clear maximum at about 3O 0 C and towards drops considerably to higher temperatures, the light flux 9 of an amalgam fluorescent lamp is connected via a Temperature range from about 4O 0 C to 9O 0 C approximately constant.
  • this constancy of the luminous flux of an amalgam fluorescent lamp is advantageous because the adverse effect ei ⁇ ner additional heating of the fluorescent lamp is significantly reduced by the heat loss of the LEDs.
  • the embodiment of a Be ⁇ leuchtungsvoriques shown in Figure 3 includes a gas discharge lamp 1 with egg ⁇ nem discharge vessel 2 and a lamp base. 3
  • the discharge vessel 2 is designed in the manner of a U-shaped bent tube and has a rod-shaped envelope with a rod axis 7.
  • Both sides of the axis of the rod 7 and the Entladungsgefä ⁇ SLI 2 LEDs 4 are mounted on a heat sink 6, wherein the light emitting diodes 4 are respectively arranged in linear fashion and parallel to the rod axis.
  • the light emitting diodes 4 of the loading ⁇ leuchtungsvoriques each comprise a plurality, preferably three, radiation-emitting semiconductor body 5, further preferably produce radiation of different emission wavelengths.
  • the emission wavelength of the LEDs can, depending on the control and individual radiation-emitting semiconductor body in the orange, yellow or green Spektral ⁇
  • nm and 650 nm range, for example between 450 nm and 650 nm, preferably between 520 nm and 620 nm.
  • a fluorescent lamp, insbeson ⁇ particular is an amalgam fluorescent lamp is provided as in the Darge in Figure 1 ⁇ presented embodiment.
  • lamps of the type DULUX manufactured by the manufacturer
  • DULUX L with Hochtemperaturamal ⁇ gam filling can be used.
  • Suitable light-emitting diodes are, for example, LEDs of the type MultiLED (manufacturer: OSRAM Opto Semiconductors GmbH).
  • the color temperature can be continuously adjusted in a range of, for example, 2500 K to 8000 K, without the efficiency of the light emitting ⁇ fluorescent lamp or the LED is temperature conditioned considerably reduced.
  • the housing of the lighting device is of the two heat sinks 5, two extending transversely to the rod axis 7 end plates 10a, 10b and one of the gas discharge lamp 1 and the light emitting diodes 4 in the direction of radiation of the lighting device downstream radiation-transparent cover (in Figure 3 for the sake of clarity not illustrated ⁇ provides) educated.
  • this cover is designed as a scatter ⁇ slice, so that a homogeneous mixture of the gas discharge lamp 1 and the light emitting diodes 4 generated radiation components is achieved.
  • a socket for the base 3 of the gas discharge lamp 1 is provided on the end plate 10b.
  • a gas discharge ⁇ lamp 1 preferably a fluorescent lamp with amalgam filling and more preferably with a U-shaped tube as a discharge vessel.
  • Both sides of the gas discharge lamp 1 are Leuchtdi ⁇ diodes 4 each having a plurality of Strahlungsemittiereden semiconductor bodies (the sake of clarity in figure 4 not shown) on a heat sink 6 in linear fashion ent ⁇ speaking arranged the path of the beam axis 7 of the discharge lamp.
  • the heat sink 7 is on the gas discharge lamp 1 to satisfy ⁇ side facing performed with cooling fins 11 for efficient removal of heat in operation of the heat loss, thereby an adverse heating of the gas discharge lamp 1 is prevented by the light-emitting diodes. 4
  • the lighting device is provided with a radiation-permeable cover 12.
  • this cover is designed as a lens.
  • a diffusion disc can be made of a volume-scattering material or executed with a scattering surface.
  • the radiation-transmissive cover it is particularly preferable for the radiation-transmissive cover to be a diffusing screen which additionally has a surface structuring.
  • a diffusing screen may be provided with longitudinal grooves, transverse grooves or a pyramidal structure.
  • the longitudinal or transverse grooves may have a V, U, rectangular or trapezoidal profile.
  • FIG. 5 shows, by way of example, the spectrum of the light emitting diodes and of the gas discharge lamp. Plotted is the In ⁇ intensity of 13 of the gas discharge lamp type DULUX L (manufactured by Osram GmbH) radiation component generated and the intensity 14a, 14b of the radiation component generated by the LEDs.
  • LEDs were MultiLEDs (Her ⁇ manufacturers: Osram Opto Semiconductors GmbH) with an emitting in the green spectral semiconductor body and two emitting in the red spectral semiconductor bodies.
  • the spectrum has the light emitting diodes a line 14b attributable to the semiconductor body emitting in the green with a maximum at about 520 nm and a line 14a attributable to the semiconductor bodies emitting in the Ro ⁇ th with a maximum at about 610 nm.
  • the color locus of the gas discharge lamp L, the Far ⁇ R bort of emitting in the red semiconductor body and the color locus of the G-emitting in the green semiconductor body is shown in the CIE diagram.
  • the color loci span a triangle through which the color locus curve S of a black radiator passes.
  • the color location of the radiation emitted by the illumination device can thus be set so that it lies on the color locus curve of the blackbody radiator.
  • Such control may, for example, by entspre ⁇ sponding ballasts for gas discharge lamp and the light emitting diodes in conjunction with a controller, such as a
  • Microprocessor control done. Suitable values for the e lectric control of the gas discharge lamp and the light-emitting diode ⁇ can be determined by a calibration of the lighting device with a color sensor, which are then stored in a table, for example, in the microprocessor control.
  • FIG. 7 shows the color loci X of the lighting device, the drive of which has been adapted to the emission spectrum of a black radiator of variable temperature.
  • the color loci are largely based on the color locus curve of the blackbody, so that the radiation generated by the illumination device can readily be assigned a color temperature as indicated in FIG.
  • the present invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination of features is not explicitly stated in the claims or the embodiments.

Abstract

Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer Gasentladungslampe (1) und mindestens einer Leuchtdiode (4) beschrieben, wobei die Leuchtdiode (4) eine Mehrzahl von Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpern (5) enthält, und die Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb Strahlung emittiert, die einen von der Leuchtdiode (4) erzeugten Strahlungsanteil und einen von der Gasentladungslampe (1) erzeugten Strahlungsanteil aufweist.

Description

Beschreibung
Beleuchtungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Gasentladungslampe, vorzugsweise einer Leucht¬ stofflampe .
Derartige Lampen zeichnen sich durch eine kompakte Bauform aus. Weiterhin sind Leuchtstofflampen im Vergleich zu Glühlampen sparsamer im Hinblick auf den Energieverbrauch.
Allerdings sind derartige Leuchtstofflampen in der Regel für einen bestimmten Arbeitspunkt beziehungsweise eine vorgegebe¬ ne Ausgangsleistung bei einer vorgegebenen Farbtemperatur optimiert. Eine Veränderung der Farbtemperatur ist - sofern ü- berhaupt möglich -aufwändig und bringt in der Regel eine Verschlechterung des Wirkungsgrades mit sich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungs¬ vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer verbesserten Einstellbarkeit der Farbtemperatur anzugeben. Vorzugsweise soll in einem vorgegebenen Bereich die Farbtemperatur einstellbar sein, ohne dass eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrades eintritt. Schließlich ist eine kompakte Bau¬ form der Beleuchtungsvorrichtung wünschenswert. Diese Aufgabe wird mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindes¬ tens einer Gasentladungslampe und mindestens einer Leuchtdio¬
de vorgesehen, wobei die Leuchtdiode eine Mehrzahl von strah- lungsemittierenden Halbleiterkörpern enthält, und die Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb Strahlung emittiert, die einen von der Leuchtdiode emittierten Strahlungsanteil und ei¬ nen von der Gasentladungslampe emittierten Strahlungsanteil aufweist .
Vorteilhafterweise ermöglicht diese Anordnung eine stufenlose Veränderung der Farbtemperatur, ohne dass der Wirkungsgrad der Leuchtstofflampe beziehungsweise der Leuchtdiode sich we¬ sentlich verringert.
Die Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper emittieren bevorzugt Strahlung unterschiedlicher Emissionswellenlänge. Unter der Emissionswellenlänge ist eine für die jeweils erzeug¬ te Strahlung charakteristische Wellenlänge, beispielsweise die Peakwellenlänge oder die Dominantwellenlänge des Emissi¬ onsspektrums, zu verstehen. Mittels dieser Ausgestaltung kann der Bereich, in dem die Farbtemperatur der Beleuchtungsvorrichtung variierbar ist, durch geeignete Ansteuerung der Halbleiterkörper vorteilhaft erhöht werden. Die Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper sind bei einer bevorzugten Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung ein einem gemeinsamen Gehäusekörper angeordnet. Hierdurch wird eine vorteilhaft homogene Abstrahlung des erzeugten, gegebenenfalls mischfarbigen Lichts erreicht. Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise eignen sich besonders oberflächenmontierba- re Bauelemente, die also einen oberflächenmontierbaren Gehäusekörper mit einem Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper oder mehreren Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpern aufweisen .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung ist die Gasentladungslampe als Leuchtstofflampe, be¬ vorzugt als Leuchtstofflampe mit einer Amalgamfüllung, insbe¬ sondere mit einem Hochtemperaturamalgam, ausgeführt. Derarti¬ ge Amalgam-Leuchtstofflampen ermöglichen eine kompakte Bauform bei gleichzeitig vorteilhaft großem Lichtstrom.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung weist die Gasentladungslampe ein Entladungs¬ gefäß auf, das stabförmig ausgeführt ist. Hierbei kann das Entladungsgefäß entweder selbst stabförmig geformt sein oder eine stabförmige Einhüllende aufweisen. Beispielsweise kann das Entladungsgefäß als Rohr, das weitergehend U-förmig gebo¬ gen sein kann, ausgeführt sein. Die Ausführung des Entladungsgefäßes in Form eines U-förmig gebogenen Rohres ist im Hinblick auf eine kompakte Bauform vorteilhaft, da bei dieser Formgebung elektrische Anschlüsse des Gasentladungsgefäßes in einem gemeinsamen Sockel zusammengefasst werden können. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung ist eine Mehrzahl von vorzugsweise gleichartigen Leuchtdioden vorgesehen. Durch die Anzahl der verwendeten Leuchtdioden ist einerseits eine Anpassung des von den Leuchtdioden erzeugten Strahlungsanteils an den von der Gasentladungslampe erzeugten Strahlungsanteil hinsichtlich der erzeugten Strahlungsmenge leicht möglich. Andererseits kann durch die räumliche Anordnung der Leuchtdioden die Abstrah- lungscharakteristik der Leuchtdioden an die Abstrahlcharakteristik der Gasentladungslampe angepasst werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung sind die Leuchtdiode beziehungsweise die Leuchtdioden auf einem Kühlkörper angeordnet. Vorzugsweise ist zumindest
für einen Teil der Leuchtdioden ein gemeinsamer Kühlkörper vorgesehen. Hierdurch wird eine effiziente Abfuhr der im Betrieb entstehenden Verlustwärme der Leuchtdioden gewährleis¬ tet, wodurch eine übermäßige Aufheizung der Gasentladungslampe, die den Wirkungsgrad der Gasentladungslampe beeinträchti¬ gen könnte, weitgehend vermieden wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung sind die Leuchtdioden linienartig, etwa auf dem Kühlkörper, angeordnet. Im Falle des oben genannten stab- förmigen, beispielsweise rohrartigen oder U-förmig gebogenen Entladungsgefäßes der Gasentladungslampe ist es weiterhin zweckmäßig, die Leuchtdioden linienartig in Richtung einer Stabachse des stabförmigen Entladungsgefäßes anzuordnen. Be¬ sonders bevorzugt sind die Leuchtdioden in zwei Teilbereichen und weitergehend auf zwei getrennten Kühlkörpern linienartig positioniert, wobei das Entladungsgefäß der Gasentladungslam¬ pe zwischen den Teilbereichen beziehungsweise den Kühlkörpern angeordnet ist. In der Regel ist eine zu der Stabachse paral¬ lele Anordnung der Leuchtdioden zweckmäßig.
Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren 1 bis 7.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung,
Figur 2 eine schematische Darstellung des Lichtstroms eine
Hg-Leuchtstofflampe und einer Amalgam-Leuchtstofflampe in Abhängigkeit der Lampentemperatur,
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung,
Figur 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung, Figur 5 eine schematische Darstellung der Strahlungsanteile des dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuch¬ tungsvorrichtung in Abhängigkeit der Wellenlänge,
Figur 6 eine schematische Darstellung der Strahlungsanteile des dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuch¬ tungsvorrichtung in Bezug auf deren Farbort,
Figur 7 eine schematische Darstellung des Farborts der von dem dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Strahlung,
Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die in Figur 1 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung weist eine Gasentladungslampe mit einem Entladungsgefäß 2 und einem Sockel 3 auf. Das Entladungsgefäß 2 ist stabförmig in Form eines gestreckten Rohres ausgeführt. Weiterhin weist die Be¬ leuchtungsvorrichtung mehrere Leuchtdioden 4 mit jeweils einer Mehrzahl von Strahlungsemittierenden Halbeiterkörpern 5 auf, die auf einem Kühlkörper 6 montiert sind. Die strah- lungsemittierenden Halbleiterkörper 5 der Leuchtdioden 4 sind
jeweils in einem gemeinsamen Gehäusekörper der jeweiligen Leuchtdiode montiert, wobei dieser Gehäusekörper vorzugsweise oberflächenmontierbar ist. Die Leuchtdioden 4 sind linienartig entsprechend dem Verlauf einer Stabachse 7 des stabförmigen Entladungsgefäßes 2 ange¬ ordnet, so dass sich insgesamt eine kompakte, gestreckte Bau¬ form der Beleuchtungsvorrichtung ergibt.
Im Betrieb emittiert die Beleuchtungsvorrichtung Strahlung, die einen von der Gasentladungslampe 1 erzeugten Strahlungs¬ anteil und einen von den Leuchtdioden 4 erzeugten Strahlungsanteil aufweist. Vorteilhafterweise ergänzen sich diese Strahlungsanteile spektral zu einem gemeinsamen Spektrum, wo¬ bei je nach Ansteuerung der Gasentladungslampe 1 und/oder der Leuchtdioden 4 die Farbtemperatur der von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Strahlung in weiten Grenzen frei einstellbar ist. Insbesondere kann die Farbtemperatur in weiten Grenzen variiert werden, ohne dass der Wirkungsgrad der Gas¬ entladungslampe 1 oder der Leuchtdioden 4, etwa durch Veränderung der Betriebstemperatur, erheblich verschlechtert wird.
Bevorzugt wird bei der Beleuchtungsvorrichtung als Gasentla¬ dungslampe 1 eine Amalgam-Leuchtstofflampe, also eine Leucht¬ stofflampe mit einer Amalgamfüllung, verwendet. Eine Amalgamfüllung hat gegenüber einer reinen Hg-Füllung den Vorteil, dass der erzeugte Lichtstrom über einen größeren Temperaturbereich konstant ist.
Figur 2 zeigt beispielhaft eine graphische Darstellung des relativen Lichtstroms einer Amalgam-Leuchtstofflampe im Ver¬ gleich zu einer Leuchtstofflampe mit Hg-Füllung. Aufgetragen ist der relative Lichtstrom Frei in Abhängigkeit der Lampen¬ temperatur T. Während der Lichtstrom 8 einer Leuchtstofflampe mit Hg-Füllung ein deutliches Maximum bei etwa 3O0C aufweist und zu höheren Temperaturen hin erheblich sinkt, ist der Lichtstrom 9 einer Amalgam-Leuchtstofflampe über einen Temperaturbereich von etwa 4O0C bis 9O0C näherungsweise konstant.
In Kombination mit Leuchtdioden, die insbesondere in einer kompakten Anordnung nahe an der Leuchtstofflampe platziert sind, ist diese Konstanz des Lichtstroms einer Amalgam- Leuchtstofflampe vorteilhaft, da der nachteilige Einfluß ei¬ ner zusätzlichen Aufheizung der Leuchtstofflampe durch die Verlustwärme der Leuchtdioden wesentlich verringert wird.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Be¬ leuchtungsvorrichtung weist eine Gasentladungslampe 1 mit ei¬ nem Entladungsgefäß 2 und einem Lampensockel 3 auf. Im Unter¬ schied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist das Entladungsgefäß 2 nach Art eines U-förmig gebogenen Rohres ausgeführt und weist eine stabförmige Einhüllende mit einer Stabachse 7 auf.
Beidseits der Stabachse 7 beziehungsweise des Entladungsgefä¬ ßes 2 sind Leuchtdioden 4 auf einem Kühlkörper 6 montiert, wobei die Leuchtdioden 4 jeweils linienartig und parallel zu der Stabachse 7 angeordnet sind. Die Leuchtdioden 4 der Be¬ leuchtungsvorrichtung umfassen jeweils eine Mehrzahl, vorzugsweise drei, Strahlungsemittierende Halbleiterkörper 5, die weiter bevorzugt Strahlung verschiedener Emissionswellenlängen erzeugen. Die Emissionswellenlänge der Leuchtdioden kann je nach Ansteuerung und einzelnen strahlungsemittieren- den Halbleiterkörper im orangen, gelben oder grünen Spektral¬
bereich, beispielsweise zwischen 450 nm und 650 nm, bevorzugt zwischen 520 nm und 620 nm, variieren.
Als Gasentladungslampe 1 ist wie bei dem in Figur 1 darge¬ stellten Ausführungsbeispiel eine Leuchtstofflampe, insbeson¬ dere eine Amalgam-Leuchtstofflampe vorgesehen. Beispielsweise können Lampen des Typs DULUX (Hersteller: OSRAM GmbH), etwa die Kompaktleuchtstofflampe DULUX L mit Hochtemperaturamal¬ gam-Füllung, verwendet werden. Als Leuchtdioden eignen sich etwa Leuchtdioden des Typs MultiLED (Hersteller: OSRAM Opto Semiconductors GmbH) .
Bei einer derartigen Anordnung kann die Farbtemperatur in einem Bereich von beispielsweise 2.500 K bis 8.000 K stufenlos eingestellt werden, ohne dass der Wirkungsgrad der Leucht¬ stofflampe oder der Leuchtdioden temperaturbedingt erheblich verringert ist.
Das Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung wird von den beiden Kühlkörpern 5, zwei quer zu der Stabachse 7 verlaufenden Abschlussplatten 10a, 10b sowie einer der Gasentladungslampe 1 und den Leuchtdioden 4 in Abstrahlungsrichtung der Beleuchtungsvorrichtung nachgeordneten strahlungsdurchlässigen Abdeckung (in Figur 3 der Übersichtlichkeit halber nicht darge¬ stellt) gebildet. Vorzugsweise ist diese Abdeckung als Streu¬ scheibe ausgeführt, so dass eine homogene Mischung der von der Gasentladungslampe 1 und den Leuchtdioden 4 erzeugten Strahlungsanteile erzielt wird. Auf der Abschlussplatte 10b ist eine Fassung für den Sockel 3 der Gasentladungslampe 1 vorgesehen .
Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt per¬ spektivisch eine Beleuchtungsvorrichtung ähnlich dem in Figur
2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Gasentladungs¬ lampe 1, bevorzugt einer Leuchtstofflampe mit Amalgam-Füllung und weiter bevorzugt mit einem U-förmigen Rohr als Entladungsgefäß. Beidseits der Gasentladungslampe 1 sind Leuchtdi¬ oden 4 mit jeweils einer Mehrzahl von Strahlungsemittiereden Halbleiterkörpern (der Übersichtlichkeit halber in Figur 4 nicht dargestellt) auf einem Kühlkörper 6 linienartig ent¬ sprechend dem Verlauf der Stabachse 7 der Entladungslampe 1 angeordnet .
Der Kühlkörper 7 ist auf der der Gasentladungslampe 1 abge¬ wandten Seite mit Kühlrippen 11 für eine effiziente Abfuhr der im Betrieb entstehenden Verlustwärme ausgeführt, wodurch eine nachteilige Aufheizung der Gasentladungslampe 1 durch die Leuchtdioden 4 vermieden wird.
Abstrahlungsseitig ist die Beleuchtungsvorrichtung mit einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung 12 versehen. Bevorzugt ist diese Abdeckung als Streuscheibe ausgeführt. Eine solche Streuscheibe kann aus einem volumenstreuenden Material gefertigt oder mit einer streuenden Oberfläche ausgeführt sein. Besonders bevorzugt wird bei der Beleuchtungsvorrichtung als strahlungsdurchlässige Abdeckung eine Streuscheibe verwendet, die zusätzlich eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Mittels einer solchen Strukturierung lässt sich das Leuchtbild der Beleuchtungsvorrichtung in weiten Grenzen variieren. So kann eine Streuscheibe etwa mit Längsrillen, Querrillen oder einer Pyramidenstruktur versehen sein. Weitergehend können die Längs- oder Querrillen ein V-, U-, rechteck- oder trapezförmiges Profil aufweisen. Schließlich können Form und/oder Dimensionierung des Rillenprofils in einer vorgegeben oder
statistischen Weise entlang einer Erstreckungsrichtung des Beleuchtungsvorrichtung variieren .
In Figur 5 ist beispielhaft das Spektrum der Leuchtdioden und der Gasentladungslampe dargestellt. Aufgetragen ist die In¬ tensität 13 des von der Gasentladungslampe vom Typ DULUX L (Hersteller: Osram GmbH) erzeugten Strahlungsanteils sowie die Intensität 14a, 14b des von den Leuchtdioden erzeugten Strahlungsanteils. Als Leuchtdioden wurden MultiLEDs (Her¬ steller: Osram Opto Semiconductors GmbH) mit einem im grünen Spektralbereich emittierenden Halbleiterkörper und zwei im roten Spektralbereich emittierenden Halbleiterkörpern verwendet. Entsprechend weist das Spektrum das Leuchtdioden eine dem im Grünen emittierende Halbleiterkörper zuzurechnende Linie 14b mit einem Maximum bei etwa 520 nm und eine den im Ro¬ ten emittierenden Halbleiterkörpern zuzurechnende Linie 14a mit einem Maximum bei etwa 610 nm auf. In Figur 6 ist der Farbort L der Gasentladungslampe, der Far¬ bort R der im Roten emittierenden Halbleiterkörper und der Farbort G des im Grünen emittierenden Halbleiterkörpers im CIE-Diagramm dargestellt. Die Farborte spannen ein Dreieck auf, durch das die Farbort-Kurve S eines schwarzen Strahlers verläuft. Durch geeignete Ansteuerung der Gasentladungslampe sowie der Leuchtdioden, insbesondere der einzelnen strah- lungsemittierenden Halbleiterkörper der Leuchtdioden, kann somit der Farbort der von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Strahlung so eingestellt werden, dass er auf der Farbort-Kurve des schwarzen Strahler liegt.
Eine derartige Ansteuerung kann beispielsweise durch entspre¬ chende Vorschaltgeräte für die Gasentladungslampe und die Leuchtdioden in Verbindung mit einer Steuerung, etwa einer
Mikroprozessorsteuerung erfolgen. Geeignete Werte für die e- lektrische Ansteuerung der Gasentladungslampe und der Leucht¬ dioden lassen sich durch eine Kalibrierung der Beleuchtungsvorrichtung mit einem Farbsensor ermitteln, welche dann beispielsweise tabellarisch in der Mikroprozessorsteuerung abgelegt sind.
Figur 7 zeigt die Farborte X der Beleuchtungsvorrichtung, deren Ansteuerung an das Emissionsspektrum eines schwarzen Strahlers variabler Temperatur angepasst wurde. Die Farborte liegen weitestgehend auf der Farbort-Kurve des schwarzen Strahlers, so dass der von der Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Strahlung ohne weiteres eine Farbtemperatur wie in Figur 7 angegeben zugeordnet werden kann. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination von Merkmalen selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer Gasentladungslampe (1) und mindestens einer Leuchtdiode (4), wobei die Leuchtdiode eine Mehrzahl von Strahlungsemittierenden Halbleiterkörpern (5) enthält, und die Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb Strahlung emittiert, die einen von der Leuchtdiode (4) emittierten Strahlungsanteil und einen von der Gasentladungslampe (1) emittierten Strahlungsanteil auf¬ weist .
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper (5) Strahlung unterschiedlicher Emissionswellenlänge erzeugen.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsemittierenden Halbleiterkörper (5) in einem gemeinsamen Gehäusekörper der Leuchtdiode (4) angeordnet sind.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasentladungslampe (1) eine Leuchtstofflampe ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Leuchtstofflampe eine Amalgamfüllung enthält.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasentladungslampe ein stabförmig ausgebildetes Entladungsgefäß (2) aufweist.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Entladungsgefäß (2) als zylinderförmiges Rohr oder U-förmig gebogenes Rohr ausgebildet ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von Leuchtdioden (4) aufweist.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl gleichartiger Leuchtdioden (4) aufweist.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Leuchtdioden (4) auf einem Kühlkörper (6) angeordnet sind.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Leuchtdioden (4) linienartig angeordnet sind.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 unter Rückbezug auf Anspruch 6, wobei die Anordnung der Leuchtdioden (4) sich entlang einer Stabachse (7) des stabförmigen Entladungsgefäßes (2) er¬ streckt .
13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei Leuchtdioden (4) in einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich angeordnet sind, und die Gasentladungslampe (1) zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich positioniert ist.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine gemeinsame strahlungsdurchlässige Abdeckung (12) für die Gasentladungslampe (1) und die Leuchtdioden (4) vor¬ gesehen ist.
15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die strahlungsdurchlässige Abdeckung (12) als Streu¬ scheibe ausgebildet ist.
16. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb weißes Licht emittiert .
17. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Farbtemperatur des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts zwischen 2.500 K und 8.000 K einstellbar ist .
18. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der von der Leuchtdiode emittierte Strahlungsanteil im orangen, gelben oder grünen Spektralbereich liegt.
19. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Emissionswellenlänge des von der Leuchtdiode emit¬ tierten Strahlungsanteils zwischen 450 nm und 650 nm liegt.
20. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Emissionswellenlänge des von der Leuchtdiode emit¬ tierten Strahlungsanteils zwischen 520 nm und 620 nm liegt.
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