WO2012159906A1 - Beleuchtungseinrichtung - Google Patents

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WO2012159906A1
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lighting device
color
cover plate
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Ales Markytan
Christian Gärtner
Horst Varga
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Indicate lighting device that is capable of emitting light of the same color over a long period of time.
  • Lighting device the illumination device comprises a support having a mounting surface.
  • Mounting surface is, for example, on an upper side of the
  • the carrier arranged.
  • the mounting surface is provided for receiving components of the lighting device.
  • the carrier is, for example, a
  • Connection carrier such as a printed circuit board, a printed circuit board or metallic conductor strips, for example, a so-called leadframe.
  • the carrier can, for example, with a housing of
  • Lighting device to be mechanically firmly connected.
  • the carrier is used in particular for the mechanical carrying and electrical contacting of components of the
  • the illumination device comprises a plurality of light emitting diodes, wherein at least two of the light emitting diodes are adapted to emit light of different color in operation.
  • the illumination device comprises at least two classes of Light emitting diodes that emit light of different colors. Each class may include at least two or more light emitting diodes.
  • the illumination device can comprise light-emitting diodes which emit greenish-white light (also: mint) during operation and light-emitting diodes which emit red light during operation.
  • the light of the plurality of light-emitting diodes can mix, for example, to white light, so that the
  • Lighting device in operation is suitable to deliver white mixed light. Next it is possible that the
  • Lighting device comprises light-emitting diodes which emits red, blue, green and / or differently colored light.
  • the light-emitting diodes may be light-emitting diodes which each comprise at least one light-emitting diode chip.
  • the LEDs as
  • LED chips are present, which are arranged free of a housing in the lighting device.
  • Lighting device the illumination device comprises at least one color sensor, the light in operation
  • the at least one color sensor can be provided to exclusively or substantially the light of a
  • the color sensor is suitable for the light of all
  • the color sensor may for example comprise exactly one photodiode.
  • the photodiode can at its light entrance surface a color filter upstream, which lets only light of a single color through.
  • the illumination device comprises n classes of light emitting diodes which emit light of different colors in pairs, where n is a natural number> 2
  • the color sensor may comprise n photodiodes, each photodiode being preceded by a color filter which transmits light of one of the colors transmitted by the light-emitting diodes of
  • Lighting device is generated.
  • Lighting device then includes a single
  • Lighting device comprises color sensors, wherein each color sensor detects light of one of the colors that is generated by the light emitting diodes of the lighting device.
  • Color sensors light of each color can be detected, which is generated by the LEDs of the lighting device, so that for each class of LEDs, a corresponding measured value can be determined. According to at least one embodiment of the
  • Lighting device comprises the illumination device at least one light measuring surface, which is illuminated by the light of at least one of the plurality of light emitting diodes and at least a part of this light reflects and / or scatters.
  • the illumination device may comprise exactly one light measurement surface which reflects and / or scatters the light of each color in equal parts.
  • the light metering surface for reflection or Scattering exactly one of the colors that is generated by the LEDs is set up.
  • the illumination device in this case preferably comprises a number of
  • Light emitting diodes that emit light of different colors corresponds.
  • Lighting device the plurality of light-emitting diodes and the at least one color sensor are arranged on the mounting surface of the carrier. That is, the light emitting diodes and the
  • Color sensor are arranged, for example, in a common plane.
  • a light entry surface of the color sensor is then arranged, for example, on the surface of the color sensor facing away from the carrier.
  • the light measuring surface is arranged away from the carrier. That is, the light measuring surface itself is not arranged on the carrier, but spaced from the
  • Carrier arranged.
  • the light metering surface is spaced apart on the side of the mounting surface of the carrier
  • Carrier arranged. According to at least one embodiment of the
  • Lighting device detects the at least one
  • Color sensor mostly from the at least one
  • Classes of light-emitting diodes present in the illumination device which emit light of different color, detect.
  • Lighting device the illumination device comprises a support having a mounting surface, a plurality of
  • Light-emitting diodes wherein at least two of the light-emitting diodes are adapted to emit light of different color from one another in operation, at least one color sensor, which in operation, the light of at least one of the plurality of light-emitting diodes
  • the multiplicity of light emitting diodes and the at least one color sensor are arranged on the mounting surface of the carrier, the at least one light measuring surface is arranged away from the carrier and the at least one color sensor largely detects at least one of the color sensors
  • the measured values can be used to regulate the light-emitting diodes of the illumination device
  • Lighting device the at least one color sensor on a receiving area with an opening angle and exactly one light measuring surface is in the receiving area of each
  • the opening angle of the color sensor is preferably chosen to be small.
  • the opening angle is ⁇ 7 °, preferably ⁇ 5 °.
  • Opening angle is for example a cone-shaped
  • Receiving area meets a light entrance surface of the color sensor. Is now exactly one light measuring surface in
  • the color sensor detects substantially only light that is reflected from this light metering surface or scattered.
  • the associated color sensor is adapted to detect light of different colors or light of a particular color.
  • Lighting device is each of the at least one
  • Illuminated LEDs That is, on the light measuring surface, for example, via a plurality of similar light-emitting diodes be averaged, so that the color sensor then light
  • the light measuring surface is arranged such that at least all LEDs of the same color of the illumination device can illuminate the light measuring surface. In this way, for each color of the light generated by the LEDs in operation a
  • particularly accurate value can be determined by the color sensor.
  • Lighting device is each of the at least one
  • Light emitting diode light hits the light measuring surface.
  • a radiation-impermeable layer is applied to a side of the light-measuring surface facing away from the light-emitting diodes so that light emanates from the light-emitting diodes, and not from outside, for example
  • Lighting device can hit the light measuring surface. Furthermore, it is possible that the light-measuring surface is formed with a volume-scattering material that is so opaque and thick that from outside the
  • Lighting device does not penetrate penetrating light through the material to the LEDs
  • this page may be formed diffused white scattering. Generates the
  • Lighting device in operation white mixed light, so is the light measuring surface from the outside of the illumination device with the naked eye or hardly recognizable.
  • Lighting device is each of the at least one
  • Lighting device arranged, wherein the cover plate is arranged on the side of the mounting surface spaced from the carrier.
  • the cover plate is designed to be transparent to radiation, so that the light generated by the LEDs during operation can penetrate through the cover plate to the outside. It is possible that the cover plate light scattering or
  • the cover plate may for this purpose have a correspondingly structured outer surface or be designed to be volume-dispersive. In any case, the cover plate preferably has a lower turbidity than each of the light measurement surfaces of the illumination device.
  • the cover plate in particular in a direction perpendicular to at least one of the main sides of the cover plate, has a turbidity value of
  • Turbidity value is also referred to as Haze value or Haziness.
  • the turbidity value is for example
  • Transmission is defined as the quotient of the proportion of radiation passing through a medium through an angle scattered by more than 2.5 °, and from the total radiation transmitted through the medium.
  • the cover plate is then clear or almost clear.
  • the light measuring surface has, for example, a larger one
  • Turbidity value of greater than 0.15.
  • Lighting device is each of the at least one
  • Light measuring surface formed with a diffusely reflecting or diffusely scattering material, which is arranged on the plurality of light-emitting diodes facing side of the cover plate.
  • a diffusely reflecting or diffusely scattering material which is arranged on the plurality of light-emitting diodes facing side of the cover plate.
  • the material is a body of white ceramic material or a body with a matrix material such as silicone or epoxy, in which light-diffusing particles of titanium dioxide, for example, are introduced.
  • a matrix material such as silicone or epoxy, in which light-diffusing particles of titanium dioxide, for example, are introduced.
  • Light measuring surface it is then possible to set whether the light measuring surface emits white light or whether the
  • light-scattering particles which contain at least one of the following materials: T1O2, BaS02i, ZnO, Al x Oy ⁇ Zr0 2 .
  • Lighting device is the surface area of each of the at least one light metering surface at most twice as large as the area of the projection of the receiving area of a light sensor associated with the color sensor on the
  • the surface area and the shape of the light measuring surface correspond to the projection of the reception area the associated light sensor on the cover plate. In this way it is ensured that the light measuring surface the
  • the sum of the areas of all light measuring surfaces is the
  • Lighting device the illumination device comprises at least two light measuring surfaces, wherein a first of the
  • the light measuring surfaces can be designed as Bragg reflectors or dielectric mirrors, which are used for the reflection of light
  • the light measuring surfaces may comprise scattering particles that particularly strongly scatter light of a specific color. Overall, it is possible that light measuring surfaces of the
  • Lighting device reflects at least one of
  • Light measuring surfaces light of a color stronger or scatter light of one color stronger than light of another color and assigned to the light measuring surface color sensor has a higher for the more reflected or more scattered light a higher
  • the means light measuring surface and color sensor can be coordinated so that even before light on the
  • the illumination device comprises a drive device which is adapted to control the plurality of light-emitting diodes in response to measurement signals of the at least one color sensor. That is, depending on the measurement signals, for example, a
  • the drive device can, for example, at least one microprocessor, at least one driver and at least one
  • Pulse width modulation circuit include. For example, if the measurements show that the intensity of the light is a first class of light
  • Light emitting diodes decreases more than the intensity of the light of a second class of light emitting diodes
  • Lighting device so can a corresponding
  • Adjustment can be made to mixed light with a constant color location and / or constant color temperature of the
  • the drive device is adapted to a color location and / or a color temperature of the of
  • Illuminating device emitted mixed light of the plurality of light emitting diodes and substantially constant hold.
  • substantially constant means that the color location and / or the color temperature over a longer
  • Period for example at least over one hour, at most by +/- 5%, in particular at most by +/- 2.5 ⁇ 6 around an average of the color locus and / or the color temperature
  • the drive device may also be configured to be predetermined from the outside, for example by a user
  • FIG. 1A shows a schematic sectional illustration of the illumination device
  • FIG. 1B shows a schematic plan view.
  • the illumination device comprises three classes of light-emitting diodes, which are known as
  • the carrier 10 is a connection carrier, for example a printed circuit board.
  • the illumination device comprises light-emitting diodes emitting blue light lb, emitting green light
  • Light emitting diodes lg and red light emitting LEDs lr The light-emitting diodes 1b, 1g, 1r emit the light 8g, 8b, 8r generated in operation in the direction of a radiation-permeable cover plate 5 of the illumination device. Part of the light can be applied to reflective surfaces 4 of a
  • Housing body 11 and / or the carrier 10 are reflected.
  • the illumination device furthermore comprises a color sensor 2, which in the present case is set up to detect blue, green and red light. That is, the color sensor 2 generates measured values corresponding to, for example, the intensity of the light of the individual colors
  • the color sensor 2 generates separately measured values for red, blue and green light.
  • the color sensor 2 has a reception area with a
  • Opening angle which is present ⁇ 5 °.
  • Opening angle is chosen so that a color sensor 2 opposite light measuring surface 3 in its extension to the cover plate 5 of the projection of the receiving area the cover plate 5 corresponds. That is, the color sensor 2 detects substantially from the light metering surface 3
  • reflected and / or scattered light which is composed of the light of many of the LEDs of the lighting device.
  • the light measuring surface 3 is present with a
  • the scattering body is designed so thick that light from outside the
  • Lighting device not up to the LEDs facing the outer surface, so the actual
  • Triggered control device 6 which processes the measured values and controls the LEDs accordingly and / or regulated.
  • the control device can be integrated in the housing body 11 of the lighting device, which is a
  • an optical element 7 which is suitable for example for beam shaping or light scattering of light emerging from the illumination device.
  • the light measuring surface 3 can detect the light of several light emitting diodes lb, lr, lg also different classes, so that there is a reduction of the statistical Scattering in determining, for example, the intensity for the light of a particular color results.
  • the light measuring surface 3 is not or hardly affected by external light such as daylight.
  • Cover plate 5 for example, at most 1% of the cover plate 5, which results in an increased luminous efficiency, since the cover plate 5 itself must not be designed to be highly scattered over a large area. That is, the cover plate 5 may in particular be less turbid than the
  • the design of the optical properties of the cover plate 5 is independent of the color sensor 2 additional degrees of freedom in the design.

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung angegeben mit einem Träger (10) mit einer Montagefläche (10a), einer Vielzahl von Leuchtdioden (1r, 1b, 1g), wobei zumindest zwei der Leuchtdioden (1r, 1b, 1g) geeignet sind, im Betrieb Licht voneinander unterschiedlicher Farbe zu emittieren, zumindest einem Farbsensor (2), der im Betrieb das Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden (1r, 1b, 1g) detektiert, zumindest einer Lichtmessfläche (3), die vom Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden (1r, 1b, 1g) beleuchtet wird und zumindest einen Teil dieses Lichts reflektiert und/oder streut, wobei die Vielzahl von Leuchtdioden (1r, 1b, 1g) und der zumindest eine Farbsensor (2) auf der Montagefläche (10a) angeordnet sind, die zumindest eine Lichtmessfläche (3) entfernt vom Träger (10) angeordnet ist, und der zumindest eine Farbsensor (2) größtenteils von der zumindest einen Lichtmessfläche (3) reflektiertes Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden (1r, 1b, 1g) detektiert.

Description

Beschreibung
Beieuchtungseinrichtung Die Druckschrift EP 2216592 A2 beschreibt eine
Beieuchtungseinrichtung .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine
Beleuchtungseinrichtung anzugeben, die geeignet ist, Licht der gleichen Farbe über einen langen Zeitraum zu emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung einen Träger, der eine Montagefläche aufweist. Die
Montagefläche ist beispielsweise an einer Oberseite des
Trägers angeordnet. Die Montagefläche ist zur Aufnahme von Komponenten der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Bei dem Träger handelt es sich beispielsweise um einen
Anschlussträger wie etwa eine Leiterplatte, eine bedruckte Leiterplatte oder metallische Leiterstreifen, zum Beispiel ein so genannter Leiterrahmen (englisch: Leadframe) . Der Träger kann beispielsweise mit einem Gehäuse der
Beleuchtungseinrichtung mechanisch fest verbunden sein. Der Träger dient insbesondere zum mechanischen Tragen und elektrischen Kontaktieren von Komponenten der
Beieuchtungseinrichtung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Leuchtdioden, wobei zumindest zwei der Leuchtdioden geeignet sind, im Betrieb Licht voneinander unterschiedlicher Farbe zu emittieren. Insbesondere umfasst die Beleuchtungseinrichtung mindestens zwei Klassen von Leuchtdioden, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Jede Klasse kann zumindest zwei oder mehr Leuchtdioden umfassen . Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung Leuchtdioden umfassen, die im Betrieb grünlich-weißes Licht (auch: mint) emittieren und Leuchtdioden, die im Betrieb rotes Licht emittieren. Das Licht der Vielzahl von Leuchtdioden kann sich beispielsweise zu weißem Licht mischen, so dass die
Beleuchtungseinrichtung im Betrieb dazu geeignet ist, weißes Mischlicht abzugeben. Weiter ist es möglich, dass die
Beleuchtungseinrichtung Leuchtdioden umfasst, die rotes, blaues, grünes und/oder andersfarbiges Licht emittiert. Die Leuchtdioden können dabei gehäuste Leuchtdioden sein, die jeweils zumindest einen Leuchtdiodenchip umfassen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchtdioden als
Leuchtdiodenchips vorliegen, die frei von einem Gehäuse in der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung zumindest einen Farbsensor, der im Betrieb das Licht
zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden detektiert. Der zumindest eine Farbsensor kann dabei dazu vorgesehen sein, ausschließlich oder im Wesentlichen das Licht einer
bestimmten Farbe zu emittieren. Ferner ist es möglich, dass der Farbsensor dazu geeignet ist, das Licht aller
Leuchtdioden der Beleuchtungseinrichtung und damit Licht unterschiedlicher Farben zu detektieren. Der Farbsensor kann beispielsweise genau eine Fotodiode umfassen. Der Fotodiode kann an ihrer Lichteintrittsfläche ein Farbfilter vorgeschaltet sein, der nur Licht einer einzigen Farbe durchlässt .
Umfasst die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise n Klassen von Leuchtdioden, die paarweise Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, wobei n eine natürliche Zahl > 2 ist, so kann der Farbsensor n Fotodioden umfassen, wobei jeder Fotodiode ein Farbfilter vorgeschaltet ist, der Licht einer der Farben durchlässt, das von den Leuchtdioden der
Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird. Die
Beleuchtungseinrichtung umfasst dann einen einzigen
Farbsensor .
Darüber hinaus ist es möglich, dass die
Beleuchtungseinrichtung n Farbsensoren umfasst, wobei jeder Farbsensor Licht einer der Farben, das von den Leuchtdioden der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird, detektiert.
Mit anderen Worten kann von dem Farbsensor oder den
Farbsensoren Licht jeder Farbe detektiert werden, das von den Leuchtdioden der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird, so dass zu jeder Klasse von Leuchtdioden ein entsprechender Messwert ermittelt werden kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung zumindest eine Lichtmessfläche, die vom Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden beleuchtet wird und zumindest einen Teil dieses Lichts reflektiert und/oder streut.
Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung genau eine Lichtmessfläche umfassen, die das Licht jeder Farbe zu gleichen Teilen reflektiert und/oder streut. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Lichtmessfläche zur Reflexion oder Streuung genau einer der Farben, die von den Leuchtdioden erzeugt wird, eingerichtet ist. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst in diesem Fall vorzugsweise eine Anzahl von
Lichtmessflächen, die der Anzahl von Klassen von
Leuchtdioden, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, entspricht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung sind die Vielzahl von Leuchtdioden und der zumindest eine Farbsensor auf der Montagefläche des Trägers angeordnet. Das heißt, die Leuchtdioden und der
Farbsensor sind beispielsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Eine Lichteintrittsfläche des Farbsensors ist dann beispielsweise an der dem Träger abgewandten Oberfläche des Farbsensors angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist die Lichtmessfläche entfernt vom Träger angeordnet. Das heißt, die Lichtmessfläche selbst ist nicht auf dem Träger angeordnet, sondern beabstandet zum
Träger angeordnet. Beispielsweise ist die Lichtmessfläche an der Seite der Montagefläche des Trägers beabstandet zum
Träger angeordnet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung detektiert der zumindest eine
Farbsensor größtenteils von der zumindest einen
Lichtmessfläche reflektiertes Licht zumindest einer der
Vielzahl von Leuchtdioden. Beispielsweise kann der Farbsensor von der Lichtmessfläche abgestrahltes Mischlicht aller
Klassen von Leuchtdioden, die in der Beleuchtungseinrichtung vorhanden sind, und die Licht voneinander unterschiedlicher Farbe emittieren, detektieren. Alternativ ist es möglich, dass zu jeder Farbe genau eine Lichtmessfläche vorhanden ist, der dann genau ein Farbsensor zugeordnet sein kann, so dass der Farbsensor von der zumindest einen Lichtmessfläche reflektiertes Licht einer bestimmten Farbe detektiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung einen Träger mit einer Montagefläche, eine Vielzahl von
Leuchtdioden, wobei zumindest zwei der Leuchtdioden geeignet sind, im Betrieb Licht voneinander unterschiedlicher Farbe zu emittieren, zumindest einen Farbsensor, der im Betrieb das Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden
detektiert, und zumindest eine Lichtmessfläche, die vom Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden beleuchtet wird und zumindest einen Teil dieses Lichts reflektiert und/oder streut. Dabei sind die Vielzahl von Leuchtdioden und der zumindest eine Farbsensor auf der Montagefläche des Trägers angeordnet, die zumindest eine Lichtmessfläche ist entfernt vom Träger angeordnet und der zumindest eine Farbsensor detektiert größtenteils von der zumindest einen
Lichtmessfläche reflektiertes Licht zumindest einer der
Vielzahl von Leuchtdioden.
Bei der hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung ist es mithilfe des Farbsensors möglich, Messwerte für die
Intensität des Lichts der Leuchtdioden der
Beleuchtungseinrichtung zu ermitteln, wobei insbesondere für unterschiedliche Farben des Lichts unterschiedliche Messwerte ermittelt werden können. Mithilfe der Messwerte kann eine Regelung der Leuchtdioden der Beleuchtungseinrichtung
erfolgen, so dass die Beleuchtungseinrichtung möglichst konstant Mischlicht einer bestimmten Farbe und/oder eines bestimmten Farbortes abstrahlt. Auf diese Weise kann beispielsweise ein unterschiedliches Alterungsverhalten und/oder eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit von Leuchtdioden unterschiedlicher Klassen, also
unterschiedlicher Bauart, kompensiert werden. Es ist damit möglich, Licht mit zeitlich besonders konstanter Lichtfarbe und/oder besonders konstanter Farbtemperatur zu erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung weist der zumindest eine Farbsensor einen Empfangsbereich mit einem Öffnungswinkel auf und genau eine Lichtmessfläche ist im Empfangsbereich eines jeden
Farbsensors angeordnet. Der Öffnungswinkel des Farbsensors ist dabei vorzugsweise klein gewählt. Beispielsweise beträgt der Öffnungswinkel < 7°, vorzugsweise < 5°. Durch den
Öffnungswinkel ist beispielsweise ein kegelförmiger
Empfangsbereich vorgegeben. Nur Licht aus diesem
Empfangsbereich trifft auf eine Lichteintrittsfläche des Farbsensors. Ist nun genau eine Lichtmessfläche im
Empfangsbereich eines zugeordneten Farbsensors angeordnet, so ist sichergestellt, dass der Farbsensor im Wesentlichen nur Licht detektiert, das von dieser Lichtmessfläche reflektiert wird oder gestreut wird. Je nachdem, ob die Lichtmessfläche dazu eingerichtet ist, weißes Mischlicht abzustrahlen oder ob die Lichtmessfläche dazu eingerichtet ist, Licht einer bestimmten Farbe abzustrahlen, ist der zugeordnete Farbsensor dazu eingerichtet, Licht unterschiedlicher Farben oder Licht einer bestimmten Farbe zu detektieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung wird jede der zumindest einen
Lichtmessfläche vom Licht mehrerer der Vielzahl von
Leuchtdioden beleuchtet. Das heißt, über die Lichtmessfläche kann beispielsweise über mehrere gleichartige Leuchtdioden gemittelt werden, so dass der Farbsensor dann Licht
detektieren kann, das in seiner Intensität einem Mittelwert der Leuchtdioden, die die Lichtmessfläche beleuchten, entspricht. Vorzugsweise ist die Lichtmessfläche derart angeordnet, dass zumindest alle Leuchtdioden der gleichen Farbe der Beleuchtungseinrichtung die Lichtmessfläche beleuchten können. Auf diese Weise kann für jede Farbe des von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugten Lichts ein
besonders genauer Wert vom Farbsensor ermittelt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist jede der zumindest einen
Lichtmessfläche vom Umgebungslicht abgeschirmt, so dass größtenteils oder ausschließlich von der Vielzahl von
Leuchtdioden erzeugtes Licht auf die Lichtmessfläche trifft. Beispielsweise ist an einer den Leuchtdioden abgewandten Seite der Lichtmessfläche eine strahlungsundurchlässige Schicht aufgebracht, so dass Licht von den Leuchtdioden her, und nicht beispielsweise von außerhalb der
Beleuchtungseinrichtung, auf die Lichtmessfläche treffen kann. Ferner ist es möglich, dass die Lichtmessfläche mit einem volumenstreuenden Material gebildet ist, das derart trüb und dick ausgebildet ist, dass von außerhalb der
Beleuchtungseinrichtung eindringendes Licht nicht durch das Material hindurch bis zu den Leuchtdioden zugewandten
Oberfläche des Materials dringen kann. Diese Oberfläche bildet dann die lichtabstrahlende Lichtmessfläche.
Von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung erscheint die den Leuchtdioden abgewandte Seite der Lichtmessfläche
beispielsweise weiß. Dazu kann diese Seite diffus weiß streuend ausgebildet sein. Erzeugt die
Beleuchtungseinrichtung im Betrieb weißes Mischlicht, so ist die Lichtmessfläche von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung mit dem bloßen Auge nicht oder kaum zu erkennen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist jede der zumindest einen
Lichtmessfläche an einer Abdeckplatte der
Beleuchtungseinrichtung angeordnet, wobei die Abdeckplatte an der Seite der Montagefläche beabstandet zum Träger angeordnet ist. Die Abdeckplatte ist strahlungsdurchlässig ausgebildet, so dass das von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugte Licht durch die Abdeckplatte nach außen dringen kann. Dabei ist es möglich, dass die Abdeckplatte lichtstreuende oder
lichtmischende Eigenschaften aufweist. Die Abdeckplatte kann dazu eine entsprechend strukturierte Außenfläche aufweisen oder volumenstreuend ausgebildet sein. In jedem Fall weist die Abdeckplatte vorzugsweise eine geringere Trübheit als jede der Lichtmessflächen der Beleuchtungseinrichtung auf. Durch die Verwendung von Lichtmessflächen an der Abdeckplatte ist es möglich, die Abdeckplatte hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften besonders frei zu wählen, da die Abdeckplatte nicht die Aufgabe erfüllen muss, von den Leuchtdioden im Betrieb erzeugtes Licht zum Farbsensor zu reflektieren oder zu streuen. Diese Aufgabe wird von der Lichtmessfläche erfüllt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte, insbesondere in eine Richtung senkrecht zumindest einer der Hauptseiten der Abdeckplatte, einen Trübheitswert von
höchstens 0,10, bevorzugt von höchstens 0,05 auf. Der
Trübheitswert wird auch als Haze-Wert oder als Haziness bezeichnet. Der Trübheitswert ist zum Beispiel für
Transmission definiert als der Quotient aus dem Anteil einer Strahlung, der bei Durchgang durch ein Medium um einen Winkel von mehr als 2,5° gestreut wird, und aus der gesamten, durch das Medium transmittierten Strahlung. Mit anderen Worten ist die Abdeckplatte dann klarsichtig oder nahezu klarsichtig. Die Lichtmessfläche weist zum Beispiel einen größeren
Trübheitswert von größer 0,15 auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist jede der zumindest einen
Lichtmessfläche mit einem diffus reflektierenden oder diffus streuenden Material gebildet, das an der der Vielzahl von Leuchtdioden zugewandten Seite der Abdeckplatte angeordnet ist. Beispielsweise kann das Material auf die den
Leuchtdioden zugewandte Seite der Abdeckplatte geklebt sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem Material um einen Körper aus weißem keramischen Material oder um einen Körper mit einem Matrixmaterial wie Silikon oder Epoxid, in das lichtstreuende Partikel beispielsweise aus Titandioxid eingebracht sind. Über die Wahl des Materials der
Lichtmessfläche ist es dann möglich, einzustellen, ob die Lichtmessfläche weißes Licht abstrahlt oder ob die
Abstrahlung der Lichtmessfläche auf die Abstrahlung Licht einer bestimmten Farbe optimiert ist. Insbesondere kommen Licht streuende Partikel in Frage, die zumindest eines der folgenden Materialien enthalten: T1O2, BaSOzi, ZnO, AlxOy^ Zr02.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung ist der Flächeninhalt einer jeder der zumindest einen Lichtmessfläche höchstens doppelt so groß wie die Fläche der Projektion des Empfangsbereichs eines der Lichtmessfläche zugeordneten Farbsensors auf die
Abdeckplatte. Möglichst entspricht der Flächeninhalt und die Form der Lichtmessfläche der Projektion des Empfangsbereichs des zugeordneten Lichtsensors auf die Abdeckplatte . Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Lichtmessfläche den
kleinstmöglichsten Platz auf der Abdeckplatte einnimmt, so dass ein möglichst großer Anteil der Abdeckplatte für den Lichtaustritt zur Verfügung steht. Beispielsweise beträgt die Summe der Flächeninhalte aller Lichtmessflächen der
Beleuchtungseinrichtung höchstens 10 %, insbesondere
höchstens 5 %, vorzugsweise höchstens 1 % des Flächeninhalts der Abdeckplatte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung wenigstens zwei Lichtmessflächen, wobei eine erste der
Lichtmessflächen Licht einer bestimmten Farbe stärker
reflektiert oder stärker streut als eine andere der beiden Lichtmessflächen. Zum Beispiel können die Lichtmessflächen dazu als Bragg-Reflektoren oder dielektrische Spiegel ausgebildet sein, die zur Reflektion von Licht einer
bestimmten Farbe eingestellt sind. Ferner ist es möglich, dass die Lichtmessflächen Streupartikel umfassen, die Licht einer bestimmten Farbe besonders stark streuen. Insgesamt ist es dabei möglich, dass sich Lichtmessflächen der
Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich ihrer Streuwirkung oder Reflektion von Licht einer bestimmten Farbe voneinander unterscheiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung reflektiert zumindest eine der
Lichtmessflächen Licht einer Farbe stärker oder streut Licht einer Farbe stärker als Licht einer anderen Farbe und ein der Lichtmessfläche zugeordneter Farbsensor weist für das stärker reflektierte oder stärker gestreute Licht eine höhere
Empfindlichkeit auf als für das Licht der anderen Farbe. Das heißt, Lichtmessfläche und Farbsensor können aufeinander abgestimmt sein, so dass schon bevor Licht auf die
Lichteintrittsfläche des Farbsensors trifft, über die
Lichtmessfläche eine Aufteilung des Lichts der
unterschiedlichen Farben erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Ansteuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Vielzahl von Leuchtdioden in Abhängigkeit von Messsignalen des zumindest einen Farbsensors zu regeln. Das heißt, abhängig von den Messsignalen kann beispielsweise eine
Taktfrequenz, mit der die Leuchtdioden angesteuert werden oder ein Betriebsstrom, mit dem die Leuchtdioden betrieben werden, verändert werden. Die Ansteuervorrichtung kann dazu beispielsweise zumindest einen Mikroprozessor, zumindest einen Treiber und zumindest eine
PulsweitenmodulationsSchaltung umfassen . Wird beispielsweise anhand der Messwerte festgestellt, dass die Intensität des Lichts einer ersten Klasse von
Leuchtdioden stärker abnimmt als die Intensität des Lichts einer zweiten Klasse von Leuchtdioden der
Beleuchtungseinrichtung, so kann eine entsprechende
Nachregelung erfolgen, um Mischlicht mit konstantem Farbort und/oder konstanter Farbtemperatur von der
Beleuchtungseinrichtung zu emittieren.
Das heißt, gemäß zumindest einer Beleuchtungseinrichtung ist die Ansteuervorrichtung dazu eingerichtet, einen Farbort und/oder eine Farbtemperatur des von der
Beleuchtungseinrichtung emittierten Mischlichts der Vielzahl von Leuchtdioden einzustellen und im Wesentlichen konstant zu halten. „Im Wesentlichen konstant" heißt dabei, dass der Farbort und/oder die Farbtemperatur über einen längeren
Zeitraum, zum Beispiel wenigstens über eine Stunde, höchstens um +/- 5 %, insbesondere höchstens um +/- 2,5 ~6 um einen Mittelwert des Farbortes und/oder der Farbtemperatur
schwankt .
Ferner kann eine Einstellung mittels der Ansteuervorrichtung von Farbort und/oder Farbtemperatur erfolgen. Das heißt, die Ansteuervorrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, von außen, zum Beispiel durch einen Benutzer, vorgegebene
Änderungen am Farbort und/oder Farbtemperatur durch
entsprechende Ansteuerung der Leuchtdioden umzusetzen. Im Folgenden wird eine hier beschriebene
Beleuchtungseinrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
In Verbindung mit den Figuren 1A und 1B ist anhand
schematischer Schnittdarstellungen ein
Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung näher erläutert.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1A zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung der Beleuchtungseinrichtung, die Figur 1B zeigt eine schematische Draufsicht. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst vorliegend drei Klassen von Leuchtdioden, die als
Leuchtdiodenchips auf der Montagefläche 10a des Trägers 10 der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind. Bei dem Träger 10 handelt es sich vorliegend um einen Anschlussträger, beispielsweise um eine Leiterplatte.
Die Beleuchtungseinrichtung umfasst vorliegend blaues Licht emittierende Leuchtdioden lb, grünes Licht emittierende
Leuchtdioden lg und rotes Licht emittierende Leuchtdioden lr. Die Leuchtdioden lb, lg, lr strahlen das im Betrieb erzeugte Licht 8g, 8b, 8r in Richtung einer strahlungsdurchlässigen Abdeckplatte 5 der Beleuchtungseinrichtung ab. Ein Teil des Lichts kann an reflektierenden Oberflächen 4 eines
Gehäusekörpers 11 und/oder des Trägers 10 reflektiert werden. Beispielsweise ist die reflektierende Oberfläche 4 des
Gehäusekörpers 11 stellenweise nach Art eines Reflektors schräg geneigt ausgebildet. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst ferner einen Farbsensor 2, der vorliegend dazu eingerichtet ist, blaues, grünes und rotes Licht zu detektieren. Das heißt, der Farbsensor 2 erzeugt entsprechend der Intensität des Lichts der einzelnen Farben Messwerte, die beispielsweise proportional zur
Intensität des Lichts einer Farbe sind. Der Farbsensor 2 erzeugt dabei getrennt Messwerte für rotes, blaues und grünes Licht .
Der Farbsensor 2 weist einen Empfangsbereich mit einem
Öffnungswinkel auf, der vorliegend ^ 5° ist. Der
Öffnungswinkel ist so gewählt, dass eine dem Farbsensor 2 gegenüberliegende Lichtmessfläche 3 in ihrer Ausdehnung an der Abdeckplatte 5 der Projektion des Empfangsbereichs auf die Abdeckplatte 5 entspricht. Das heißt, der Farbsensor 2 detektiert im Wesentlichen von der Lichtmessfläche 3
reflektiertes und/oder gestreutes Licht, das sich aus dem Licht vieler der Leuchtdioden der Beleuchtungseinrichtung zusammensetzt.
Die Lichtmessfläche 3 ist vorliegend mit einem
volumenstreuenden Material gebildet, das dazu geeignet ist, Licht diffus weiß zu streuen. Der Streukörper ist dabei derart dick ausgebildet, dass Licht von außerhalb der
Beleuchtungseinrichtung nicht bis zu der den Leuchtdioden zugewandten Außenfläche, also der eigentlichen
Lichtmessfläche, dringt. Die vom Farbsensor 2 ermittelten Messwerte werden
beispielsweise über Leiterbahnen am Träger 10 zu einer
Ansteuervorrichtung 6 geleitet, die die Messwerte verarbeitet und die Leuchtdioden entsprechend ansteuert und/oder regelt. Die Ansteuervorrichtung kann dabei in den Gehäusekörper 11 der Beleuchtungseinrichtung integriert sein, was ein
besonders kompaktes Bauelement ermöglicht.
An der dem Träger 10 abgewandten Seite der Abdeckplatte 10 kann weiter ein optisches Element 7 angeordnet sein, das beispielsweise zur Strahlformung oder Lichtstreuung des aus der Beleuchtungseinrichtung austretenden Lichts geeignet ist.
Insgesamt zeichnet sich eine hier beschriebene
Beleuchtungseinrichtung insbesondere durch die folgenden Vorteile aus: Die Lichtmessfläche 3 kann das Licht mehrerer Leuchtdioden lb, lr, lg auch unterschiedlicher Klassen erfassen, so dass sich eine Reduzierung der statistischen Streuung bei der Ermittlung beispielsweise der Intensität für das Licht einer bestimmten Farbe ergibt.
Die Lichtmessfläche 3 wird nicht oder kaum durch externes Licht wie beispielsweise Tageslicht beeinflusst. Die
Lichtmessfläche 3 nimmt nur einen sehr kleinen Teil der
Abdeckplatte 5, zum Beispiel höchstens 1 % der Abdeckplatte 5, ein, was in einer erhöhten Leuchteffizienz resultiert, da die Abdeckplatte 5 selbst nicht großflächig hochstreuend ausgebildet sein muss. Das heißt, die Abdeckplatte 5 kann insbesondere weniger trüb ausgebildet sein als die
Lichtmessfläche 3.
Zusätzlich ergeben sich hinsichtlich der Auslegung der optischen Eigenschaften der Abdeckplatte 5 unabhängig vom Farbsensor 2 zusätzliche Freiheitsgrade in der Gestaltung.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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 selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102011102567.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungseinrichtung mit
- einem Träger (10) mit einer Montagefläche (10a),
- einer Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg), wobei zumindest zwei der Leuchtdioden (lr, lb, lg) geeignet sind, im Betrieb Licht voneinander unterschiedlicher Farbe zu emittieren,
- zumindest einem Farbsensor (2), der im Betrieb das Licht zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) detektiert ,
- zumindest einer Lichtmessfläche (3) , die vom Licht
zumindest einer der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) beleuchtet wird und zumindest einen Teil dieses Lichts reflektiert und/oder streut, wobei
- die Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) und der
zumindest eine Farbsensor (2) auf der Montagefläche (10a) angeordnet sind,
- die zumindest eine Lichtmessfläche (3) entfernt vom Träger (10) angeordnet ist, und
- der zumindest eine Farbsensor (2) größtenteils von der zumindest einen Lichtmessfläche (3) reflektiertes und/oder gestreutes Licht zumindest einer der Vielzahl von
Leuchtdioden (lr, lb, lg) detektiert.
2. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der
- jede der zumindest einen Lichtmessfläche (3) an einer Abdeckplatte (5) der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, wobei die Abdeckplatte (5) an der Seite der Montagefläche (10a) beabstandet zum Träger (10) angeordnet ist, - die Abdeckplatte (5) lichtdurchlässig ist und eine
geringere Trübheit als jede der zumindest einen
Lichtmessfläche (3) aufweist, und
- jede der zumindest einen Lichtmessfläche (3) mit einem diffus reflektierenden oder diffus streuenden Material gebildet ist, das an der der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) zugewandten Seite der Abdeckplatte (5) angeordnet ist .
3. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch mit zwei Lichtmessflächen (3) , wobei eine erste der beiden
Lichtmessflächen (3) Licht einer bestimmten Farbe stärker reflektiert oder stärker streut als eine zweite der beiden Lichtmessflächen (3) .
4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der jeder Farbsensor (2) einen Empfangsbereich mit einem Öffnungswinkel aufweist und genau eine Lichtmessfläche (3) im Empfangsbereich eines jeden Farbsensors (2) angeordnet ist.
5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der jede Lichtmessfläche (3) vom Licht mehrerer der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) beleuchtet wird.
6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der jede Lichtmessfläche (3) von Umgebungslicht
abgeschirmt ist, so dass größtenteils oder ausschließlich von der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) erzeugtes Licht auf die Lichtmessfläche (3) trifft.
7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der jede Lichtmessfläche (3) an einer Abdeckplatte (5) der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist, wobei die
Abdeckplatte (5) an der Seite der Montagefläche (10a)
beabstandet zum Träger (10) angeordnet ist.
8. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Abdeckplatte (5) lichtdurchlässig ist und eine geringere Trübheit als jede der zumindest einen
Lichtmessfläche (3) aufweist.
9. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der jede Lichtmessfläche (3) mit einem diffus
reflektierenden oder diffus streuenden Material gebildet ist, das an der der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg)
zugewandten Seite der Abdeckplatte (5) angeordnet ist.
10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der der Flächeninhalt jeder Lichtmessfläche (3) höchstens doppelt so groß ist wie die Fläche der Projektion des
Empfangsbereich eines der Lichtmessfläche (3) zugeordneten Farbsensors (2) auf die Abdeckplatte (5) .
11. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der die Summe der Flächeninhalte aller Lichtmessflächen (3) höchstens 10 % des Flächeninhalts der Abdeckplatte (5) beträgt.
12. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, bei der zumindest eine der Lichtmessflächen (3) Licht einer Farbe stärker reflektiert oder stärker streut als Licht einer anderen Farbe und ein der Lichtmessfläche (3) zugeordneter Farbsensor (2) für das stärker reflektierte oder stärker gestreute Licht eine höhere Empfindlichkeit aufweist als für das Licht der anderen Farbe.
13. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche mit
- einer Ansteuervorrichtung (6), die dazu eingerichtet ist, die Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) in Abhängigkeit von Messsignalen des zumindest einen Farbsensors (2) zu regeln .
14. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Ansteuervorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, einen Farbort und/oder eine Farbtemperatur des von der
Beleuchtungseinrichtung emittierten Mischlichts der Vielzahl von Leuchtdioden (lr, lb, lg) einzustellen und im
Wesentlichen konstant zu halten.
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