DE102009051763A1

DE102009051763A1 - Beleuchtungsvorrichtung mit einem Kolben

Info

Publication number: DE102009051763A1
Application number: DE102009051763A
Authority: DE
Inventors: Ralph Dr. Bertram; Moritz Dr. Engl; Simon Dr. Schwalenberg
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-05
Also published as: WO2011054716A2; WO2011054716A3; US20120218756A1; CN102597608A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1) mit mindestens einer Lichtquelle (7), mindestens einem die mindestens eine Lichtquelle (7) zumindest teilweise umgebenden zumindest teilweise durchsichtigen Kolben (4) und mindestens einem Sockel (2) zur mechanischen Halterung und elektrischen Kontaktierung der Beleuchtungsvorrichtung (1). Der Kolben (4) weist auf zumindest einer Oberfläche (11, 12) des Kolbens (4) zumindest teilweise eine Vielzahl ebener Abschnitte (5) auf.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer Lichtquelle, mindestens einem die mindestens eine Lichtquelle zumindest teilweise umgebenden zumindest teilweise durchsichtigen Kolben und mindestens einem Sockel zur mechanischen Halterung und elektrischen Kontaktierung der Beleuchtungsvorrichtung.
Stand der Technik
Derartige Beleuchtungsvorrichtungen werden als so genannte Retrofit-Lampen eingesetzt, um herkömmliche Glühlampen zu ersetzen. Der Kolben dient dabei nicht mehr zum Schutz der Glühwendel, sondern im Wesentlichen dekorativen Zwecken und/oder der Lichtführung. Als Lichtquelle im Rahmen dieser Anmeldung wird demzufolge eine zur Erzeugung von Licht geeignete Vorrichtung angesehen, die für Allgemeinbeleuchtungszwecke auch ohne weitere Schutzmaßnahmen dauerhaft, d. h. zumindest für mehrere Stunden, eingesetzt werden könnte (also im Gegensatz zum Glühfaden einer Glühlampe eine auch ohne Kolben funktionsfähige Lichtquelle). Da ein durchsichtiger Kolben den Blick auf die im Inneren befindliche Lichtquelle, beispielsweise das Entladungsgefäß einer Leuchtstofflampe oder Leuchtdioden, ermöglicht und so die Illusion einer Glühlampe zerstört wird, sind diese Kolben zumeist mattiert, um den Eindruck einer mattierten Glühlampe nachzuahmen.
Bei vielen Anwendungen ist der diffuse Lichteindruck einer mattierten Lampe jedoch unerwünscht, beispielsweise beim Einsatz in einer Leuchte mit lichtbrechenden Elementen, wie beispielsweise einem Kristallüster, bei dem der Betrachter gewohnt ist, einerseits den Glühfaden selbst als relativ konzentrierte Lichtquelle innerhalb des Glaskolbens der Glühlampe wahrzunehmen als auch eine Vielzahl weißer und/oder farbiger Reflexe und Lichtpunkte durch die Brechung des Lichts am Kristallbehang des Lüsters, wobei sich diese Reflexe und Lichtpunkte durch eine geringfügige Veränderung des Betrachterstandpunkts und/oder -blickwinkels deutlich ändern können (Funkeln, Brillieren). Beim Einsatz mattierter Leuchtmittel ist insbesondere das Farbspiel des gebeugten Lichts aufgrund der nunmehr eher flächenmäßigen Lichtabstrahlung der Lampen sehr reduziert.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die insbesondere beim Einsatz in Leuchten mit lichtbrechenden Elementen einen besonders brillanten und funkelnden Beleuchtungseindruck bewirkt. Insbesondere soll ein Ersatz für Klarglas-Glühlampen in Kerzenform geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Indem der Kolben auf zumindest einer Oberfläche des Kolbens zumindest teilweise eine Vielzahl ebener Abschnitte aufweist, wird zumindest in Teilbereichen des Kolbens eine Facettierung erzielt; es entstehen eng begrenzte Bereiche, in denen das Licht aus dem Kolben austritt, während der benachbarte Bereich wesentlich dunkler erscheint. Typischerweise tritt das Licht annähernd gerichtet aus und die Hauptabstrahlrichtungen der einzelnen Bereiche unterscheiden sich deutlich voneinander. Dadurch wird zum einen direkt an der Beleuchtungsvorrichtung der gewünschte funkelnd-brillante Eindruck erzielt und zum anderen eine flächenartige Lichtabstrahlung vermieden, so dass beispielsweise auch in den lichtbrechenden Elementen einer Leuchte dieser Effekt im Gegensatz zur Verwendung von Beleuchtungsvorrichtungen mit mattierten Kolben verstärkt auftritt. Eine Vielzahl von ebenen Abschnitten liegt vor, wenn mehr als 5 Abschnitte, insbesondere aber wenn mehr als 10 Abschnitte vorliegen.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn die ebenen Abschnitte auf der Außenseite und auf der Innenseite des Kolbens angeordnet sind. Dadurch wird die Facettierung sowohl auf der Eintritts- als auch auf der Austrittseite des Kolbens verwirklicht und die Wirkung wird gegenüber einer einseitigen Facettierung verstärkt.
Dies gilt insbesondere, wenn die Ebenen mindestens eines der ebenen Abschnitte auf der Außenseite und mindestes eines der ebenen Abschnitte auf der gegenüberliegenden Innenseite parallel zueinander angeordnet sind. In diesen Bereichen ist die Strahlführung besonders einfach bestimmbar. Ein eintreffender Lichtstrahl tritt praktisch parallel zur ursprünglichen Strahllinie wieder aus. Eine derartige Anordnung ist besonders von Vorteil, wenn mehrere, insbesondere benachbarte, Abschnitte derart angeordnet sind, da der Kolben dann über größere Flächen eine konstante Wandstärke aufweist, was beispielsweise die Fertigung vereinfachen kann.
Die ebenen Abschnitte weisen vorteilhafterweise eine Fläche zwischen 1 mm² und 100 mm², besonders bevorzugt zwischen 5 mm² und 50 mm² auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Kolben mindestens ein reflektierendes Partikel, insbesondere eine Vielzahl von reflektierenden Partikeln, auf. Derartige Partikel sind besonders geeignet, durch örtlich begrenzte Reflexe das gewünschte Funkeln auch im Bereich der Lichtquelle zu erzeugen. Es ist auch ein Kolben denkbar, bei dem der gewünschte brillante Effekt vornehmlich durch die Partikel erzeugt wird und der daher auf der Außen- wie Innenkontur nur wenige ebene Flächen aufweist.
Zweckmäßigerweise sind die reflektierenden Partikel im Wesentlichen aus einem Metall gebildet. Metalle weisen üblicherweise einen hohen Reflexionsgrad auf, ermöglichen eine einfache Herstellung und Verarbeitung der Partikel und abhängig von der Art des verwendeten Metalls kann die Lichtfarbe des reflektierten Lichts beeinflusst werden. Wichtig hierbei ist, dass die Oberfläche im Verlauf der Herstellung metallisch blank bleibt, was vom verwendeten Kolbenmaterial wie auch vom für die Einbettung verwendeten Prozess abhängig sein kann. In Frage kommen hierbei neben Metallen und Legierungen auf Eisen-Aluminium- oder Nickelbasis, die ein eher weißes Licht reflektieren auch Metalle und Legierungen wie Kupfer bzw. Messing, bei denen die Reflexion eher im rötlichen oder gelblichen Wellenlängenbereich erfolgt.
Weiterhin vorteilhaft bei der Verwendung von Metallen ist der im Allgemeinen relativ hohe Schmelzpunkt, so dass bei der Verarbeitung im Gegensatz zur Verwendung von Polymerwerkstoffen auch bei höheren Temperaturen Formstabilität gegeben ist.
In einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die reflektierenden Partikel aus einem Grundkörper mit einer reflektierenden Beschichtung gebildet. Dadurch kann ein ähnlicher Effekt wie mit Metallpartikeln erzielt werden. Durch geeignete Wahl des Grundkörpers wie auch der Beschichtung können die Eigenschaften an den Verwendungszweck vorteilhaft angepasst werden, so dass beispielsweise der Wärmeausdehnungskoeffizient der Partikel möglichst nahe an dem des Kolbens liegt. Auch können die Partikel nur teilweise beschichtet sein, was insbesondere bei durchsichtigen Partikeln dann sowohl Reflexion als auch Brechung des einfallenden Lichts ermöglicht.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Kolben mindestens ein Partikel mit von dem Brechungsindex des Kolbens verschiedenem Brechungsindex, insbesondere eine Vielzahl von Partikeln mit von dem Brechungsindex des Kolbens verschiedenem Brechungsindex, auf. Dadurch kommt es an der Grenzfläche zwischen Partikel und Kolben zu einer Brechung oder Totalreflexion des einfallenden Lichts und der einfallende Lichtstrahl kann in seiner Richtung abgelenkt werden, so dass es zu einer gerichteten Abstrahlung kommt, die den gewünschten Funkel-Effekt bewirkt.
Wenn die Partikel mit von dem Brechungsindex des Kolbens verschiedenem Brechungsindex im Wesentlichen aus einem Polymerwerkstoff gebildet sind, sind diese besonders einfach zu fertigen und zu verarbeiten. Bei Verwendung eines Kolbens aus einem Polymerwerkstoff ist der Unterschied in der thermischen Ausdehnung zwischen Partikeln und Kolben sehr gering, so dass die Bildung von thermischen Spannungen, die beispielsweise das Abstrahlverhalten des Kolbens negativ beeinflussen kann (Spannungsschlieren), vermieden wird.
Indem die Partikel mit von dem Brechungsindex des Kolbens verschiedenem Brechungsindex im Wesentlichen aus Glas gebildet sind, können die Partikel auch bei höheren Verarbeitungstemperaturen, beispielsweise bei Verwendung eines Glaskolbens, eingesetzt werden. In diesem Fall ist auch die thermische Fehlpassung zwischen Partikel und Kolben hinreichend klein. Glas bietet zudem eine relativ hohen Brechungsindex, der den gewünschten Funkeleffekt verstärkt-
Indem die Partikel mit von dem Brechungsindex des Kolbens verschiedenem Brechungsindex im Wesentlichen aus einem keramischen Werkstoff gebildet sind, können die Partikel auch bei höheren Verarbeitungstemperaturen, beispielsweise bei Verwendung eines Glaskolbens, eingesetzt werden. Keramik, beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, bietet zudem eine relativ hohen Brechungsindex, der den gewünschten Funkeleffekt verstärkt.
Indem die reflektierenden und/oder lichtbrechenden Partikel auf ihrer Oberfläche ebenfalls abschnittsweise ebene Flächen aufweisen, wird die Abgabe von reflektierten und/oder gebrochenen Lichtstrahlen ebenfalls sehr stark richtungsabhängig und verstärkt damit den gewünschten funkelnden Lichteindruck der Beleuchtungsvorrichtung.
Zweckmäßigerweise ist der Kolben im Wesentlichen aus einem Polymerwerkstoff gebildet. Polymerwerkstoffe sind einfach und kostengünstig herstellbar und können mit geringem Aufwand auch in komplizierte Formen gebracht werden. Sie besitzen weiterhin eine gegenüber Glas geringere Dichte, so dass der Kolben relativ leicht ist. Die Verarbeitung erfolgt bei niedrigen Temperaturen, was ebenfalls vorteilhaft ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Kolben im Wesentlichen aus Glas gebildet. Glas besitzt einen im Gegensatz zu Polymerwerkstoffen zumeist relativ hohen Brechungsindex, was den gewünschten Funkeleffekt aufgrund der stärkeren Wirkung der Facettierung erhöht. Glas ist außerdem unempfindlich gegenüber Kratzern und ist in seinen optischen Eigenschaften weniger empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen oder -unterschieden als ein Polymerwerkstoff.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Kolben im Wesentlichen aus einem keramischen Werkstoff gebildet. Keramische Werkstoffe, wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, besitzen einen im Gegensatz zu Polymerwerkstoffen zumeist relativ hohen Brechungsindex, was den gewünschten Funkeleffekt aufgrund der stärkeren Wirkung der Facettierung erhöht. Sie sind außerdem unempfindlich gegenüber Kratzern und in ihren optischen Eigenschaften weniger empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen oder -unterschieden als ein Polymerwerkstoff.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kolben auf der Innenseite mindestens abschnittsweise eine Linsenstruktur aufweist. Durch die Linsen kann eine sehr gezielte Formung der Lichtverteilung vorgenommen werden. Insbesondere ist es möglich, jedem ebenen Abschnitt auf der äußeren Oberfläche des Kolbens eine Linse auf der Innenseite zuzuordnen. Damit wird die Lichtführung für jeden ebenen Abschnitt optimiert und es kann beispielsweise eine gerichtete Abstrahlung erzielt werden.
Vorteilhafterweise ist innerhalb des Kolbens mindestens ein Reflektor angeordnet. Dies ermöglicht es, die Abstrahleigenschaften der Beleuchtungsvorrichtung zu optimieren, indem das Licht gezielt geführt wird. Insbesondere bei der Verwendung von Leuchtdioden als Lichtquelle, die eine gerichtete Abstrahlung aufweisen, kann ein Reflektor vorteilhaft dazu verwendet werden, das Licht beispielsweise in Teilen in eine andere Richtung zu lenken.
Der Reflektor ist vorteilhafterweise annähernd kegel und/oder pyramidenförmig ausgebildet. Eine derartige Form ist besonders geeignet, einen gerichteten Strahl, der auf die Spitze des Kegels bzw. der Pyramide trifft, zu den Seiten hin abzulenken und so bei geeigneter Anordnung (insbesondere inmitten eines von der Lichtquelle ausgehenden gerichteten Strahls) eine annähernd gleichmäßige Rundumabstrahlung zur erreichen.
Hierzu ist es von Vorteil, wenn der Reflektor im Bereich der Apsis des Kolbens angeordnet ist. Insbesondere, wenn die Lichtquelle am gegenüberliegenden Ende des Kolbens, d. h. im Bereich seiner Basis, angeordnet ist, ist dies vorteilhaft, um das von dort ausgehende Licht zumindest teilweise zur Seite abzuleiten.
Indem der Reflektor zumindest abschnittsweise teildurchlässig für zumindest einen Teilbereich des Spektrums des sichtbaren Lichts ausgebildet ist, ist es möglich, eine noch gleichmäßigere Verteilung des Lichts zu erreichen, da dieses nun sowohl reflektiert als auch transmittiert wird. Ist der Reflektor nur für Teilbereiche des Spektrums durchlässig, kann sowohl für das reflektierte wie für das transmittierte Licht eine Färbung erzielt werden. Dies kann vom Betrachter ebenfalls als angenehm empfunden werden, da beispielsweise auch der Kristallbehang des Lüsters derartige farbige Reflexe erzeugen kann.
Indem der Reflektor zumindest teilweise eine Vielzahl ebener Abschnitte, also zumindest abschnittsweise eine Facettenstruktur aufweist, wird ebenfalls ein besonders günstiges Abstrahlverhalten erzielt, da hierbei der gewünschte funkelnde Effekt schon am Reflektor auftritt. Die ist insbesondere vorteilhaft, wenn Abschnitte des Kolbens keine Facettierung aufweisen, da dort dann die Facettenwirkung des Reflektors vorhanden ist. Beim Durchtritt durch facettierte Bereiche des Kolbens wird der Effekt weiter verstärkt.
Vorteilhafterweise sind Reflektor und Kolben einstückig ausgebildet. Dies erleichtert die Fertigung, da die aufwändige Verbindung von Kolben und Reflektor entfällt und die genaue Positionierung des Reflektors im Kolben sichergestellt ist.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn mindestens ein Reflektor im Bereich der Lichtquelle angeordnet ist. Je näher der Reflektor an der Lichtquelle angeordnet ist, desto kleiner kann dieser ausgebildet sein, wenn der gleiche Anteil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichts reflektiert werden soll. Zudem werden so die Verluste durch Streulicht etc. minimiert.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Kolben im lichtquellennahen Bereich mindestens einen Reflektor aufweist. Die Anbringung des Reflektors am Kolben ist fertigungstechnisch vorteilhaft und kann, insbesondere bei einer seitlich abstrahlenden Lichtquelle, eine vorteilhafte Lichtverteilung bewirken.
Indem der Reflektor zumindest teilweise als reflektierende Beschichtung des Kolbens ausgebildet ist, wird ein besonders einfacher Aufbau erzielt, da eine Beschichtung mit einfachen Mitteln aufgebracht werden kann und somit die Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung vereinfacht wird.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Lichtquelle in ihren Beleuchtungskenngrößen, insbesondere in Helligkeit und/oder Farbe und/oder Abstrahlwinkel veränderbar ausgebildet ist. Dadurch kann der Eindruck einer sich schnell verändernden Beleuchtung, wie er für das erwünschte „Funkeln” charakteristisch ist, schon bei der Entstehung des Lichts erzeugt werden.
Es ist ebenfalls zweckmäßig, wenn die Lichtquelle mindestens eine Leuchtdiode umfasst. Leuchtdioden sind kompakt, energiesparend und können je nach Ausbildung in ihren Beleuchtungsparametern weitgehend beeinflusst werden.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Hauptabstrahlrichtung mindestens einer LED senkrecht zur Längsachse der Lampe orientiert. Dadurch kann eine stärkere Abstrahlung zur Seite hin erzielt werden, was, insbesondere beim Einsatz in einem Leuchter, vorteilhaft sein kann, da weitere lichtbrechende oder reflektierende Elemente des Leuchters eher seitlich der Lampen als darüber angeordnet sind.
Generell kann es vorteilhaft sein, wenn die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle nicht parallel zur Längsachse der Lampe verläuft, da hierbei ebenfalls eine stärkere Abstrahlung zur Seite hin erzielt werden, was, insbesondere beim Einsatz in einem Leuchter, vorteilhaft sein kann, da weitere lichtbrechende oder reflektierende Elemente des Leuchters eher seitlich der Lampen als darüber angeordnet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Gleiche oder gleichwirkende Teile können mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein. Die Darstellungen müssen nicht maßstäblich sein und können, um ein besseres Verständnis zu ermöglichen, einzelne Maße oder Maßverhältnisse verändert oder verzerrt darstellen. Die Figuren zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung,
2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kolbens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kolbens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kolbens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung,
6 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kolbens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittbilddarstellung in einer Schnittbilddarstellung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 in Seitenansicht. Gezeigt ist eine so genannte Retrofit-Lampe 1, d. h. eine Beleuchtungsvorrichtung 1, die anstelle einer herkömmlichen Glühlampe in einer genormten Fassung verwendet werden kann. Derartige Lampen sollen in ihrem Äußeren möglichst genau einer Glühlampe gleichen, weshalb neben dem genormten Sockel 2 und einem Trägerteil 3, das hier als Kühlkörper 3 ausgebildet ist, ein Kolben 4 vorgesehen ist, der die eigentliche Lichtquelle verdeckt. Im Gegensatz zu einer Glühlampe, wo der Kolben elementar für die Funktion ist, besitzt bei Retrofit-Lampen der Kolben neben dekorativer Wirkung nur die Funktion, einen Schutz der Lichtquelle vor mechanischen Einflüssen zu bieten sowie der Strahlführung zu dienen. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten LED-Retrofit-Lampen, bei denen der Kolben zumeist aus einem opaken Werkstoff gebildet ist, ist der im Ausführungsbeispiel gezeigte Kolben 4 aus einem durchsichtigen Werkstoff gebildet. Er weist jedoch auf seiner Oberfläche zahlreiche ebene Abschnitte 5 auf, so dass sich eine Facettenstruktur ergibt. Dadurch bleibt dem Betrachter das Innere des Kolbens 4 – zumindest aus der üblichen Betrachtungsentfernung – verborgen, was in Anbetracht der bevorzugten Verwendung einer derartigen LED-Retrofit-Lampe 1 in offenen Leuchten, insbesondere in Kronleuchtern, vorteilhaft ist, da bei diesen Anwendungen der Eindruck einer mit Kerzen oder zumindest Glühlampen versehenen Leuchte erweckt werden soll, was bei freier Sicht auf die auf hier nicht dargestellten Leiterplatten angeordneten, ebenfalls nicht dargestellten LEDs nicht gewährleistet ist.
Die Größe der ebenen Abschnitte 5 wird dabei so gewählt, dass diese einerseits so groß sind, dass der Eindruck einer mattierten Oberfläche vermieden wird, andererseits aber auch so klein, dass der Eindruck eines durchsichtigen Kolbens 4 vermieden wird, insbesondere dass aus üblicher Betrachtungsentfernung kein Blick durch den Kolben 4 möglich ist sowie das Innere höchstens bruchstückhaft erkennbar ist. Der Größenbereich der ebenen Abschnitte liegt dazu vorteilhafterweise zwischen 1 mm² und 100 mm², besonders bevorzugt zwischen 5 mm² und 50 mm².
2 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß 1 in einer Schnittbilddarstellung. Auf dem genormten Sockel 2 ist das Trägerteil 3, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kühlkörper 3 ausgebildet ist, angeordnet. Auf dem Kühlkörper 3 ist eine Trägerplatine 6 angeordnet, auf der wiederum Leuchtdioden (LED) 7 angebracht sind, sowie der Kolben 4, der die Leuchtdioden 7 umgibt. Die LED 7 im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen eine lambertsche Abstrahlcharakteristik auf, aber es sind auch andere Ausführungsformen denkbar.
Im Inneren des Kühlkörpers 3 ist eine hier nicht dargestellte elektronische Schaltung angeordnet, die zur Spannungsversorgung und ggf. zur Ansteuerung der LEDs 7 dient.
Der Kolben 4 ist in seiner Außenkontur 8 der Form einer herkömmlichen Glühlampe nachempfunden, insbesondere sind die mittleren Abweichungen von einer glühlampenähnlichen oder -gleichen Kontur 9 im Mittel gleich Null. Anstelle der kontinuierich gerundeten Glühlampenform ist der Kolben 4 jedoch in einzelne ebene Abschnitte 5 gegliedert, die in der Schnittbilddarstellung als Geraden erkennbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Innenkontur 10 des Kolbens 4 und die Außenkontur 8 des Kolbens 4 vollständig aus derartigen ebenen Abschnitten 5 aufgebaut. Die ebenen Abschnitte 5 auf der Innenseite 11 und auf der Außenseite 12 weisen jedoch nicht notwendig planparallele Flächen auf und sind auch in ihrer Ausdehnung nicht notwendigerweise identisch und auch nicht notwendigerweise lediglich um das Maß verschieden, das sich aufgrund der größeren Oberfläche der Außenkontur 8 gegenüber der Innenkontur 10 ergibt. Dadurch ergibt sich ein Abstrahlverhalten, das in bestimmte Raumrichtungen deutliche Maxima aufweist, auch wenn bei der Mittelung über größere Bereiche (typischerweise in der Größenordnung von 0,5 sr bis 1 sr) im Halbraum oberhalb der Trägerplatte 6 diese Bereiche alle eine identische Leuchtdichte aufweisen.
Der Kolben 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ais Glas gefertigt, was einen besonders brillanten Eindruck beim Betrachter hinterlässt, insbesondere dann, wenn die ebenen Flächen durch Schleifen hergestellt werden und dadurch besonders scharfe Kanten aufweisen. Es sind aber auch andere Ausführungsformen und Werkstoffe für den Kolben 4 denkbar, insbesondere unter Verwendung von Polymethylmethacrylat (PMMA), Polykarbonat oder anderen durchsichtigen thermoplastischen Kunststoffen, Epoxydharz oder anderen duroplastischen Kunststoffen oder von Silikon. Auch bei der Auswahl des Glases kennt der Fachmann eine Vielzahl von Möglichkeiten, insbesondere solche, die sich bei optischen und/oder lichttechnischen Anwendungen bewährt haben.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kolbens 4 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1. Hierbei weist der Kolben 4 in seiner Apsis 13 auf der Innenseite 11 einen Reflektor 14 auf. Der Reflektor 14 weist eine Kegelform auf und sein Grundkörper 14a ist einstückig mit dem Kolben 4 ausgeführt. Die Seitenwände 14b sind unter einem Winkel von annähernd 45° zur Lampenlängsachse A ausgeführt, so dass der überwiegenden Anteil des auftreffenden Lichts (Pfeilrichtung) annähernd in einem Winkel von 90° zur Lampenlängsachse A abgegeben wird.
Um die reflektierenden Eigenschaften zu erreichen, ist der Grundkörper 14a mit einer reflektierenden Schicht 14c versehen. Es ist eine vollständig reflektierende Schicht 14c vorgesehen, die die Abstrahlung von Licht nach oben deutlich reduziert. Dies kann gewünscht sein, wenn beispielsweise die LED-Lampe 1 aufrecht stehend, d. h. mit dem Kolben 4 nach oben, in einem Leuchter gehalten ist, aber das Licht überwiegend zur Seite oder sogar nach unten abgegeben werden soll. Auch bei einem Einbau in umgekehrter Lage kann ein solcher Reflektor 14 vorteilhaft sein, um eine Blendung direkt nach unten auszuschließen. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Reflektor 14 eine andere Form, beispielsweise als Pyramide oder auch mit Facetten versehen, aufweist. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Reflektor 14 als eigenständiges Bauteil in den Kolben 4 eingebracht wird, beispielsweise mittels Kleben, Schrauben, Einschrumpfen, Klemm-, Schnapp- oder Rastverbindungen sowie weitere, dem Fachmann bekannte, Verbindungstechniken. Ebenso ist es denkbar, dass der Reflektor 14 teildurchlässig ist, d. h. das auftreffende Licht nicht vollständig reflektiert. Weiterhin ist es denkbar, dass die Reflexionseigenschaften wellenlängenabhängig sind, d. h. nur ein Teilbereich des auftreffenden Spektrums durchgeleitet bzw. reflektiert wird. Dadurch kann den Farbeindruck der Beleuchtungsvorrichtung in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich ausfallen, was insbesondere bei der Verwendung in Leuchtern mit Kristallbehang, wo ähnliches bei der Brechung am Behang vorkommen kann, ein sehr stimmiges Gesamtbild ergibt.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kolbens 4 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1, wobei in diesem Fall der Kolben 4 aus einem durchsichtigen Polymerwerkstoff besteht und sich darin reflektierende Partikel 15 befinden. Durch die Partikel 15 wird das Funkeln verstärkt, da auch diese das auftreffende Licht an einer eng lokal begrenzten Stelle und in einem eng begrenzten Raumwinkel abstrahlen. Die reflektierenden Metallpartikel 15 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus Aluminium gebildet, gleichmäßig verteilt und weisen eine Plättchenform auf. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, beispielsweise aus einem reinen Metall oder einer Legierung basierend beispielsweise auf Eisen, Kupfer, Nickel, Aluminium, Silber oder Gold. Dem Fachmann sind hier eine Reihe von Möglichkeiten bekannt, die er je nach Reflexionsvermögen, Verarbeitungseigenschaften, Farbe, Kosten und weiterer Kriterien auswählen wird. Ebenso ist es denkbar, mit einer vollständig oder teilweise reflektierenden Schicht versehene Partikel 15 zu verwenden, die selbst aus jedem Werkstoff hergestellt sein können, der sich zur Einbringung in den Kolben 4 eignet. Die Größe der Partikel 15 liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm, wobei sich die Auswahl an dem gewünschten Effekt (schwaches oder starkes Glitzern) sowie der Dicke des Kolbens 4 orientiert. Es ist auch denkbar, dass die Partikel 15 nicht vollständig in dem Kolben 4 eingeschlossen sind, wobei üblicherweise ein Durchtritt durch die Außenseite 12 aufgrund beispielsweise der Verletzungsgefahr für den Benutzer nur in Ausnahmefällen als vorteilhaft anzusehen ist, beispielsweise bei weniger scharfkantigen Partikeln, die es ermöglichen, die Lampe 1 sicherer zu greifen ohne abzurutschen. Die Verteilung der Partikel 15 innerhalb des Kolbens 4 ist annähernd gleichmäßig, es kann jedoch auch Ausführungsformen geben, bei denen die Partikel 15 lokal unterschiedlich dicht verteilt sind.
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kolbens 4 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1, bei dem der Kolben 4 der LED-Lampe 1 wiederum reflektierende Partikel 15 enthält. Zusätzlich ist in der Apsis 13 des Kolbens 4 ein teildurchlässiges Reflektionselement 14 angeordnet, das wie im Ausführungsbeispiel von 3 einstückig mit dem Kolben 4 ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also ein großer Teil des Lichts seitlich abgestrahlt und zusätzlich an den reflektierenden Partikeln 15 abgelenkt, so dass sich insbesondere bei einer Betrachtung von der Seite ein sehr brillanter und funkelnder Eindruck ergibt.
6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kolbens 4 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1. Hier sind in den Kolben 4 Partikel 15 eingebracht, die selbst durchsichtig sind, aber einen anderen Brechungsindex als der Werkstoff des Kolbens 4 aufweisen. Die Partikel 15 sind selbst als Polyeder ausgeführt, hier als sog. Prismenkugel, mit ebenen Flächen 15a. Dadurch erfolgt eine Facettenwirkung der einzelnen Partikel 15 in der gleichen Weise wie sie der Kolben 4 auch aufweist. Insbesondere kann es an den Grenzflächen 16 zu Totalreflexion kommen. Um einen derartigen Kolben 4 zu fertigen, weisen die Partikel 15 zweckmäßigerweise einen erheblich höheren Schmelz- und/oder Erweichungspunkt auf als der Werkstoff, aus dem der Kolben 4 gebildet ist. Dadurch behalten diese auch beim Herstellungsprozess des Kolbens 4, der zumeist eine nicht unerhebliche Erwärmung vorsieht.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 in einer Schnittbilddarstellung, bei der der Grundaufbau des Kolbens 4 und des Kühlkörpers 3 analog zu dem 2 gezeigten ausgebildet ist, die LEDS 7 jedoch so angeordnet sind, dass Ihre Hauptabstrahlrichtung nicht parallel zur Längsachse A der Beleuchtungsvorrichtung 1 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Abstrahlungsrichtung in einem Winkel von annähernd 90° zur Längsachse A. Dadurch wird die, wie bereit erwähnt in einigen Anwendungsfällen vorteilhafte, stärkere Abstrahlung zur Seite als in Längsrichtung A der Beleuchtungsvorrichtung 1 mit besonders einfachen Mitteln erreicht. Zweckmäßigerweise ist hierbei auch die Oberfläche 17 des Kühlkörpers 3 mit einer reflektierenden Schicht 18 versehen, und wirkt somit als Reflektor, um das darauf treffende Licht möglichst vollständig auszunutzen.
Selbstverständlich sind auch noch weitere Ausführungsformen der Erfindung denkbar. Insbesondere können die LEDs 7 beispielsweise mit einer Primäroptik zur Strahllenkung versehen sein. Auch ist es zu diesem Zweck denkbar, einen Reflektor um eine LED 7 oder mehrere LEDS 7 gemeinsam anzuordnen. Weiterhin können Reflektoren, sowohl als separate Bauteile als auch Bestandteil des Kolbens 4 an anderen Stellen als in den Ausführungsbeispielen gezeigt, angeordnet werden. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, im unteren Bereich des Kolbens 4, wo dieser mit dem Kühlkörper 3 verbunden ist, einen Reflektor, beispielsweise in Form eine Beschichtung, aber auch eines separaten Bauteils, anzubringen. Dadurch wird ein größerer Teil des Lichts nach oben in Längsrichtung A der Beleuchtungsvorrichtung 1 abgestrahlt, was für manche Anwendungsbereiche wünschenswert sein kann.
Weiterhin kann durch die Ansteuerung der LEDs 7, insbesondere wenn davon mehrere in der Beleuchtungsvorrichtung 1 verbaut sind, der funkelnde Eindruck verstärkt werden, indem diese in einer vorgegebenen oder nach dem Zufallsprinzip gesteuerten Weise an- bzw. abgeschaltet oder in ihrer Helligkeit und/oder Farbe verändert werden.
Selbstverständlich sind auch andere Bauformen als die in den Ausführungsbeispielen gezeigten denkbar, insbesondere durch Verwendung anderer Kolbenformen oder anderer Sockel. Insbesondre kann die Gestaltung der ebenen Flächen des Kolbens 4 von den Ausführungsbeispielen ganz erheblich abweichen. So sind sowohl Ausführungsformen denkbar, bei denen nur die Außenkontur 8 des Kolbens 4 ebene Flächen 5 aufweist, was beispielsweise herstellungstechnische Vorteile bringen kann, als auch nur die Innenkontur 10, was das äußere Erscheinungsbild des Kolbens 4 dem einer herkömmlichen Glühlampe angleicht, als auch Kolben 4, bei denen die ebenen Bereiche 5 auf der Innenkontur 10 auf teilweise oder vollständig anderen Gebieten des Kolbens 4 als auf der Außenkontur 8 angeordnet sind.
Auch der Kühlkörper 3 selbst kann ganz oder teilweise mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein, so dass der funkelnde Eindruck auch bei von anderen Lichtquellen, beispielsweise in einem Kronleuchter von anderen dazugehörigen Lampen, einfallendem Licht entsteht.
Auch die Gestaltung des Reflektors 14 in der Apsis 13 des Kolbens 4 kann von den gezeigten Ausführungsbeispielen abweichen, sowohl was den Grad der Reflexivität für einzelne Wellenlängen und/oder das gesamte Spektrum betrifft, wie auch die Formgebung. Hier sind insbesondere pyramidenartige Formen zweckmäßig, wobei als Form der Basis bzw. der Schnittebenen jedes beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Vieleck in Frage kommt. Die Kanten müssen dabei ebenfalls nicht geradlinig verlaufen sondern können beispielsweise ihren Neigungswinkel kontinuierlich oder diskontinuierlich verändern.
Auch rotationssymmetrische Formen mit anderen als den gezeigten geraden Konturen sind denkbar, beispielsweise Rotationsparaboloide oder -hyperboloide.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) mit mindestens einer Lichtquelle (7), mindestens einem die mindestens eine Lichtquelle (7) zumindest teilweise umgebenden zumindest teilweise durchsichtigen Kolben (4) und mindestens einem Sockel (2) zur mechanischen Halterung und elektrischen Kontaktierung der Beleuchtungsvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) auf zumindest einer Oberfläche (11, 12) des Kolbens (4) zumindest teilweise eine Vielzahl ebener Abschnitte (5) aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenen Abschnitte (5) auf der Außenseite (12) und auf der Innenseite (11) des Kolbens (4) angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebenen mindestens eines der ebenen Abschnitte (5) auf der Außenseite (12) und mindestes eines der ebenen Abschnitte (5) auf der gegenüberliegenden Innenseite (11) parallel zueinander angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) mindestens ein reflektierendes Partikel (15), insbesondere eine Vielzahl von reflektierenden Partikeln (15), aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) mindestens ein Partikel (15) mit von dem Brechungsindex des Kolbens (4) verschiedenem Brechungsindex, insbesondere eine Vielzahl von Partikeln (15) mit von dem Brechungsindex des Kolbens (4) verschiedenem Brechungsindex, aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) auf der Innenseite mindestens abschnittsweise eine Linsenstruktur aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kolbens (4) mindestens ein Reflektor (14) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (14) im Bereich der Apsis (13) des Kolbens (4) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (14) zumindest abschnittsweise teildurchlässig für zumindest einen Teilbereich des Spektrums des sichtbaren Lichts ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (14) zumindest teilweise eine Vielzahl ebener Abschnitte aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Reflektor (14) und Kolben (4) einstückig ausgebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reflektor im Bereich der Lichtquelle angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) in ihren Beleuchtungskenngrößen, insbesondere in Helligkeit und/oder Farbe und/oder Abstrahlwinkel veränderbar ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) mindestens eine Leuchtdiode (7) umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptabstrahlrichtung mindestens einer LED (7) senkrecht zur Längsachse A der Beleuchtungsvorrichtung (1) orientiert ist.