WO2014009179A1 - Vorrichtung zum bereitstellen elektromagnetischer strahlung - Google Patents

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WO2014009179A1
WO2014009179A1 PCT/EP2013/063742 EP2013063742W WO2014009179A1 WO 2014009179 A1 WO2014009179 A1 WO 2014009179A1 EP 2013063742 W EP2013063742 W EP 2013063742W WO 2014009179 A1 WO2014009179 A1 WO 2014009179A1
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reflector
radiation
electromagnetic radiation
reflectors
solid angle
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PCT/EP2013/063742
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English (en)
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Johannes Hoechtl
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Osram Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • 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
    • F21Y2103/30—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved
    • F21Y2103/33—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes curved annular
    • 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]
    • 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]
    • F21Y2115/15—Organic light-emitting diodes [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a device for providing electromagnetic radiation.
  • the device has a radiation arrangement and a reflector arrangement.
  • the radiation arrangement has a plurality of radiation sources, which generate the electromagnetic radiation and emit in a first half-space.
  • the reflector arrangement has a reflector which is at a distance from the
  • LEDs light emitting diode
  • OLEDs organic _light emitting diode
  • the incandescent lamps often have a uniform beam intensity distribution, for example, an omnidirectional beam intensity distribution, a uniform
  • Intensity distribution for example an omnidirectional intensity distribution, and / or an omnidirectional one
  • Light-emitting diodes are basically surface light sources and / or surface radiators and / or point light sources and have
  • a Lambert 'see radiation characteristic in which the emitted radiation in a through the emitting surface of the light emitting diode is defined first half space is emitted.
  • OLEDs and / or MID power LEDs may be considered as panel radiators and / or single LEDs and / or high power LEDs may also be considered
  • one or more light emitting diodes be used as the radiation source and that with the device for providing the electromagnetic radiation comprising the radiation sources, a uniform beam intensity distribution,
  • an omnidirectional radiation intensity distribution and / or a uniform intensity distribution
  • an omnidirectional intensity distribution can be generated and / or the device a
  • Electromagnetic radiation in the first half space and in the complementary second half space so from the perspective of Radiation source to "front” and “behind”, takes place, and / or that the beam intensity distribution or
  • Intensity distribution extending into a large solid angle range for example in a solid angle range of 150 ° to -150 °, for example from 130 ° to -130 ° and / or
  • Intensity distribution is uniform, for example, mean that along all the beam paths of the
  • provided electromagnetic radiation is that the ratio of radiant intensity to the average
  • beam intensity distribution or intensity distribution can, for example, as
  • a device that transmits electromagnetic radiation with the
  • the highest possible optical efficiency of the overall system is desirable.
  • Fiber optic solutions using segmented optics and / or reflectors Fiber optic solutions using segmented optics and / or reflectors.
  • the 3D arrays can be complex components and / or complicated assembly
  • Luminaires excited which in turn emit conversion radiation, wherein the radiation of the conversion radiation can be made in different spatial directions by suitable shaping of the conversion element. This can result in relatively high material costs.
  • remote phosphor applications that, when turned off, have a yellow appearance externally regardless of which color the light produced has, which may affect a purchase decision of a buyer of the corresponding lamp.
  • the light emitting diodes are arranged on a support and their light is coupled into an optical waveguide, at the end of which, for example, a diffuser is arranged, which diffuses the light into different light sources
  • omnidirectional radiation distribution may be very sensitive to tolerance, complicated and / or complex, may require a relatively large amount of installation space or a great deal of effort in the production and / or be less efficient, especially in the case of extended light sources, such as
  • chip-on-board systems and / or arrangements with numerous LEDs may have relatively short lifetimes, especially when exposed to high temperatures.
  • segmented optics and / or reflectors for example, a plurality of light-emitting diodes on a support
  • the individual light-emitting diodes are associated with mirrors, which light the LEDs in
  • the mirror In the case of the mirrors, the mirror must be between a visibility, a
  • FIG. 1 shows a known device 1 for providing electromagnetic radiation, which is shown in FIG. 1 with the aid of arrows.
  • the arrows represent
  • the known device 1 can be referred to as a LED retrofit lamp.
  • the known device 1 has a known driver 2, which has a known
  • Screw thread 3 of the known device 1 is electrically contacted and screwed into a conventional bulb socket.
  • a known housing element 4 of the known device 1 is electrically contacted and screwed into a conventional bulb socket.
  • known device 1 surrounds a known radiation arrangement, not shown.
  • known radiation sources having, for example, LEDs or OLEDs.
  • the known radiation arrangement generates light, which they in a top in Figure 1, the first half space 13 above the known radiation arrangement and the known
  • the known device 1 further comprises a known reflector 5, of a
  • Radiation distribution can be provided.
  • Radiation distribution can be provided.
  • Another part of the electromagnetic radiation can be radiated into the first half-space 13 without reflection on the known reflector 5, for example on the outside of the known reflector 5.
  • the known radiation arrangement and the known reflector 5 may be formed so that a further part of the
  • Radiation which is radiated directly through the central recess of the known reflector 5 into the first half space 13, is a solid angle range, which is covered by the known reflector 5 and in the no
  • FIG. 2 shows an enlarged side view of the known device 1 according to FIG. 1 during operation of the known device 1.
  • the known enveloping piston 6 is illuminated nonuniformly, wherein a first
  • Luminance isopleth 7, a second luminance isopleth 8 and a third luminance isopleth 9 are each representative of areas of the illuminated known enveloping bulb 6, in which the luminance is constant.
  • the luminance is significantly lower in the first luminance isopleth 7 than between the first luminance isopleth 7 and the In addition, the luminance decreases from the first luminance isopleth 7 to the second
  • the luminance may also increase, for example, from the second luminance isopleth 8 to the third luminance isopleth 9 again, for example due to the radiation of the light through the central recess in the known
  • Reflector 5 Alternatively or additionally, a plurality of small holes in the known reflector 5 are introduced, so that at least a small radiation of
  • a prism structure for example a plastic prism, as a known reflector 5, wherein the light in the prism structure, for example due to internal
  • Total reflection can be distracted. This can lead to a moderate illumination of the known enveloping bulb 6 at a relatively small illuminated solid angle, wherein the lifetime prism structure can be relatively low.
  • Luminous isopleth 7 in which the less strong
  • an apparatus for providing electromagnetic radiation In various embodiments, an apparatus for providing electromagnetic radiation
  • an apparatus for providing electromagnetic radiation which is simple and inexpensive to produce.
  • an apparatus for providing electromagnetic radiation is simple and inexpensive to produce.
  • the device has a
  • Radiation arrangement has a plurality of radiation sources, which generate the electromagnetic radiation and emit in a first half-space.
  • the reflector arrangement has a first reflector, which has a first distance to the radiation sources and the electromagnetic radiation incident on it in a first
  • the reflector assembly further includes at least a second reflector having a second distance to the radiation sources that is greater than the first distance, and the incident on him
  • the first solid angle region and / or the second solid angle region extend
  • the reflector arrangement with the two reflectors which can also be referred to as a stepped reflector, allows a particularly good illumination of an enveloping bulb of the device with a particularly large illuminated solid angle.
  • the reflector arrangement with the two reflectors enables an omnidirectional radiation distribution of the electromagnetic radiation and a uniform and / or homogeneous illumination of an enveloping bulb
  • the reflector arrangement with the two reflectors enables a very good omnidirectional radiation with moderate optical efficiency, wherein for example, the requirements for the well-known
  • Reflector arrangement simple and inexpensive to produce. Furthermore, by using two reflectors, a luminance on reflective surfaces of the
  • Reflector arrangement can be reduced because the entire
  • the device may be configured so that an outer
  • the appearance of the corresponding lamp is similar to that of the classic incandescent lamp with the luminance maximum in the center of the lamp.
  • the radiation arrangement can be designed to be particularly simple and / or cost-effective, for example, with a planar arrangement of the radiation sources, in which case, for example, only a circuit board for fastening and
  • the radiation sources have, for example, one, two or more electromagnetic radiation emitting components.
  • the radiation sources are for example
  • the first half space is defined, for example, by the Lambertian radiation distribution, the radiation sources emitting the electromagnetic radiation into the first half space.
  • surfaces of the radiation sources define a plane in which the
  • the plane separates the entire space surrounding the device in the first half space and in a second half space, which is a complementary space to the first half-space is.
  • the first distance may be zero or greater than zero.
  • the second distance is always greater than zero and always greater than the first distance.
  • the two reflectors both have at least one reflective surface on which the of the
  • the reflector arrangement can, for example, comprise or consist of glass and / or plastic, for example a highly diffuse plastic and / or PC and / or PMMA, and / or metal, for example aluminum.
  • the reflector arrangement can, for example, comprise or consist of glass and / or plastic, for example a highly diffuse plastic and / or PC and / or PMMA, and / or metal, for example aluminum.
  • the reflector arrangement can, for example, comprise or consist of glass and / or plastic, for example a highly diffuse plastic and / or PC and / or PMMA, and / or metal, for example aluminum.
  • the reflector arrangement can, for example, comprise or consist of glass and / or plastic, for example a highly diffuse plastic and / or PC and / or PMMA, and / or metal, for example aluminum.
  • the reflector arrangement can, for example, comprise or consist of glass and / or plastic, for example a highly diffuse plastic and / or PC and / or PMMA, and / or metal, for example aluminum.
  • Reflector arrangement as a reflective surface, for example, an aluminum coating and / or a structured and / or highly reflective film.
  • Reflector arrangement for example, coated and / or partially transparent, so at least partially transparent
  • the reflector arrangement one, two or more further reflectors, which are formed for example as further stages of the step reflector.
  • the distance of the corresponding reflector to the radiation sources can increase with each of the further reflectors.
  • the first and second solid angle regions partially overlap. In other words, the first and second reflectors divert a portion of the electromagnetic radiation into the same solid angle range.
  • Reflector arrangement formed integrally. This can lead to the particularly simple and / or cost-effective production and / or mounting the reflector assembly contribute.
  • the reflector assembly with the help
  • a reflective surface is formed on a side of the first reflector that faces the second reflector. This can be done in a simple way to the particularly uniform and / or omnidirectional provision of the electromagnetic
  • the two are
  • Reflector is greater than a second outer radius of the second reflector. In other words, the reflector having the larger outer radius is closer to the
  • Radiation sources arranged as the other reflector.
  • Coating piston and a high luminosity in the direction parallel to the surface normal contribute.
  • Reflector can also be achieved when the second outer radius of the second reflector is not smaller than the inner radius of the first reflector, depending on the position of the radiation sources relative to the
  • surface normal in this application denotes a straight line which is perpendicular to the plane which separates the two half-spaces and / or on the surfaces of the radiation sources and / or which is parallel to a straight line in the polar plot or in the Cartesian diagram
  • Luminous intensity distribution or light intensity distribution extending from 0 ° to 180 ° and thus perpendicular to the plane common to the solid angles -90 ° and 90 °, for example in a spherical coordinate system.
  • the two are
  • Reflector In other words, the reflector that is the smaller outer radius, closer to the
  • Radiation sources arranged as the other reflector.
  • Reflectors each have a central recess through which the radiation sources a first direct portion of the electromagnetic radiation without reflection to the
  • Radiation and contribute to the particularly uniform illumination of the outer bulb contribute to a good illumination of the enveloping bulb in a region of the enveloping bulb, which, viewed from the radiation sources, lies behind the reflector arrangement.
  • an electronic circuit or a part of an electronic circuit can be arranged in the central recess.
  • the electronic circuit may, for example, a
  • Driver such as an LED driver, or a light engine of the device.
  • the two are
  • Reflectors are designed and arranged so that the
  • this can contribute to a good illumination of the enveloping piston in a region of the enveloping piston, the Seen from the radiation sources behind the reflector assembly.
  • the first and / or the second reflector each have one, two or more
  • this can be a good one
  • Illumination of the enveloping contribute in a region of the enveloping bulb, which is seen from the radiation sources from behind the reflector assembly.
  • the first and / or the second reflector may have a radius of curvature that is greater than zero.
  • the reflectors seen from the radiation sources from concave, ie according to concave mirrors be formed. This can help to illuminate a particularly large solid angle range and / or to illuminate the second half space particularly well.
  • the device has an adjusting device, which is designed so that the first distance and / or the second distance can be variably adjusted with the aid of the adjusting device.
  • the first reflector and / or the second reflector are arranged displaceable relative to one another and / or relative to the radiation sources. This makes it possible to vary the first and / or second solid angle.
  • the device has the enveloping piston.
  • the enveloping bulb is transparent or at least partially transparent to the electromagnetic radiation.
  • the enveloping piston at least partially surrounds the reflectors and / or the radiation sources.
  • the outer envelope covers
  • the first half-space for example, the first half-space, the first
  • Solid angle range and / or the second solid angle range In other words, electromagnetic radiation coming from the device into the first half space, the first
  • Solid angle range and / or the second solid angle range is radiated, first by the enveloping piston.
  • the enveloping piston can be designed so that it scatters the electromagnetic radiation passing through it.
  • the device has at least one printed circuit board on which the
  • Radiation sources are arranged and over which the
  • Radiation sources are electrically contacted.
  • Printed circuit board can also be designed as PCB (Printed Circuit Board).
  • the radiation arrangement has
  • the circuit board and the radiation sources.
  • the radiation arrangement can also be referred to as a light engine.
  • the circuit board is used, for example, to connect the radiation sources to a driver of the
  • Device for example to an LED driver.
  • At least one of the radiation sources is electromagnetic radiation emitting device, such as an LED or an OLED.
  • FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1 during the operation of the device
  • Figure 3 shows an embodiment of an apparatus for
  • Figure 4 is a side view of an embodiment of a
  • Figure 5 is a side view of an embodiment of a
  • FIG. 6 is a sectional view of the reflector arrangement and the radiation arrangement according to FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a perspective view of the reflector arrangement according to FIG. 5,
  • Figure 8 is a side view of an embodiment of a
  • FIG. 10 shows a perspective view of the reflector arrangement according to FIG. 8,
  • Figure 11 is a side view of an embodiment of a
  • Figure 12 is a sectional view of the reflector assembly
  • FIG. 13 shows a perspective view of the reflector arrangement according to FIG. 11,
  • Figure 14 is a side view of the device according to one of
  • electromagnetic radiation emitting semiconductor device and / or as an electromagnetic
  • electromagnetic radiation emitting diode as an electromagnetic radiation emitting transistor or as an organic electromagnetic radiation
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • light emitting diode light emitting diode
  • organic light emitting diode organic light emitting diode
  • Component may be part of an integrated circuit in various embodiments. Furthermore, a
  • a radiation distribution can, for example, a
  • Beam intensity distribution, an intensity distribution or a radiance distribution An omnidirectional
  • Radiation distribution means for example, that the
  • Intensity distribution in a large solid angle range for example, in a solid angle range of 150 ° to -150 °, for example, from 130 ° to -130 ° evenly or at least substantially uniform. That the
  • Fig.l shows a known device 1 for providing electromagnetic radiation, which is explained above. The provided with the aid of the device 1 Electromagnetic radiation, for example, a
  • FIG. 2 shows a side view of the known device 1 during operation of the known device 1.
  • FIG. 1 shows that an illumination of the known enveloping bulb 6 and / or a luminance distribution on the known enveloping bulb 6 is uneven and / or changes abruptly.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of an apparatus 10 for providing electromagnetic radiation which comprises the
  • the device 10 has a
  • Driver 12 on, for example, an electronic
  • the device 10 has a connection, which is designed, for example, as a screw thread 14, and which makes it possible to connect the device 10 to the mains voltage.
  • the screw thread 14 is located at a first axial end of the device 10, which is formed in Figure 3 in the lower part of the device 10 and which is adapted to screw the device 10 in a conventional socket for a light bulb.
  • a housing member 16 is arranged, in which a
  • Radiation arrangement 17 is arranged.
  • the housing element 16, the radiation arrangement 17 and the enveloping piston 18 enclose an inner portion of the device 10 in which a
  • Reflector assembly 20 is arranged.
  • the reflector arrangement has a first reflector 22 and a second reflector 24.
  • the enveloping bulb 18 may be formed to be scattering and / or have a roughened surface and / or scattering particles embedded in the enveloping bulb 18.
  • first and second reflective surfaces 32, 34 have a curvature.
  • the curvature is
  • first and the second reflective surface 32, 34 are concave, so that the first and the second reflective surface 32, 34 as seen from the radiation sources 40, 42 as
  • the reflector assembly 20 may be formed integrally, for example.
  • the reflector assembly 20 may be manufactured with a single tool, such as a single casting and / or molding tool, and / or, for example, in a single operation. If the reflector assembly 20 is integral, so it allows a particularly simple installation, since only a single optical element must be handled.
  • the reflector assembly 20 may also be formed in several pieces, for example, the first reflector 22 and the second reflector 24 are each made in one piece and then connected to each other via the struts 26, for example, welded, latched, screwed or glued.
  • further cuts can be formed in partial surfaces of the reflectors 22, 24, whereby, for example, a light distribution in the first half-space 13 can be adjusted.
  • Fig. 4 shows an enlarged view of
  • the first reflector 22 has a first reflective surface 32 on its side facing away from the second reflector 24.
  • the second reflector 24 has at its the first reflector 22nd
  • the first reflector 22 may have a third reflective surface 36 on its side facing the second reflector 24.
  • the second reflector 24 may be facing away from the first reflector 22 and the
  • Hüllkolben 18 facing side have a further reflective surface.
  • Reflector 24 are connected to each other, for example via struts 26.
  • the struts 26 may be reflective, for example be educated.
  • the second reflector 24 has, for example, a plurality of reflector recesses 28.
  • the reflector recesses 28 may, for example, be arranged around the circumference of the first reflector 24 and / or
  • Walls of the Reflektoraus traditions 28 may be formed, for example, reflective.
  • the reflector recesses 28 may each be circular.
  • Reflector 22 have corresponding ReflektorausEnglishlessness.
  • the reflector assembly 20 is for example
  • the reflector assembly 20 may include, for example, plastic or be formed therefrom.
  • the reflector assembly may include or be formed of PC or PMMA.
  • the reflector assembly 20 may include, for example, glass or be formed therefrom.
  • Reflector recesses 28 may be reflective, for example, due to the material of the corresponding reflector 22,24. Alternatively or additionally, the reflective surfaces 32, 34, 36 with a reflective layer
  • the reflective layer structured and / or highly reflective films and / or a metal coating, for example a
  • Reflector assembly 20 may be partially formed of a transparent and / or translucent material.
  • the two reflectors 22, 24 are formed, for example, rotationally symmetrical, wherein the reflector assembly 20, for example has a central recess 29.
  • the central recess 29 is suitable, for example, for receiving a
  • Fig. 5 shows a sectional view through the
  • the radiation arrangement 17 has a carrier 41, on which a first radiation source 40 and a second radiation source
  • Radiation source 42 are arranged.
  • the first and the second radiation source 40, 42 are arranged on the carrier 41 such that their surfaces on which the radiation sources 40, 42 emit the electromagnetic radiation, the
  • the carrier 41 is, for example, a printed circuit board on which the
  • Radiation sources 40, 42 mechanically fastened and / or
  • the carrier 41 is electrically connected to the driver 12, for example.
  • Radiation sources 40, 42 have, for example, one, two or more electromagnetic radiation emitting
  • the first radiation source 40 emits the electromagnetic radiation along a first one
  • the first reflecting surface 32 is deflected into the second half space 15.
  • the first radiation source 40 emits the electromagnetic
  • the second radiation source 42 emits the
  • the second reflective surface 34 is deflected into the second half space 15.
  • the second radiation source 42 emits the electromagnetic
  • the third and the fourth beam path 56, 58 include a second angle ⁇ , the second
  • Solid angle region defined in the second reflector 24 the electromagnetic radiation of the radiation assembly 17 deflects. If the third reflective surface 36 is formed on the first reflector 22, then by means of the first and the second reflector, in particular by means of the second reflective surface 34 and the third
  • Beam path 60 are deflected into the first half space 13. If the further reflective surface on the second
  • Reflector 24 is formed, electromagnetic
  • Solid angle range and the second solid angle range may, for example, overlap each other.
  • the emits In addition to the electromagnetic radiation that is deflected by the two reflectors 22, 24, the emits
  • Radiation arrangement 17 electromagnetic radiation, which is emitted directly, in particular without reflection at the reflectors 22, 24, in the first half-space 13.
  • the first radiation source 40 emits a first direct portion of the electromagnetic radiation along a sixth ray path 62, through the central one
  • the first radiation source 40 emits a second direct portion of the electromagnetic radiation along a seventh beam path 64, which extends outside the two reflectors 22, 24, in particular outside the first reflector 22, directly into the first half space 13. If the reflector recesses 28 are formed, then the first radiation source 40 emits a third direct portion of the electromagnetic radiation along an eighth beam path 66, wherein the eighth
  • Beam path 66 passes through the Reflektoraus strictlylessness 28 and extends into the first half-space 13.
  • FIG. 6 shows the section through the reflector arrangement 20 according to FIG. 5, wherein a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflector 22 and a second outer radius R2 of the second reflector 24 are shown. Furthermore, a first outer radius R1 of the first reflect
  • the first reflector 22 has to a surface of the radiation sources 40, 42 and thus to the plane 11, and a distance A2, the second reflector 24 to the Surface of the radiation sources 40, 42 and thus to the plane 11, located.
  • the first radius Rl is larger than the second outer radius R2 in this embodiment.
  • the outer radius Rl of the first reflector 22 may
  • the inner radius of the first reflector 22 can be chosen so large and the second outer radius R2 of the second reflector 24 can be chosen so small that the first
  • Radiation source 40 a fourth direct share of
  • the second outer radius can be chosen so small and the inner radius of the first
  • Reflector 22 can be chosen so large that the ninth beam path 68 is parallel to a surface normal on the plane 11.
  • the first to ninth beam paths 52 to 68 have been explained either with respect to the first radiation source 40 or with respect to the second radiation source 42.
  • all of the beam paths 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68 discussed above may be representative of electromagnetic radiation generated by both the first radiation source 40 and the second radiation source 42.
  • all ray paths 52 to 68 can be rotationally symmetrical the symmetry axis 21 may be present.
  • both radiation sources 40, 42 generate electromagnetic radiation which is reflected in part by the first reflector 22 and in part by the second reflector 24 and which in part by the two radiation sources 40, 42 without reflection at the
  • Reflector assembly 20 is radiated directly, for example, in the first half space 13. Further, the
  • illustrated radiation sources which are arranged, for example, radially symmetrical about the axis of symmetry 21 and / or each of the electromagnetic radiation
  • the radiation sources 40, 42 are planar and / or the carrier 41 has a planar surface.
  • the first distance AI may be very small, for example, the first distance AI may be zero or a few millimeters up to a few centimeters.
  • the second distance A2 is always greater than zero and always greater than the first distance AI.
  • Fig. 7 shows a perspective view of
  • Reflector arrangement 20 which shows particularly well that a free area is formed in the reflector arrangement 20 through the central recess 29.
  • the central recess 29 and the free area for example, the first direct share of
  • Beam path 62 occur.
  • Radiation arrangement 17 can be used.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of the reflector arrangement 20, which largely corresponds to that shown in FIG.
  • Embodiment of the reflector assembly 20 corresponds, in contrast, the second reflector 24 no
  • FIG. 9 shows a section through the reflector arrangement 20 according to FIG. 8.
  • Fig. 10 shows a perspective view of
  • FIGS. 11 to 13 show an exemplary embodiment of FIG
  • Reflector assembly 20 which may correspond, for example, with respect to the material of the reflectors 22, 24 and / or the reflective surfaces 32, 34, 36 according to the above-described embodiments of the reflector assembly 20, wherein in contrast to the above-described embodiments in which in FIGS. 11 to 13, the first outer radius R1 of the first reflector 22 is smaller than the second outer radius R2 of the second reflector 24. Also in this embodiment
  • the first and / or the second reflector 32, 34 reflect the electromagnetic radiation in the first and / or second solid angle range and / or at least partially in the second half space 15 and leave a portion of the electromagnetic radiation directly,
  • the reflector recesses 28 have.
  • FIG. 14 shows an external view of the device 10 according to FIGS. 3 to 13 during operation. From FIG. 14 it can be seen that the enveloping bulb 18 is uniformly illuminated and the luminance distribution over the entire enveloping bulb 18 is uniform, in contrast to that in FIG. 2
  • Illumination of the enveloping bulb 18 is essentially due to the deflection of the electromagnetic radiation in the two solid angle ranges by means of the two reflectors 22, 24 and by the direct components of the electromagnetic
  • Hüllkolbens 18 are homogenized, in which the enveloping bulb 18 is formed strewing.
  • the device 10 may be designed, for example, as an LED retrofit lamp and / or incandescent retrofit.
  • the invention is not limited to those specified
  • the reflector arrangement can have more than two, for example three, four or more further reflectors.
  • the other reflectors are, for example, stepped
  • a third reflector has a third distance from the radiation sources 40, 42, which is greater than the second distance A2.
  • a fourth reflector has a fourth distance to the radiation sources 40, 42, the
  • the reflector arrangement 20 can also be used, for example, in conjunction with the radiation sources 40, 42 independently of the LED retrofit lamp, for example for providing electromagnetic radiation having an omnidirectional radiation distribution and a uniformly illuminated enveloping bulb 18
  • Reflector 22 facing away from the second reflector 24 may be formed reflective in all embodiments. Furthermore, the entire reflector assembly 20 and / or the struts 26 and / or the walls of the recesses,
  • Reflector recesses 28 be reflective.

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung (10) zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt. Die Vorrichtung (10) weist eine Strahlungsanordnung (12) und eine Reflektoranordnung (20) auf. Die Strahlungsanordnung (12) weist eine Mehrzahl von Strahlungsquellen (40) auf, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen und in einen ersten Halbraum (13) emittieren. Die Reflektoranordnung (20) weist einen ersten Reflektor (22) auf, der einen ersten Abstand (A1) zu den Strahlungsquellen (40) hat und der die auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung in einen ersten Raumwinkelbereich ablenkt. Die Reflektoranordnung (20) weist weiter mindestens einen zweiten Reflektor (24) auf, der einen zweiten Abstand (A2) zu den Strahlungsquellen (40) hat, der größer ist als der erste Abstand (A1), und der die auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung in einen zweiten Raumwinkelbereich ablenkt. Der erste Raumwinkelbereich und/oder der zweite Raumwinkelbereich erstrecken sich zumindest teilweise in einen zweiten Halbraum (15), der nicht dem ersten Halbraum (13) entspricht.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsanordnung und eine Reflektoranordnung auf. Die Strahlungsanordnung weist eine Mehrzahl von Strahlungsquellen auf, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen und in einen ersten Halbraum emittieren. Die Reflektoranordnung weist einen Reflektor auf, der einen Abstand zu den
Strahlungsquellen hat und der die auf ihn treffende
elektromagnetische Strahlung in einen Raumwinkelbereich ablenkt .
Heutzutage kommen bei modernen Beleuchtungseinrichtungen vermehrt energieeffiziente und intensitätsstarke Lichtquellen wie LEDs (_light emitting diode - Licht emittierende Diode) oder OLEDs (organic _light emitting diode - organische Licht emittierende Diode) zum Einsatz. Die herkömmlichen Glühlampen werden immer häufig durch die Leuchtdioden ersetzt, da die Leuchtdioden grundsätzlich effizienter sind als die
Glühlampen. Die Glühlampen weisen häufig eine gleichmäßige Strahlstärkeverteilung, beispielsweise eine omnidirektionale Strahlstärkeverteilung, eine gleichmäßige
Intensitätsverteilung, beispielsweise eine omnidirektionale Intensitätsverteilung, und/oder eine omnidirektionale
Abstrahlcharakteristik auf. Leuchtdioden sind grundsätzlich Flächenlichtquellen und/oder Flächenstrahler und/oder Punktlichtquellen und weisen
beispielsweise eine lambert' sehe Abstrahlcharakteristik auf, bei der die emittierte Strahlung in einen durch die emittierende Oberfläche der Leuchtdiode definierten ersten Halbraum emittiert wird. Beispielsweise können OLEDs und/oder MID-Power-LEDs als Flächenstrahler angesehen werden und/oder LEDs einzeln und/oder High-Power-LEDs können auch
näherungsweise als Punktlichtquellen angesehen werden. Bei einem lambert' sehen Strahler bildet eine
Strahlstärkeverteilung oder ein Intensitätsverteilung einen Kreis oder eine Kugel in dem ersten Halbraum, der in einem Polarplot oder in einem kartesischen Diagramm der
Lichtstärkeverteilung oder der Intensitätsverteilung
beispielsweise zwischen 90° und -90° liegt, wobei der Kreis bzw. die Kugel den Ursprung des Polarplots bzw. des
kartesischen Diagramms der Lichtstärkeverteilung tangiert und wobei die Ebene, die den Raumwinkeln 90° und -90° gemeinsam ist, den ersten Halbraum definiert.
Bei manchen Anwendungen wird jedoch gewünscht, dass als Strahlungsquelle eine oder mehrere Leuchtdioden verwendet werden und dass mit der Vorrichtung zum Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung, die die Strahlungsquellen aufweist, eine gleichmäßige Strahlstärkeverteilung,
beispielsweise eine omnidirektionale Strahlstärkeverteilung, und/oder eine gleichmäßige Intensitätsverteilung,
beispielsweise eine omnidirektionale Intensitätsverteilung erzeugt werden kann und/oder die Vorrichtung eine
omnidirektionale Abstrahlcharakteristik aufweist. Zu diesen Anwendungen zählen beispielsweise Glühlampen-Retrofits , die im Betrieb das äußere Erscheinungsbild von Glühlampen haben, als Strahlungsquellen jedoch Leuchtdioden aufweisen. Dabei ist anzumerken, dass in diesem Zusammenhang „omnidirektional" beispielsweise bedeutet, dass die Abstrahlung der
elektromagnetischen Strahlung in den ersten Halbraum und in den dazu komplementären zweiten Halbraum, also aus Sicht der Strahlungsquelle nach „vorne" und nach „hinten", erfolgt, und/oder dass die Strahlstärkeverteilung oder
Intensitätsverteilung sich in einen großen Raumwinkelbereich, beispielsweise in einem Raumwinkelbereich von 150° bis -150°, beispielsweise von 130° bis -130° erstreckt und/oder
gleichmäßig oder zumindest im Wesentlichen gleichmäßig ist. Dass die Strahlstärkeverteilung bzw. die
Intensitätsverteilung gleichmäßig ist, kann beispielsweise bedeuten, dass entlang aller Strahlengänge der
bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung gilt, dass das Verhältnis von Strahlstärke zu der durchschnittlichen
Strahlstärke der insgesamt bereitgestellten
elektromagnetischen Strahlung und/oder von Strahlintensität zu der durchschnittlichen Strahlintensität der insgesamt bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung beispielsweise zwischen 0,3 und 3,0, beispielsweise zwischen 0,5 und 2,0, beispielsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegt. Die über den großen Raumwinkelbereich gleichmäßige Strahlstärkeverteilung oder Intensitätsverteilung kann beispielsweise als
omnidirektionale Strahlstärkeverteilung bzw. omnidirektionale Intensitätsverteilung bezeichnet werden. Ferner kann eine Vorrichtung, die elektromagnetische Strahlung mit der
omnidirektionalen Strahlstärkeverteilung bzw.
omnidirektionalen Intensitätsverteilung bereitstellt, das bekannte Gütezeichen (Benchmark) „EnergyStar" erfüllen.
Als weitere Randbedingung ist eine möglichst hohe optische Effizienz des Gesamtsystems wünschenswert. Abhängig vom verwendeten Ansatz zum Bereitstellen der omnidirektionalen Strahlstärkeverteilung oder der omnidirektionalen
Intensitätsverteilung ergeben sich unterschiedliche Vor- und Nachteile hinsichtlich Komplexität, Kosten, Gesamteffizienz und visuellem Erscheinungsbild der Lampe. Insbesondere das Erscheinungsbild ist aus Sicht eines Käufers der Lampe häufig von großer Bedeutung. Beispielsweise wird vom Käufer
regelmäßig der klassischen Glühlampe entsprechend ein
gleichmäßig ausgeleuchteter Hüllkolben erwartet.
Es ist bekannt, die lambert'sche Strahlstärkeverteilung und/oder Intensitätsverteilung eines Flächenstrahlers und/oder einer Punktlichtquelle, die beispielsweise einen engen Abstrahlwinkel hat, in eine omnidirektionale
Strahlstärkeverteilung und/oder eine omnidirektionale
Intensitätsverteilung umzuwandeln, beispielsweise mit Hilfe von 3D-Anordnungen von Leuchtdioden, mit Hilfe von Anwendung des Remote-Phosphor-Konzepts, mit Hilfe von
Lichtleiterlösungen, mit Hilfe segmentierter Optiken und/oder Reflektoren.
Bei den 3D-Anordnungen werden mehrere Leuchtdioden an
dreidimensional strukturierten Oberflächen derart befestigt, dass die Halbräume, in die die Leuchtdioden ihr Licht
emittieren, unterschiedlich sind. Die 3D-Anordnungen können komplexe Bauteile und/oder eine komplizierte Montage
erfordern und/oder mit hohen Material- und/oder
Fertigungskosten verbunden sein. Bei dem Remote-Phosphor-Konzept werden Leuchtstoffe in einem Konversionselement mit Hilfe von Anregungsstrahlung zum
Leuchten angeregt, welche ihrerseits Konversionsstrahlung emittieren, wobei die Abstrahlung der Konversionsstrahlung in unterschiedliche Raumrichtungen durch geeignete Formgebung des Konversionselements erfolgen kann. Dabei können sich relativ hohe Materialkosten ergeben. Darüber hinaus gibt es Remote-Phosphor-Anwendungen, die im ausgeschalteten Zustand nach außen ein gelbes Erscheinungsbild haben unabhängig davon, welche Farbe das erzeugte Licht hat, was sich auf eine Kaufentscheidung eines Käufers der entsprechenden Lampe auswirken kann. Bei der Lichtleiterlösung werden die Leuchtdioden auf einem Träger angeordnet und deren Licht wird in einen Lichtleiter eingekoppelt, an dessen Ende beispielsweise ein Streukörper angeordnet ist, der das Licht in unterschiedliche
Raumrichtungen streut. Diese Vorrichtungen zum Umwandeln einer lambert' sehen Strahlungsverteilung in eine
omnidirektionale Strahlungsverteilung können beispielsweise sehr toleranz-empfindlich, kompliziert und/oder komplex sein, können beispielsweise relativ viel Bauraum oder viel Aufwand bei der Herstellung benötigen und/oder wenig effizient sein, insbesondere bei ausgedehnten Lichtquellen, wie
beispielsweise Chip-on-Board-Systemen und/oder Anordnungen mit zahlreichen LEDs. Ferner können derartige Vorrichtungen relativ geringe Lebensdauern aufweisen, insbesondere, wenn diese hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Bei den segmentierten Optiken und/oder Reflektoren werden beispielsweise mehrere Leuchtdioden auf einem Träger
angeordnet und den einzelnen Leuchtdioden werden Spiegel zugeordnet, die das Licht der Leuchtdioden in
unterschiedliche Raumrichtungen umlenken. Bei den Spiegeln muss zwischen einer Sichtbarkeit der Spiegel, einer
Gesamteffizienz und einer Größe des Raumwinkels, in den die Spiegel das Licht ablenken, abgewogen werden. Dies sind zumindest teilweise konkurrierende Faktoren, da
beispielsweise bei den bekannten Vorrichtungen ein großer beleuchteter Raumwinkel mit entsprechend ausgebildeten
Spiegeln zu einer starken Auswirkung der Sichtbarkeit der Spiegel führen kann und durch den meist beschränkten Bauraum zu hohen lokalen Leuchtdichtenunterschieden, wobei
beispielsweise abrupte Hell/Dunkel-Übergänge sichtbar werden.
Fig 1. zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung, die in Figur 1 mit Hilfe von Pfeilen dargestellt ist. Die Pfeile repräsentieren
beispielhafte Strahlengänge der elektromagnetischen
Strahlung. Die bekannte Vorrichtung 1 kann als LED-Retrofit- Lampe bezeichnet werden. Die bekannte Vorrichtung 1 weist einen bekannten Treiber 2 auf, der über ein bekanntes
Schraubgewinde 3 der bekannten Vorrichtung 1 elektrisch kontaktierbar und in eine herkömmliche Glühlampenfassung einschraubbar ist. Ein bekanntes Gehäuseelement 4 der
bekannten Vorrichtung 1 umgibt eine nicht dargestellte bekannte Strahlungsanordnung. Die bekannte
Strahlungsanordnung, weist mehrere nicht dargestellte
bekannte Strahlungsquellen auf, die beispielsweise LEDs oder OLEDs aufweisen. Die bekannte Strahlungsanordnung erzeugt Licht, das sie in einen in Figur 1 oberen, ersten Halbraum 13 über der bekannten Strahlungsanordnung und dem bekannten
Gehäuseelement 4 abstrahlt. Die bekannte Vorrichtung 1 weist weiter einen bekannten Reflektor 5 auf, der von einem
bekannten Hüllkolben 6 umgeben ist und der die erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in einen in Figur 1 unteren, zweiten Halbraum 15 ablenkt, wobei die beiden Halbräume 13, 15 durch eine Ebene 11 voneinander abgetrennt sind, die durch die Oberflächen der bekannten Strahlungsquellen vorgegeben ist.
Mit Hilfe der bekannten Vorrichtung 1 kann aufgrund des bekannten Reflektors 5 elektromagnetische Strahlung mit einer zumindest näherungsweise omnidirektionalen
Strahlungsverteilung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann mit Hilfe des bekannten Reflektors 5 ein Teil der elektromagnetischen Strahlung in den zweiten Halbraum 15 abgelenkt werden. Ein weiterer Teil der elektromagnetischen Strahlung kann ohne Reflexion an dem bekannten Reflektor 5, beispielsweise außen an dem bekannten Reflektor 5 vorbei, in den ersten Halbraum 13 abgestrahlt werden. Optional können die bekannte Strahlungsanordnung und der bekannte Reflektor 5 so ausgebildet sein, dass ein weiterer Teil der
elektromagnetischen Strahlung durch eine zentrale Ausnehmung des bekannten Reflektors 5 hindurch, direkt ohne Reflexion an dem bekannten Reflektor 5, in den ersten Halbraum 13
abgestrahlt wird. Zwischen den Strahlengängen des Teils der elektromagnetischen Strahlung, der direkt außen an dem bekannten Reflektor 5 vorbei in den ersten Halbraum 13 abgestrahlt wird, und dem Teil der elektromagnetischen
Strahlung, der direkt durch die zentrale Ausnehmung des bekannten Reflektors 5 hindurch in den ersten Halbraum 13 abgestrahlt wird, ist ein Raumwinkelbereich, der von dem bekannten Reflektor 5 abgedeckt ist und in den keine
Abstrahlung der elektromagnetischen Strahlung erfolgt und der daher auch als toter Raumwinkelbereich bezeichnet werden kann .
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der bekannten Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 während eines Betriebs der bekannten Vorrichtung 1. Der bekannte Hüllkolben 6 ist ungleichmäßig ausgeleuchtet, wobei eine erste
Leuchtdichteisoplethe 7, eine zweite Leuchtdichteisoplethe 8 und eine dritte Leuchtdichteisoplethe 9 jeweils repräsentativ sind für Bereiche des ausgeleuchteten bekannten Hüllkolbens 6, in denen die Leuchtdichte konstant ist. Die Leuchtdichte ist bei der ersten Leuchtdichteisoplethe 7 deutlich geringer als zwischen der ersten Leuchtdichteisoplethe 7 und dem bekannten Gehäuseelement 4. Außerdem nimmt die Leuchtdichte von der ersten Leuchtdichteisoplethe 7 zu der zweiten
Leuchtdichteisoplethe 8 und weiter zu der dritten
Leuchtdichteisoplethe 9 ab. Abhängig von der Ausgestaltung der bekannten Strahlungsanordnung und dem bekannten Reflektor 5 kann die Leuchtdichte auch beispielsweise von der zweiten Leuchtdichteisoplethe 8 zur dritten Leuchtdichteisoplethe 9 wieder zunehmen, beispielsweise aufgrund der Abstrahlung des Lichts durch die zentrale Ausnehmung in dem bekannten
Reflektor 5. Alternativ oder zusätzlich können mehrere kleine Löcher in den bekannten Reflektor 5 eingebracht werden, so dass zumindest eine geringe Abstrahlung der
elektromagnetischen Strahlung in den toten Raumwinkelbereich möglich ist. Jedoch ergibt sich bei dem Betrieb der bekannten Vorrichtung 1 in jedem Fall eine ungleichmäßige Ausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6, die beispielsweise durch einen abrupten Abfall der lokalen Leuchtdichte auf der Oberfläche des bekannten Hüllkolbens 6, beispielsweise im Bereich der ersten Leuchtdichteisoplethe 7, gekennzeichnet ist.
Wird der bekannte Reflektor 5 mit einem möglichst großen Durchmesser ausgebildet, so kann ein großer Raumwinkel, insbesondere in dem zweiten Halbraum 15, mit der
bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung ausgeleuchtet werden. Jedoch trägt dies wesentlich zu der ungleichmäßigen Ausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6 bei, wobei im
Betrieb ein scharfer Übergang der Leuchtdichte auf dem bekannten Hüllkolben 6 sichtbar wird. Wird der bekannte Reflektor 5 mit einem größeren Abstand zu der bekannten Strahlungsanordnung angeordnet oder mit einer größeren angestrahlten reflektierenden Fläche ausgebildet, so wird eine bessere Kolbenausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6 erzielt, jedoch wird der ausleuchtbare
Raumwinkel deutlich reduziert.
Ferner ist es bekannt, eine Teilreflexion mit Hilfe einer Prismenstruktur, beispielsweise einem Kunststoffprisma, als bekannter Reflektor 5 zu erzielen, wobei das Licht in der Prismenstruktur beispielsweise aufgrund von interner
Totalreflexion abgelenkt werden kann. Dies kann zu einer moderaten Ausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6 bei relativ kleinem ausgeleuchteten Raumwinkel führen, wobei die Lebensdauer Prismenstruktur relativ gering sein kann.
Eine beispielhafte Möglichkeit, die ungleichmäßige
Ausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6 zumindest in
Seitenansicht zu umgehen, ist, den bekannten Hüllkolben 6 so stark zu deformieren, dass er in der in Figur 2 gezeigten Seitenansicht bei oder nahe bei der ersten
Leuchtdichteisoplethe 7, bei der der weniger stark
ausgeleuchtete Bereich des bekannten Hüllkolbens 6 beginnt, abschließt und/oder platt ist. Dies führt jedoch zu einem äußeren Erscheinungsbild der Lampe, das stark von dem einer herkömmlichen Glühlampe abweicht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung
bereitgestellt, die eine omnidirektionale oder nahezu
omnidirektionale Strahlungsverteilung der elektromagnetischen Strahlung und eine gleichmäßige und/oder homogene
Ausleuchtung eines Hüllkolbens der Vorrichtung ermöglicht. Ferner wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine
Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt, die einfach und kostengünstig herstellbar ist . In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung
bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine
Strahlungsanordnung und eine Reflektoranordnung auf. Die
Strahlungsanordnung weist eine Mehrzahl von Strahlungsquellen auf, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen und in einen ersten Halbraum emittieren. Die Reflektoranordnung weist einen ersten Reflektor auf, der einen ersten Abstand zu den Strahlungsquellen hat und der die auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung in einen ersten
Raumwinkelbereich ablenkt. Die Reflektoranordnung weist weiter mindestens einen zweiten Reflektor auf, der einen zweiten Abstand zu den Strahlungsquellen hat, der größer ist als der erste Abstand, und der die auf ihn treffende
elektromagnetische Strahlung in einen zweiten
Raumwinkelbereich ablenkt. Der erste Raumwinkelbereich und/oder der zweite Raumwinkelbereich erstrecken sich
zumindest teilweise in einen zweiten Halbraum, der nicht dem ersten Halbraum entspricht.
Die Reflektoranordnung mit den beiden Reflektoren, die auch als Stufenreflektor bezeichnet werden kann, ermöglicht eine besonders gute Ausleuchtung eines Hüllkolbens der Vorrichtung bei besonders großem ausgeleuchteten Raumwinkel.
Beispielsweise ermöglicht die Reflektoranordnung mit den beiden Reflektoren eine omnidirektionale Strahlungsverteilung der elektromagnetischen Strahlung und eine gleichmäßige und/oder homogene Ausleuchtung eines Hüllkolbens der
Vorrichtung. Beispielsweise ermöglicht die Reflektoranordnung mit den beiden Reflektoren eine sehr gute omnidirektionale Abstrahlung mit moderater optischer Effzienz, wobei beispielsweise die Voraussetzungen für das bekannte
Gütezeichen „Energy star" erfüllbar sind.
Ferner sind die Vorrichtung zum Bereitstellen der
elektromagnetischen Strahlung und insbesondere die
Reflektoranordnung einfach und kostengünstig herstellbar. Ferner kann durch die Verwendung von zwei Reflektoren eine Leuchtdichte auf reflektierenden Flächen der
Reflektoranordnung verringert werden, da die gesamte
reflektierende Fläche besonders groß ist. Außerdem kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, dass ein äußeres
Erscheinungsbild der entsprechenden Lampe ähnlich dem der klassischen Glühlampe mit dem Leuchtdichtemaximum im Zentrum der Lampe ist.
Darüber hinaus kann die Strahlungsanordnung besonders einfach und/oder kostengünstig ausgestaltet sein, beispielsweise mit einer planaren Anordnung der Strahlungsquellen, wobei dann beispielsweise nur eine Leiterplatte zum Befestigen und
Kontaktieren der Strahlungsquellen nötig ist.
Die Strahlungsquellen weisen beispielsweise je ein, zwei oder mehr elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente auf. Die Strahlungsquellen sind beispielsweise
Flächenstrahler und/oder lambert'sche Strahler oder
Punktlichtquellen. Der erste Halbraum ist beispielsweise durch die lambert'sche Strahlungsverteilung definiert, wobei die Strahlungsquellen die elektromagnetische Strahlung in den ersten Halbraum abstrahlen. In anderen Worten definieren Oberflächen der Strahlungsquellen eine Ebene, in der die
Oberflächen enthalten sind, und die Ebene trennt den gesamten die Vorrichtung umgebenden Raum in den ersten Halbraum und in einen zweiten Halbraum, der ein komplementärer Raum zu dem ersten Halbraum ist. Der erste Abstand kann beispielsweise null oder größer null sein. Der zweite Abstand ist immer größer null und immer größer als der erste Abstand. Die beiden Reflektoren weisen beide mindestens je eine reflektierende Fläche auf, an der die von den
Strahlungsquellen kommende Strahlung in den entsprechenden Raumwinkel emittiert wird. Die Reflektoranordnung kann beispielsweise Glas und/oder Kunststoff, beispielsweise einen hochdiffusen Kunststoff und/oder PC und/oder PMMA, und/oder Metall, beispielsweise Aluminium, aufweisen oder daraus bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann die
Reflektoranordnung als reflektierende Fläche beispielsweise eine Aluminiumbeschichtung und/oder eine strukturierte und/oder hochreflektive Folie aufweisen. Die
Reflektoranordnung kann beispielsweise beschichtete und/oder teildurchlässige, also zumindest teilweise transparente
Bereiche aufweisen. Ferner kann die Reflektoranordnung, einen, zwei oder mehr weitere Reflektoren aufweisen, die beispielsweise als weitere Stufen des Stufenreflektors ausgebildet sind. Beispielsweise kann mit jedem der weiteren Reflektoren der Abstand des entsprechenden Reflektors zu den Strahlungsquellen zunehmen. Bei verschiedenen Ausführungsformen überlappen sich der erste und der zweite Raumwinkelbereich teilweise. In anderen Worten lenken der erste und der zweite Reflektor einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in denselben Raumwinkelbereich ab .
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die
Reflektoranordnung einstückig ausgebildet. Dies kann zu dem besonders einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen und/oder Montieren der Reflektoranordnung beitragen.
Beispielsweise kann die Reflektoranordnung mit Hilfe
lediglich eines Werkzeugs hergestellt und oder angeordnet werden, da sie insgesamt lediglich ein optisches Element darstellt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist an einer Seite des ersten Reflektors, die dem zweiten Reflektor zugewandt ist, eine reflektierende Fläche ausgebildet. Dies kann auf einfache Weise zu dem besonders gleichmäßigen und/oder omnidirektionalen Bereitstellen der elektromagnetischen
Strahlung und zu der besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Hüllkolbens beitragen. Ferner kann dies dazu beitragen, eine Effizienz der Vorrichtung zu erhöhen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die beiden
Reflektoren kreisförmig ausgebildet und konzentrisch
angeordnet, wobei ein erster Außenradius des ersten
Reflektors größer ist als ein zweiter Außenradius des zweiten Reflektors. In anderen Worten ist der Reflektor, der den größeren Außenradius aufweist, näher bei den
Strahlungsquellen angeordnet als der andere Reflektor.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist ein erster
Innenradius des ersten Reflektors größer als der zweite
Außenradius des zweiten Reflektors. Dies bewirkt, dass in einer Projektion der beiden Reflektoren auf die Ebene, die die beiden Halbräume voneinander trennt, ein Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Reflektor ausgebildet ist. Dieser Spalt ermöglicht eine direkte Abstrahlung der
elektromagnetischen Strahlung parallel zu einer
Flächennormalen auf der Ebene und/oder der Oberflächen der Strahlungsquellen ohne Reflexion an den Reflektoren. Dies kann auf einfache Weise zu dem besonders gleichmäßigen und/oder omnidirektionalen Bereitstellen der
elektromagnetischen Strahlung und zu der besonders
gleichmäßigen Ausleuchtung des Hüllkolbens beitragen.
Beispielsweise kann dies zu einer guten Ausleuchtung des
Hüllkolbens und einer hohen Leuchtstärke in Richtung parallel zu der Flächennormalen beitragen. Alternativ dazu kann eine direkte Abstrahlung zwischen dem ersten und dem zweiten
Reflektor hindurch auch erreicht werden, wenn der zweite Außenradius des zweiten Reflektors nicht kleiner ist als der Innenradius des ersten Reflektors, und zwar in Abhängigkeit von der Position der Strahlungsquellen relativ zu den
Reflektoren. Der Strahlengang der entsprechenden
elektromagnetischen Strahlung, die zwischen den Reflektoren hindurchtritt, ist dann jedoch nicht mehr parallel zu der Flächennormalen .
Der Begriff „Flächennormale" bezeichnet in dieser Anmeldung eine Gerade, die auf der Ebene, die die beiden Halbräume trennt, und/oder auf den Oberflächen der Strahlungsquellen senkrecht steht und/oder die parallel ist zu einer Geraden im Polarplot oder im kartesischen Diagramm der
Lichtstärkeverteilung oder Lichtintensitätsverteilung, die sich von 0° bis 180° erstreckt und die somit senkrecht auf der Ebene steht, die den Raumwinkeln -90° und 90° gemeinsam ist, beispielsweis in einem Kugelkoordinatensystem.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die beiden
Reflektoren kreisförmig ausgebildet und konzentrisch
angeordnet, wobei der erste Außenradius des ersten Reflektors kleiner ist als der zweite Außenradius des zweiten
Reflektors. In anderen Worten ist der Reflektor, der den kleineren Außenradius aufweist, näher bei den
Strahlungsquellen angeordnet als der andere Reflektor.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die beiden
Reflektoren jeweils eine zentrale Ausnehmung auf, durch die die Strahlungsquellen einen ersten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung ohne Reflexion an den
Reflektoren in den ersten Halbraum emittieren. Dies kann auf einfache Weise zu dem besonders gleichmäßigen und/oder omnidirektionalen Bereitstellen der elektromagnetischen
Strahlung und zu der besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Hüllkolbens beitragen. Beispielsweise kann dies zu einer guten Ausleuchtung des Hüllkolbens in einem Bereich des Hüllkolbens beitragen, der von den Strahlungsquellen aus gesehen hinter der Reflektoranordnung liegt. Ferner kann in der zentralen Ausnehmung ein elektronischer Schaltkreis oder ein Teil eines elektronischen Schaltkreises angeordnet sein. Der elektronische Schaltkreis kann beispielsweise ein
Treiber, beispielsweise ein LED-Treiber, oder eine Light- Engine der Vorrichtung sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die beiden
Reflektoren so ausgebildet und angeordnet, dass die
Strahlungsquellen einen zweiten direkten Anteil der
elektromagnetischen Strahlung ohne Reflexion außen an den Reflektoren vorbei in den ersten Halbraum emittieren. Dies kann auf einfache Weise zu dem besonders gleichmäßigen und/oder omnidirektionalen Bereitstellen der
elektromagnetischen Strahlung und zu der besonders
gleichmäßige Ausleuchtung des Hüllkolbens beitragen.
Beispielsweise kann dies zu einer guten Ausleuchtung des Hüllkolbens in einem Bereich des Hüllkolbens beitragen, der von den Strahlungsquellen aus gesehen hinter der Reflektoranordnung liegt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen der erste und/oder der zweite Reflektor jeweils eine, zwei oder mehr
Reflektorausnehmungen auf, durch die die Strahlungsquellen einen dritten direkten Anteil der elektromagnetischen
Strahlung ohne Reflexion an den Reflektoren in den ersten Halbraum emittieren. Dies kann auf einfache Weise zu dem besonders gleichmäßigen und/oder omnidirektionalen
Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung und zu der besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Hüllkolbens
beitragen. Beispielsweise kann dies zu einer guten
Ausleuchtung des Hüllkolbens in einem Bereich des Hüllkolbens beitragen, der von den Strahlungsquellen aus gesehen hinter der Reflektoranordnung liegt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können der der erste und/oder der zweite Reflektor einen Krümmungsradius haben, der größer null ist. Beispielsweise können die Reflektoren von den Strahlungsquellen aus gesehen konkav, also gemäß Konkavspiegeln, ausgebildet sein. Dies kann dazu beitragen, einen besonders großen Raumwinkelbereich auszuleuchten und/oder den zweiten Halbraum besonders gut auszuleuchten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Vorrichtung eine Einsteilvorrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass mit Hilfe der Einsteilvorrichtung der erste Abstand und/oder der zweite Abstand variabel einstellbar sind. Beispielsweise sind der erste Reflektor und/oder der zweite Reflektor relativ zu einander und/oder relativ zu den Strahlungsquellen verschiebbar angeordnet. Dies ermöglicht, den ersten und/oder zweiten Raumwinkel variieren zu können. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Vorrichtung den Hüllkolben auf. Der Hüllkolben ist für die elektromagnetische Strahlung transparent oder zumindest teilweise transparent. Der Hüllkolben umgibt zumindest teilweise die Reflektoren und/oder die Strahlungsquellen. Der Hüllkolben deckt
beispielsweise den ersten Halbraum, den ersten
Raumwinkelbereich und/oder den zweiten Raumwinkelbereich ab. In anderen Worten tritt elektromagnetische Strahlung, die von der Vorrichtung in den ersten Halbraum, den ersten
Raumwinkelbereich und/oder den zweiten Raumwinkelbereich abgestrahlt wird, zunächst durch den Hüllkolben. Dass der Hüllkolben teilweise transparent ausgebildet ist, kann beispielsweise bedeuten, dass der Hüllkolben transluzent ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Hüllkolben so ausgebildet sein, dass er die durch ihn hindurch tretende elektromagnetische Strahlung streut.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Vorrichtung mindestens eine Leiterplatte auf, auf der die
Strahlungsquellen angeordnet sind und über die die
Strahlungsquellen elektrisch kontaktiert sind. Die
Leiterplatte kann auch als PCB (Printed Circuit Board) ausgebildet sein. Die Strahlungsanordnung weist
beispielsweise die Leiterplatte und die Strahlungsquellen auf. Die Strahlungsanordnung kann auch als Light-Engine bezeichnet werden. Die Leiterplatte dient beispielsweise zur Anbindung der Strahlungsquellen an einen Treiber der
Vorrichtung, beispielsweise an einen LED-Treiber.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist mindestens eine der Strahlungsquellen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise eine LED oder eine OLED.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer bekannten Vorrichtung zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung,
Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 während des Betriebs der Vorrichtung,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum
Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung,
Figur 4 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Reflektoranordnung,
Figur 5 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Reflektoranordnung und einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Strahlungsanordnung,
Figur 6 eine Schnittdarstellung der Reflektoranordnung und der Strahlungsanordnung gemäß Figur 5,
Figur 7 eine perspektivische Ansicht der Reflektoranordnung gemäß Figur 5,
Figur 8 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Reflektoranordnung, eine Schnittdarstellung der Reflektoranordnung gemäß Figur 8,
Figur 10 eine perspektivische Ansicht der Reflektoranordnung gemäß Figur 8,
Figur 11 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Reflektoranordnung, Figur 12 eine Schnittdarstellung der Reflektoranordnung
gemäß Figur 11,
Figur 13 eine perspektivische Ansicht der Reflektoranordnung gemäß Figur 11,
Figur 14 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß einer der
Figuren 3 bis 13 während des Betriebs der Vorrichtung . In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser
Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert . Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein
elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter- Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische
Strahlung emittierende Diode, als eine organische
elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung
emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das
elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement
beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender
Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende
Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine
Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen
Gehäuse .
Eine Strahlungsverteilung kann beispielsweise eine
Strahlstärkeverteilung, eine Intensitätsverteilung oder eine Strahldichteverteilung sein. Eine omnidirektionale
Strahlungsverteilung bedeutet, beispielsweise, dass die
Strahlungsverteilung in einem Polarplot oder in einem
kartesischen Diagramm der Lichtstärkeverteilung oder
Intensitätsverteilung in einem großen Raumwinkelbereich, beispielsweise in einem Raumwinkelbereich von 150° bis -150°, beispielsweise von 130° bis -130° gleichmäßig oder zumindest im Wesentlichen gleichmäßig ist. Dass die
Strahlstärkeverteilung oder die Intensitätsverteilung
gleichmäßig ist, bedeutet beispielsweise, dass entlang jedes einzelnen der Strahlengänge der elektromagnetischen Strahlung das Verhältnis von Strahlstärke zu der durchschnittlichen Strahlstärke der gesamten emittierten elektromagnetischen Strahlung entlang aller Strahlengänge und/oder von
Strahlintensität zu der durchschnittlichen Strahlintensität der gesamten emittierten elektromagnetischen Strahlung entlang aller Strahlengänge beispielsweise zwischen 0,3 und 3,0, beispielsweise zwischen 0,5 und 2,0, beispielsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegt. Fig.l zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung, welche vorstehend erläutert ist. Die mit Hilfe der Vorrichtung 1 bereitgestellte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise eine
omnidirektionale Strahlungsverteilung aufweisen.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der bekannten Vorrichtung 1 während eines Betriebs der bekannten Vorrichtung 1.
Insbesondere zeigt Figur 1, wie vorstehend näher erläutert, dass eine Ausleuchtung des bekannten Hüllkolbens 6 und/oder eine Leuchtdichteverteilung auf dem bekannten Hüllkolben 6 ungleichmäßig ist und/oder sich abrupt ändert.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung, die das
Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung mit einer gleichmäßigen, beispielsweise omnidirektionalen
Strahlungsverteilung bei gleichmäßiger Ausleuchtung eines
Hüllkolbens 18 der Vorrichtung 10 und/oder eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung auf dem Hüllkolben 18 ermöglicht.
Neben dem Hüllkolben 18 weist die Vorrichtung 10 einen
Treiber 12 auf, der beispielsweise eine elektronische
Schaltung (nicht gezeigt) aufweist, die dazu geeignet ist, eine Netzspannung in eine Betriebsspannung der Vorrichtung 10 umzuwandeln. Die Vorrichtung 10 weist einen Anschluss auf, der beispielsweise als Schraubgewinde 14 ausgebildet ist, und der ein Anschließen der Vorrichtung 10 an die Netzspannung ermöglicht. Das Schraubgewinde 14 befindet sich an einem ersten axialen Ende der Vorrichtung 10, welches in Figur 3 im unteren Teil der Vorrichtung 10 ausgebildet ist und welches dazu geeignet ist, die Vorrichtung 10 in eine herkömmliche Fassung für eine Glühlampe einzuschrauben. Auf einem von dem Schraubgewinde 14 abgewandten axialen Ende des Treibers 12 ist ein Gehäuseelement 16 angeordnet, in dem eine
Strahlungsanordnung 17 angeordnet ist. Das Gehäuseelement 16, die Strahlungsanordnung 17 und der Hüllkolben 18 umschließen einen inneren Bereich der Vorrichtung 10, in dem eine
Reflektoranordnung 20 angeordnet ist. Die Reflektoranordnung weist einen ersten Reflektor 22 und einen zweiten Reflektor 24 auf.
In Figur 3 ist der Hüllkolben 18 transparent dargestellt. Der Hüllkolben 18 kann jedoch auch lediglich teilweise
transparent, beispielsweise transluzent ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Hüllkolben 18 streuend ausgebildet sein und/oder eine aufgeraute Oberfläche und/oder in dem Hüllkolben 18 eingebettete Streupartikel aufweisen.
Die erste reflektierende Fläche 32 und die zweite
reflektierende Fläche 34 sind beispielsweise so ausgebildet, dass sie einen Krümmungsradius größer null aufweisen. In anderen Worten weisen die erste und die zweite reflektierende Fläche 32, 34 eine Krümmung auf. Die Krümmung ist
beispielsweise derart ausgebildet, dass die erste und die zweite reflektierende Fläche 32, 34 konkav ausgebildet sind, so dass die erste und die zweite reflektierende Fläche 32, 34 von den Strahlungsquellen 40, 42 aus gesehen als
Konkavspiegel wirken.
Die Reflektoranordnung 20 kann beispielsweise einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Reflektoranordnung 20 mit einem einzigen Werkzeug, beispielsweise mit einem einzigen Guss- und/oder Formwerkzeug, und/oder beispielsweise in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden. Falls die Reflektoranordnung 20 einstückig ist, so ermöglicht sie eine besonders einfache Montage, da lediglich ein einziges optisches Element gehandhabt werden muss. Alternativ dazu kann die Reflektoranordnung 20 auch mehrstückig ausgebildet sein, beispielsweise können der erste Reflektor 22 und der zweite Reflektor 24 jeweils einstückig hergestellt werden und dann über die Streben 26 miteinander verbunden werden, beispielsweise verschweißt, verrastet, verschraubt oder verklebt werden.
Zusätzlich zu den Reflektorausnehmungen 28 oder alternativ dazu können noch weitere Einschnitte in Teilflächen der Reflektoren 22, 24 ausgebildet werden, wodurch beispielsweise eine Lichtverteilung im ersten Halbraum 13 eingestellt werden kann. Durch die Bereitstellung der beiden Reflektoren 22, 24 und damit der Aufteilung der Reflektoranordnung 20 auf mehrere Reflektoren 22, 24 können verglichen mit einem einzelnen Reflektor kleinere Winkelbereiche gezielt
beleuchtet werden. Dies führt zu einer Reduzierung der lokalen Leuchtdichte bei einer gleichbleibenden Ausleuchtung des Gesamtraumwinkels und bei einer besseren Ausnutzung des benötigten Bauraums. Ferner führt dies zu einer besseren Ausleuchtung des Hüllkolbens 18. Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der
Reflektoranordnung 20 gemäß Figur 3. Der erste Reflektor 22 weist an seiner von dem zweiten Reflektor 24 abgewandten Seite eine erste reflektierende Fläche 32 auf. Der zweite Reflektor 24 weist an seiner dem ersten Reflektor 22
zugewandten Seite eine zweite reflektierende Fläche 34 auf. Optional kann der erste Reflektor 22 an seiner dem zweiten Reflektor 24 zugewandten Seite eine dritte reflektierende Fläche 36 aufweisen. Ferner kann der zweite Reflektor 24 an seiner von dem ersten Reflektor 22 abgewandten und dem
Hüllkolben 18 zugewandten Seite eine weitere reflektierende Fläche aufweisen. Der erste Reflektor 22 und der zweite
Reflektor 24 sind beispielsweise über Streben 26 miteinander verbunden. Die Streben 26 können beispielsweise reflektierend ausgebildet sein. Der zweite Reflektor 24 weist beispielsweise mehrere Reflektorausnehmungen 28 auf. Die Reflektorausnehmungen 28 können beispielsweise um den Umfang des ersten Reflektors 24 herum angeordnet sein und/oder
Wandungen der Reflektorausnehmungen 28 können beispielsweise reflektierend ausgebildet sein. Beispielsweise können die Reflektorausnehmungen 28 jeweils kreisförmig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch der erste
Reflektor 22 entsprechende Reflektorausnehmungen aufweisen. Die Reflektoranordnung 20 ist beispielsweise
rotationssymetrisch zu einer Symmetrieachse 21 ausgebildet.
Die Reflektoranordnung 20 kann beispielsweise Kunststoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweis kann die Reflektoranordnung PC oder PMMA aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Reflektoranordnung 20 kann beispielsweise Glas aufweisen oder daraus gebildet sein. Die reflektierenden Flächen 32, 34, 36 und/oder gegebenenfalls die weitere reflektierende Fläche des zweiten Reflektors 24 und/oder gegebenenfalls die reflektierenden Streben 26 und/oder gegebenenfalls die reflektierenden Wandungen der
Reflektorausnehmungen 28 können beispielsweise aufgrund des Materials des entsprechenden Reflektors 22, 24 reflektierend sein. Alternativ oder zusätzlich können die reflektierenden Flächen 32, 34, 36 mit einer reflektierenden Schicht
beschichtet sein. Beispielsweise kann die reflektierende Schicht strukturierte und/oder hochreflektive Folien und/oder eine Metallbeschichtung, beispielsweise eine
Aluminiumbeschichtung aufweisen. Ferner kann die
Reflektoranordnung 20 teilweise aus einem transparenten und/oder transluzenten Material gebildet sein. Die beiden Reflektoren 22, 24 sind beispielsweise rotationssymetrisch ausgebildet, wobei die Reflektoranordnung 20 beispielsweise eine zentrale Ausnehmung 29 aufweist. Die zentrale Ausnehmung 29 eignet sich beispielsweise zum Aufnehmen eines
elektronischen Schaltkreises, der beispielsweise zumindest einen Teil der Strahlungsanordnung 17 und/oder des Treibers 12 sein kann.
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch die
Reflektoranordnung 20 und durch die Strahlungsanordnung 17. Die Strahlungsanordnung 17 weist einen Träger 41 auf, auf dem eine erste Strahlungsquelle 40 und eine zweite
Strahlungsquelle 42 angeordnet sind. Die erste und die zweite Strahlungsquelle 40, 42 sind so auf dem Träger 41 angeordnet, dass deren Oberflächen, an denen die Strahlungsquellen 40, 42 die elektromagnetische Strahlung emittieren, der
Reflektoranordnung 20 zugewandt sind. Der Träger 41 ist beispielsweise eine Leiterplatte, auf der die
Strahlungsquellen 40, 42 mechanisch befestig und/oder
elektrisch kontaktiert sind. Der Träger 41 ist beispielsweise elektrisch mit dem Treiber 12 verbunden. Die
Strahlungsquellen 40, 42 weisen beispielsweise je ein, zwei oder mehr elektromagnetische Strahlung emittierende
Bauelemente auf.
Beispielsweise emittiert die erste Strahlungsquelle 40 die elektromagnetische Strahlung entlang eines ersten
Strahlengangs 52, der von dem ersten Reflektor 22,
insbesondere der ersten reflektierenden Fläche 32 in den zweiten Halbraum 15 abgelenkt wird. Beispielsweise emittiert die erste Strahlungsquelle 40 die elektromagnetische
Strahlung entlang eines zweiten Strahlengangs 54, der von dem ersten Reflektor 22, insbesondere der ersten reflektierenden Fläche 32 ebenfalls in den zweiten Halbraum 15 abgelenkt wird. Der erste und der zweite Strahlengang 52, 54 schließen einen ersten Winkel ein, durch den ein erster Raumwinkelbereich definiert ist, in den der erste Reflektor 22 die elektromagnetische Strahlung der Strahlungsanordnung 17 ablenkt.
Die zweite Strahlungsquelle 42 emittiert die
elektromagnetische Strahlung entlang eines dritten
Strahlengangs 56, der von dem zweiten Reflektor 24,
insbesondere der zweiten reflektierenden Fläche 34 in den zweiten Halbraum 15 abgelenkt wird. Beispielsweise emittiert die zweite Strahlungsquelle 42 die elektromagnetische
Strahlung entlang eines vierten Strahlengangs 58, der von dem zweiten Reflektor 24, insbesondere der zweiten
reflektierenden Fläche 34 in den ersten Halbraum 13 abgelenkt wird. Der dritte und der vierte Strahlengang 56, 58 schließen einen zweiten Winkel ß ein, der einen zweiten
Raumwinkelbereich definiert, in den der zweite Reflektor 24 die elektromagnetische Strahlung der Strahlungsanordnung 17 ablenkt. Falls die dritte reflektierende Fläche 36 auf dem ersten Reflektor 22 ausgebildet ist, so kann mit Hilfe des ersten und des zweiten Reflektors, insbesondere mit Hilfe der zweiten reflektierenden Fläche 34 und der dritten
reflektierenden Fläche 36 die elektromagnetische Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 42 entlang eines fünften
Strahlengangs 60 in den ersten Halbraum 13 abgelenkt werden. Falls die weitere reflektierende Fläche an dem zweiten
Reflektor 24 ausgebildet ist, kann elektromagnetische
Strahlung, die von dem Hüllkolben 18 in Richtung des zweiten Reflektors 24 gestreut oder reflektiert wird, wieder in
Richtung des Hüllkolbens 18 zurückreflektiert werden, was zu einer besseren Hüllkolbenausleuchtung und zu einer
verringerten Sichtbarkeit der entsprechenden Fläche des zweiten Reflektors 24 führt. Ähnliches gilt, für die Streben 26 und/oder die Wandungen der Reflektorausnehmungen 28, falls diese reflektierend ausgebildet sind. Der erste
Raumwinkelbereich und der zweite Raumwinkelbereich können beispielsweise einander überlappen.
Zusätzlich zu der elektromagnetischen Strahlung, die von den beiden Reflektoren 22, 24 abgelenkt wird, emittiert die
Strahlungsanordnung 17 elektromagnetische Strahlung, die direkt, insbesondere ohne Reflexion an den Reflektoren 22, 24, in den ersten Halbraum 13 emittiert wird. Beispielsweise emittiert die erste Strahlungsquelle 40 einen ersten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung entlang eines sechsten Strahlengangs 62, und zwar durch die zentrale
Ausnehmung 29 der Reflektoranordnung 20 hindurch.
Beispielsweise emittiert die erste Strahlungsquelle 40 einen zweiten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung entlang eines siebten Strahlengangs 64, der sich außen an beiden Reflektoren 22, 24 vorbei, insbesondere außen an dem ersten Reflektor 22 vorbei, direkt in den ersten Halbraum 13 erstreckt. Falls die Reflektorausnehmungen 28 ausgebildet sind, so emittiert die erste Strahlungsquelle 40 einen dritten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung entlang eines achten Strahlengangs 66, wobei der achte
Strahlengang 66 durch die Reflektorausnehmungen 28 hindurch verläuft und sich in den ersten Halbraum 13 erstreckt.
Fig. 6 zeigt den Schnitt durch die Reflektoranordnung 20 gemäß Figur 5, wobei ein erster Außenradius Rl des ersten Reflektors 22 und ein zweiter Außenradius R2 des zweiten Reflektors 24 eingezeichnet sind. Ferner sind ein erster
Abstand AI, den der erste Reflektor 22 zu einer Oberfläche der Strahlungsquellen 40, 42 und damit zu der Ebene 11 hat, und ein Abstand A2, den der zweite Reflektor 24 zu der Oberfläche der Strahlungsquellen 40, 42 und damit zu der Ebene 11 hat, eingezeichnet. Der erste Radius Rl ist bei diesem Ausführungsbeispiel größer als der zweite Außenradius R2. Der Außenradius Rl des ersten Reflektors 22 kann
beispielsweise größer sein als der Durchmesser des Trägers 41.
Der Innenradius des ersten Reflektors 22 kann so groß gewählt werden und der zweite Außenradius R2 des zweiten Reflektors 24 kann so klein gewählt werden, dass die erste
Strahlungsquelle 40 einen vierten direkten Anteil der
elektromagnetischen Strahlung entlang eines neunten
Strahlengangs 68 innen an dem ersten Reflektor 22 und außen an dem zweiten Reflektor 24 vorbei, also zwischen den beiden Reflektoren 22, 24 hindurch, direkt in den ersten Halbraum 13 abstrahlt. Beispielsweise kann der zweite Außenradius so klein gewählt werden und der Innenradius des ersten
Reflektors 22 kann so groß gewählt werden, dass der neunte Strahlengang 68 parallel zu einer Flächennormalen auf der Ebene 11 ist.
Der erste bis neunte Strahlengang 52 bis 68 wurden entweder mit Bezug zu der ersten Strahlungsquelle 40 oder mit Bezug zu der zweiten Strahlungsquelle 42 erläutert. Diese
Vereinfachung wurde jedoch lediglich aufgrund einer
übersichtlichen Darstellbarkeit der Figur 5 gewählt,
insbesondere aufgrund der Vielzahl der sich überlappenden Strahlengänge. Tatsächlich können jedoch alle vorstehend erläuternden Strahlengänge 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68 repräsentativ für elektromagnetischer Strahlung sein, die sowohl von der ersten Strahlungsquelle 40 als auch von der zweiten Strahlungsquelle 42 erzeugt wird. Beispielsweise können alle Strahlengänge 52 bis 68 rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 21 vorhanden sein. Somit erzeugen beide Strahlungsquellen 40, 42 elektromagnetische Strahlung die zum Teil von dem ersten Reflektor 22 und zum Teil von dem zweiten Reflektor 24 reflektiert wird und die zum Teil von den beiden Strahlungsquellen 40, 42 ohne Reflexion an der
Reflektoranordnung 20 direkt abgestrahlt wird, beispielsweise in den ersten Halbraum 13. Ferner weist die
Strahlungsanordnung 17 beispielsweise weitere nicht
dargestellte Strahlungsquellen auf, die beispielsweise radialsymmetrisch um die Symmetrieachse 21 angeordnet sind und/oder die jeweils die elektromagnetische Strahlung
entsprechend den beispielhaft gezeigten Strahlengängen 52 bis 68 emittieren. Beispielsweise sind die Strahlungsquellen 40, 42 planar ausgebildet und/oder der Träger 41 weist eine planare Oberfläche auf.
Der erste Abstand AI kann sehr klein sein, beispielsweise kann der erste Abstand AI null sein oder wenige Millimeter bis zu wenigen Zentimetern betragen. Der zweite Abstand A2 ist immer größer null und immer größer als der erste Abstand AI .
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung der
Reflektoranordnung 20 gemäß den Figuren 3 bis 6, aus der besonders gut hervorgeht, dass durch die zentrale Ausnehmung 29 ein freier Bereich in der Reflektoranordnung 20 gebildet ist. Durch die zentrale Ausnehmung 29 und den freien Bereich kann beispielsweise der erste direkte Anteil der
elektromagnetischen Strahlung entlang des sechsten
Strahlengangs 62 treten. Alternativ oder zusätzlich können die zentrale Ausnehmung 29 und/oder der freie Bereich
beispielsweise zum Anordnen weiterer Strahlungsquellen und/oder zum Anordnen eines elektronischen Schaltkreises, beispielsweise des Treibers 12 und/oder der
Strahlungsanordnung 17 verwendet werden.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Reflektoranordnung 20, das weitgehend dem in Figur 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel der Reflektoranordnung 20 entspricht, wobei im Gegensatz dazu der zweite Reflektor 24 keine
Reflektorausnehmungen 28 aufweist. Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Reflektoranordnung 20 gemäß Figur 8.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Darstellung der
Reflektoranordnung 20 gemäß Figur 8.
Fig. 11 bis Fig. 13 zeigen ein Ausführungsbeispiel der
Reflektoranordnung 20, das beispielsweise bezüglich des Materials der Reflektoren 22, 24 und/oder der reflektierenden Flächen 32, 34, 36 entsprechend den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen der Reflektoranordnung 20 entsprechen kann, wobei im Unterschied zu den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen bei dem in den Figuren 11 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel der erste Außenradius Rl des ersten Reflektors 22 kleiner ist als der zweite Außenradius R2 des zweiten Reflektors 24. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel reflektieren der ersten und/oder der zweite Reflektor 32, 34 die elektromagnetische Strahlung in den ersten und/oder zweiten Raumwinkelbereich und/oder zumindest teilweise in den zweiten Halbraum 15 und lassen einen Teil der elektromagnetischen Strahlung direkt,
beispielsweise an den Reflektoren 22, 24 vorbei oder
zumindest teilweise durch die Reflektoren 22, 24 hindurch, in den ersten Halbraum 13 durch. Optional können auch bei diesem Ausführungsbeispiel der ersten Reflektor 22 und/oder der zweite Reflektor 24 die Reflektorausnehmungen 28 aufweisen.
Fig. 14 zeigt eine Außenansicht der Vorrichtung 10 gemäß den Figuren 3 bis 13 während des Betriebs. Aus Figur 14 geht hervor, dass der Hüllkolben 18 gleichmäßig ausgeleuchtet ist und die Leuchtdichteverteilung über dem gesamten Hüllkolben 18 gleichmäßig ist, im Unterschied zu der in Figur 2
gezeigten bekannten Vorrichtung 1. Die gleichmäßige
Ausleuchtung des Hüllkolbens 18 wird im Wesentlichen durch die Ablenkung der elektromagnetischen Strahlung in die beiden Raumwinkelbereiche mit Hilfe der beiden Reflektoren 22, 24 und durch die direkten Anteile der elektromagnetischen
Strahlung, die direkt, ohne Reflexion an den Reflektoren 22, 24, in den ersten Halbraum 13 abgestrahlt werden, erreicht. Zusätzlich kann die Strahlungsverteilung und/oder die
Leuchtdichteverteilung und/oder die Ausleuchtung des
Hüllkolbens 18 homogenisiert werden, in dem der Hüllkolben 18 streuend ausgebildet wird.
Gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 10 beispielsweise als LED-Retrofit-Lampe und/oder Glühlampen-Retrofit ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Reflektoranordnung mehr als zwei, beispielsweise drei, vier oder mehr weitere Reflektoren aufweisen. Gegebenenfalls sind die weiteren Reflektoren beispielsweise stufenförmig
angeordnet, so dass beispielsweise ein dritter Reflektor einen dritten Abstand zu den Strahlungsquellen 40, 42 hat, der größer als der zweite Abstand A2 ist. Alternativ oder zusätzlich hat beispielsweise ein vierter Reflektor einen vierten Abstand zu den Strahlungsquellen 40, 42, der
beispielsweise größer als der zweite Abstand A2 und/oder dritte Abstand ist. Ferner kann die Reflektoranordnung 20 beispielsweise auch in Verbindung mit den Strahlungsquellen 40, 42 unabhängig von der LED-Retrofit-Lampe verwendet werden, beispielsweise zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung mit einer omnidirektionalen Strahlungsverteilung und einem gleichmäßig ausgeleuchtetem Hüllkolben 18
unabhängig von dem restlichem äußeren Erscheinungsbild und/oder einer Kontaktiermöglichkeit, beispielsweise einer Einschraubbarkeit in eine herkömmliche Glühlampenfassung, der Vorrichtung 10. Beispielsweise kann die von dem ersten
Reflektor 22 abgewandte Seite des zweiten Reflektors 24 bei allen Ausführungsbeispielen reflektierend ausgebildet sein. Ferner können die gesamte Reflektoranordnung 20 und/oder die Streben 26 und/oder die Wandungen der Ausnehmungen,
beispielsweise der zentralen Ausnehmung 29 und/oder der
Reflektorausnehmungen 28, reflektierend ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zum Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung, aufweisend
- eine Strahlungsanordnung (12), die eine Mehrzahl von
Strahlungsquellen (40) aufweist, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen und in einen ersten Halbraum (13)
emittieren,
- eine Reflektoranordnung (20), die einen ersten
Reflektor (22) aufweist, der einen ersten Abstand (AI) zu den Strahlungsquellen (40) hat und der die auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung in einen ersten
Raumwinkelbereich ablenkt, und die mindestens einen zweiten Reflektor (24) aufweist, der einen zweiten Abstand (A2) zu den Strahlungsquellen (40) hat, der größer ist als der erste Abstand (AI), und der die auf ihn treffende
elektromagnetische Strahlung in einen zweiten
Raumwinkelbereich ablenkt,
wobei sich der erste Raumwinkelbereich und/oder der zweite Raumwinkelbereich zumindest teilweise in einen zweiten
Halbraum (15) erstrecken, der nicht dem ersten Halbraum (13) entspricht .
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der sich der erste und der zweite Raumwinkelbereich teilweise überlappen.
3. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Reflektoranordnung (20) einstückig ausgebildet ist .
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der eine Seite (36) des ersten Reflektors (22), die dem zweiten Reflektor (24) zugewandt ist, reflektierend
ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die beiden Reflektoren (22, 24) kreisförmig
ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind und bei der ein erster Außenradius (Rl) des ersten Reflektors (22) größer ist als ein zweiter Außenradius (R2) des zweiten Reflektors (24) .
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, bei der ein
Innenradius des ersten Reflektors (22) größer ist als der zweite Außenradius (R2) des zweiten Reflektors (24) .
7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die beiden Reflektoren (22, 24) kreisförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind und bei der ein erster
Außenradius (Rl) des ersten Reflektors (22) kleiner ist als ein zweiter Außenradius (R2) des zweiten Reflektors (24) .
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die beiden Reflektoren (22, 24) jeweils eine zentrale Ausnehmung aufweisen, durch die die Strahlungsquellen (40) einen ersten direkten Anteil der elektromagnetischen
Strahlung ohne Reflexion an den Reflektoren (22, 24) in den ersten Halbraum emittieren.
9. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die beiden Reflektoren (22, 24) so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Strahlungsquellen (40) einen zweiten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung ohne Reflexion außen an den Reflektoren (22, 24) vorbei in den ersten Halbraum emittieren.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der erste und/oder der zweite Reflektor (22, 24) jeweils eine, zwei oder mehr Reflektorausnehmungen (28) aufweisen, durch die die Strahlungsquellen (40) einen dritten direkten Anteil der elektromagnetischen Strahlung ohne
Reflexion an den Reflektoren (22, 24) in den ersten Halbraum emittieren .
11. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der erste und/oder der zweite Reflektor (22, 24) einen Krümmungsradius haben, der größer null ist.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Einsteilvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass mit Hilfe der Einsteilvorrichtung der erste Abstand (AI) und/oder der zweite Abstand (A2) variabel einstellbar sind.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen Hüllkolben (18) aufweist, der für die
elektromagnetische Strahlung transparent oder zumindest teilweise transparent ist und der die Reflektoren (22, 24) und/oder die Strahlungsquellen (40) zumindest teilweise umgibt und der den ersten Halbraum (13), den ersten
Raumwinkelbereich und den zweiten Raumwinkelbereich abdeckt.
14. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens einer Leiterplatte (41), auf der die
Strahlungsquellen (40) angeordnet sind und über die die
Strahlungsquellen (40) elektrisch kontaktiert sind.
15. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der mindestens eine der Strahlungsquellen (40) ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement ist.
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