Beleuchtungsvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von gleichen, in einer gemeinsamen Montageebene vorgesehenen Leuchtdioden als Lichtquellen, mit einer die Mehrzahl von Leuchtdioden überdeckende Lichtscheibe und mit einer Mehrzahl von den Leuchtdioden zugeordneten Reflektoren (6), wobei Licht der Leuchtdioden an den Reflektoren (6) in Richtung der Lichtscheibe umgelenkt wird, wobei die Reflektoren (6) in einer Längsrichtung (2) der Beleuchtungsvorrichtung verteilt angeordnet sind und wobei jeweils wenigstens eine Leuchtdiode zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren (6) vorgesehen ist, wobei zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren (6) eine Gruppe (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden vorgesehen ist, wobei innerhalb der Gruppe (50, 50.1, 50.2, 50.3) die Leuchtdioden regelmäßig angeordnet sind und wobei benachbarte Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden zueinander in der Montageebene verdreht angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von gleichen, in einer gemeinsamen Montageebene vorgesehenen Leuchtdioden als Lichtquellen, mit einer die Mehrzahl von Leuchtdioden überdeckende Lichtscheibe und mit einer Mehrzahl von den Lichtquellen zugeordneten Reflektoren.

[0002] Aus der EP 2 587118 A1 ist eine gattungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung der Anmelderin bekannt. Hierin ist eine Mehrzahl von gleichartigen, weißen Leuchtdioden als Lichtquellen vorgesehen, welche jeweils einzeln zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren angeordnet ist.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung Richtung eines großen Lichtstroms und einer besonderes guten Homogenität der Lichtverteilung weiterzubilden.

[0004] Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren eine Gruppe von Leuchtdioden vorgesehen ist, wobei innerhalb der Gruppe die Leuchtdioden regelmäßig angeordnet sind und wobei benachbarte Gruppen von Leuchtdioden zueinander in der Montageebene verdreht angeordnet sind.

[0005] Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorsehen einer Gruppe von Leuchtdioden zwischen einander paarweise zugeordneten Reflektoren der Lichtstrom erhöht und durch die verdrehte Anordnung der Gruppen zueinander eine hohe Homogenität der Lichtverteilung erreicht wird. Kern der Erfindung ist es insofern, die Homogenität der Lichtverteilung durch das Vorsehen gleichmäßig angeordneter, aber zueinander in der Montageebene der Beleuchtungsvorrichtung gedreht positionierter Gruppen von Leuchtdioden zu verbessern. Die Leuchtdioden sind hier-bei gleichartig ausgeführt. Beispielsweise sind ausschließlich weiße Leuchtdioden vorgesehen. Insbesondere können Leuchtdioden zur Anwendung kommen, bei denen das weiße Licht aus einem blauen Halbleiter-Chip mit einem gelben Lumineszenz-Farbstoff bereitgestellt wird. Die Leuchtdiode kann insbesondere eine Baugröße von 5,6 mm x 3 mm aufweisen.

[0006] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen benachbarten Gruppen von Leuchtdioden ein Verdrehwinkel von 20° +/-10°, bevorzugt von 22,5° +/- 5° gebildet. Umfangreiche Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass sich in dem spezifizierten Verdrehwinkelbereich eine besonders hohe Homogenität der Lichtverteilung zeigt. Insbesondere sind Maxima in der Lichtverteilung weniger scharf ausgebildet als bei anderen Verdrehungen der Leuchtdioden oder bei einer regelmäßigen, nicht gedrehten Anordnung benachbarter Gruppen von Leuchtdioden. Ein Verdrehwinkel von 22,5° beziehungsweise 90°/4 resultiert zusätzlich in einer bezüglich der Längs- und Querachsen symmetrischen Lichtverteilung, da sich die Summe aller Leuchtdioden symmetrisch auf einen Vollkreis verteilt und Reflektor beziehungsweise Lichtscheibe entsprechende Symmetrien aufweisen.

[0007] Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind insgesamt mindestens 40 Leuchtdioden in wenigstens fünf Gruppen angeordnet. Bevorzugt sind 50 oder mehr Leuchtdioden in wenigstens zehn Gruppen angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Vorsehen von 64 Leuchtdioden in wenigstens 16 Gruppen. Beispielsweise wird eine Gruppe von Leuchtdioden aus vier Leuchtdioden gebildet. Die Gruppen von Leuchtdioden können eine gleiche Anzahl Leuchtdioden aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in einer Gruppe vier Leuchtdioden vorgesehen sind und regelmäßig angeordnet sind, beispielsweise stern- oder kreuzförmig beziehungsweise im Rechteck. Vorteilhaft vereinfacht sich die Positionierung der Gruppen von Leuchtdioden zwischen den Reflektoren, und es ergibt sich eine hohe optische Güte der Beleuchtungsvorrichtung.

[0008] Bei der vorgeschlagenen Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind die den Gruppen von Leuchtdioden zugeordneten Reflektoren seitlich vorgesehen. Beispielsweise sind die Reflektoren kreissegmentförmig ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lichtscheibe nach Art einer optikbehafteten Lichtscheibe ausgebildet ist. An der Lichtscheibe können insofern eine Prismenstruktur beziehungsweise eine Linsenoptik vorgesehen sein. Vorteilhaft ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Reflektoren und das Vorsehen einer optikbehafteten Lichtscheibe eine weitere Verbesserung der Homogenität der Lichtverteilung. Die Ausgestaltung der komplementären optischen Systeme (Reflektoren, Lichtscheibe) unterstützt insofern das Ziel, eine möglichst homogene Lichtverteilung bereit zustellen. Der Lichtstrom wird insbesondere durch die Anzahl der Lichtquellen und deren Lichtleistung bestimmt.

[0009] Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter.

[0010] Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,

Fig. 2

die Beleuchtungsvorrichtung nach Fig. 1 ohne Lichtscheibe,

Fig. 3

eine Detailansicht eines die Lichtquellen der Beleuchtungsvorrichtung tragenden Schaltungsträgers,

Fig. 4

eine vergleichende Darstellung der Lichtverteilung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einem Vertikalschnitt und

Fig. 5

eine vergleichende Darstellung der Lichtverteilung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einem Horizontalschnitt.

[0011] Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 umfasst als wesentliche Komponenten einen wannenförmigen ausgebildeten Gehäusekörper 1 mit einer sich in eine Längsrichtung 2 der Beleuchtungsvorrichtung erstreckenden Längsausnehmung 3, einen Schaltungsträger 4 mit einer Mehrzahl von daran angeordneten Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, eine Mehrzahl von Reflektoren 6 sowie eine Lichtscheibe 7. Der Schaltungsträger 4 mit den Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 erstreckt sich in die Längsrichtung 2 der Beleuchtungsvorrichtung. Insbesondere ist der Schaltungsträger 4 der Längsausnehmung 3 des Gehäusekörpers 1 so zugeordnet, dass das Licht der Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 durch die Längsausnehmung 3 in Richtung der Lichtscheibe 7 abgestrahlt wird.

[0012] An dem Schaltungsträger 4 sind die Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 gruppenweise angeordnet. Eine Gruppe 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 wird aus vier Leuchtdioden gebildet, welche regelmäßig angeordnet sind und einander kreuzförmig zugeordnet sind. Jeweils ist zwischen zwei benachbarten Reflektoren 6 eine Gruppe 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 vorgesehen, wobei die Reflektoren 6 und die Gruppe 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 in die Längsrichtung 2 der Beleuchtungsvorrichtung regelmäßig beanstandet angeordnet sind. Die Reflektoren 6 sind insbesondere halbschalenförmig beziehungsweise kreissegmentförmig ausgebildet.

[0013] Eine Innenfläche 8 des Gehäusekörpers 1 kann als weitere Reflektionsfläche ausgebildet sein. Die Lichtscheibe 7 ist insbesondere nach Art einer optikbehafteten Lichtscheibe 7 realisiert, wobei an der Lichtscheibe 7 eine Prismenstruktur 9 vorgesehen ist. Die Prismenstruktur 9 erstreckt sich in die Längsrichtung 2 der Beleuchtungsvorrichtung. Die Prismenstruktur 9 kann auf einer der Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zugeordneten Innenseite der Lichtscheibe 7 und/oder auf einer Außenseite der Lichtscheibe 7 angeordnet sein.

[0014] Im Bereich der Innenfläche 6 ist an dem Gehäusekörper 1 ein Abdeckelement 10 zum Überdecken einer elektrischen Kontaktierung des Schaltungsträgers 4 vorgesehen. Eine Detailansicht des Schaltungsträgers 4 mit den daran gruppenweise vorgesehenen Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 nach Fig. 3 macht deutlich, wie die Gruppen 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 angeordnet und in einer durch den Schaltungsträger 4 definierten Montageebene12 zueinander positioniert sind. Insbesondere sind in die Längsrichtung 2 verteilt 16 Gruppen 50, 50.1, 50.2, 50.3 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 regelmäßig beanstandet vorgesehen. Jede Gruppe 50, 50.1, 50.2, 50.3 wird aus vier gleichen Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 gebildet, wobei benachbarte Gruppen 50, 50.1, 50.2, 50.3 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 in einer durch den Schaltungsträger 4 definierten Montageebene verdreht angeordnet sind. Insbesondere ist eine erste Gruppe 50.1 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 in Bezug auf eine Querrichtung der Leuchte um einen Drehwinkel α₁ von 11,25° im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Eine zweite Gruppe 50.2 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 ist um eine Drehwinkel α₂ von 33,75° im Gegenuhrzeigersinn zur Querrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gedreht. Eine dritte Gruppe 50.3 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 ist um einen Drehwinkel α₃ von 56,25° gedreht zur Querrichtung der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet. Zwischen benachbarten Gruppen 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 ist demzufolge ein Verdrehwinkel Δα von 22,5° gebildet. Es ergibt sich hierdurch eine symmetrische Anordnung der Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 und eine symmetrische Lichtverteilung A.

[0015] Die Aufsicht auf den Schaltungsträger 4 zeigt überdies einen Kontakt 11, welcher elektrisch leitend mit einem von dem Abdeckelement 10 überdeckten, nicht dargestellten Kontaktelement der Beleuchtungsvorrichtung verbunden wird.

[0016] Zur Visualisierung der Homogenität der Lichtverteilung zeigen die Fig. 4 und 5 die Lichtverteilung A der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung im Vergleich zur einer Lichtverteilung B einer Referenzbeleuchtungsvorrichtung. Die Referenzbeleuchtungsvorrichtung ist konstruktiv gleich aufgebaut. Bei der Referenzbeleuchtungsvorrichtung sind benachbarte Gruppen 50 von Leuchtdioden 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 jedoch nicht verdreht zueinander angeordnet. Stattdessen sind in allen Gruppen Drehwinkel von 45° zu der Querrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gebildet.

[0017] In Bezug auf die Lichtverteilung für einen Vertikalschnitt nach Fig. 4 zeigt sich, dass die Maxima in der Lichtverteilung A der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung deutlich weniger scharf und intensive ausgebildet sind als die Maxima in der Lichtverteilung B der Referenzbeleuchtungsvorrichtung. Beim Horizontalschnitt nach Fig. 5 zeigt sie überdies ein deutlich weniger breites Maximum am Rand der Lichtverteilung sowie keine Nebenmaxima, sondern eine monoton fallende Lichtstärke zum Zentrum hin.

Bezugszeichenliste

[0018] 

1

Gehäusekörper

2

Längsrichtung

3

Längsausnehmung

4

Schaltungsträger

5.1

Leuchtdiode

5.2

Leuchtdiode

5.3

Leuchtdiode

5.4

Leuchtdiode

6

Reflektor

7

Lichtscheibe

8

Innenfläche

9

Prismenstruktur

10

Kontaktelement

11

Kontakt

12

Montagebene

50

Gruppe von Leuchtdioden

50.1

1. Gruppe

50.2

2. Gruppe

50.3

3. Gruppe

α₁

Drehwinkel

α₂

Drehwinkel

α₃

Drehwinkel

Δ α

Verdrehwinkel

A

Lichtverteilung

B

Lichtverteilung

Ansprüche

1. Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von gleichen, in einer gemeinsamen Montageebene (12) vorgesehenen Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) als Lichtquellen, mit einer die Mehrzahl von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) überdeckende Lichtscheibe (7) und mit einer Mehrzahl von den Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) zugeordneten Reflektoren (6), wobei Licht der Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) an den Reflektoren (6) in Richtung der Lichtscheibe (7) umgelenkt wird, wobei die Reflektoren (6) in einer Längsrichtung (2) der Beleuchtungsvorrichtung verteilt angeordnet sind und wobei jeweils wenigstens eine Leuchtdiode (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander paarweise zugeordneten Reflektoren (6) eine Gruppe (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) vorgesehen ist, wobei innerhalb der Gruppe (50, 50.1, 50.2, 50.3) die Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) regelmäßig angeordnet sind und wobei benachbarte Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) zueinander in der Montageebene (12) verdreht angeordnet sind.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) ein Verdrehwinkel (Δα) von 20° +/- 10°, bevorzugt von 22,5° +/- 5° gebildet ist.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt mindestens 40 Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) in wenigstens fünf Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) angeordnet sind, bevorzugt mindestens 50 Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) in wenigstens zehn Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) und besonders bevorzugt mindestens 64 Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) in wenigstens 16 Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3).

4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass je Gruppe (50, 50.1, 50.2, 50.3) eine gleiche Anzahl von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) vorgesehen ist.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) in Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) von vier Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) angeordnet sind.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (6) den Gruppen (50, 50.1, 50.2, 50.3) von Leuchtdioden (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) seitlich zugeordnet sind und/oder kreissegmentförmig ausgebildet sind.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtscheibe (7) nach Art einer optikbehafteten Lichtscheibe (7) ausgebildet ist.

Zeichnung