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Die
Erfindung betrifft einen LED-Strahler in der Art einer Clusterlampe,
der mit Radial- oder mit SMD-LED oder auch mit „nackten" gebondeten LED-Chips bestückbar ist.
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Es
ist durch die
DE 100
44 158 C2 ein Beleuchtungselement in der Form einer Reflektorlampe bekannt
geworden, bei der in einem Lampengehäuse als Leuchtquelle eine mit über eine
Schaltung ansteuerbare Halbleiterchips bestückte Platine angeordnet ist
und in der aus einem lichtdurchlässigen Material
bestehenden Lichtleitplatte jedem Halbleiterchip gesondert zugeordnete
bikonvexe Linsen vorgesehen sind und dass zwischen Lichtleitplatte
und Platine eine Reflektorplatte mit darin angeordneten halbkugelförmigen Reflektoröffnungen
angeordnet ist.
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Bisher
bekanntgewordene Lösungen
weisen üblicherweise
eine kreisförmige
Anordnung von Radial-LED
auf einem Träger
(Leiterplatte) mit nahezu offener Struktur auf, wobei die LED über den
Rand des Adaptiergehäuses
hinausragen, so daß neben möglichen
mechanischen Beschädigungen
auch Staub und Schmutz auf und zwischen den LED ablagern können, was
die äußere Quantenausbeute
extrem mindert. Bekannte Lösungen
zur Verhinderung derartiger Schädigungen
nutzen meist ein Deckglas, was den optischen Forderungen infolge
der Strahlminderung, die durch die mehrfache Reflexion zwischen
LED-Luft-Deckglas-Luft vorkommt, nicht gerecht wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen LED-Strahler bereitzustellen, der sich
durch einen Lichtstrahl mit einem vorgebbaren Öffnungswinkel sowie mit gewünschter
Farbe bei relativ großer
Tragweite des Lichtstrahles auszeichnet und der optische Hilfsmittel
zur Erfüllung
der Aufgabenstellung derart verwendet, dass im Abstrahlkegel eine
möglichst
homogene Intensität
und eine einheitliche Farbe garantiert wird. Der Strahler soll mit
radialen LED oder mit SMD-LED oder auch mit „nackten" gebondeten LED-Chips bestückbar sein.
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Für farblich
unterschiedliche LED kann man also auch mit verschiedenen Abstrahlwinkeln
bei gleichartigem Linsendom rechnen, obwohl die Höhe und Form
des Plastikdoms eine sehr gute Möglichkeit bietet,
den Abstrahlwinkel in weiten Grenzen zu ändern. Die inhomogene Abstrahlcharakteristik
bezüglich
der Intensität
und unter Umständen
auch bezüglich
der Farbe von LED behindern die Nutzung homogen abstrahlender Lampen.
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Der
Einsatz von LED als Leuchtmittel hat Vorteile dahingehend, dass
- • die
Lebensdauer um mindestens eine Größenordnung gegenüber bisher
bekannten Glüh-
und Entladungslampen höher
ist,
- • die
Alterung der LED im Gegensatz zu Glüh- und Entladungslampen keine
katastrophale Degradation sondern nur eine graduelle aufweist und äußerst selten
zu einem Totalausfall führt,
- • dass
bei Ausfall einer LED das Leuchtmittel im Gegensatz zu Glüh- und Entladungslampen
noch einsatzfähig
ist,
- • die
Versorgungsleistung weit unter der von bisher bekannten thermischen
Lampen liegt,
- • unterschiedlich
farbige LED einsetzbar sind und somit Filter gegenüber herkömmlichen
Lampen eingespart werden,
- • LED-Leuchtmittel
bei Beschleunigungen von vielen g (Erdbeschleunigung g = 9,81 ms–2)
stoßunempfindlich
sind,
- • sie
keine unerwünschte
und gesundheitsschädliche
UV-Strahlung emittieren,
- • LED-Strahler über Größenordnungen
leicht gedimmt werden können
und daß mit
allen LED ein ideales Niedervoltleuchtmittel realisiert werden kann.
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Dies
trifft sowohl auf Radial-LED als auch auf SMD-Bauelemente sowie
auf „nackte" gebondete Chips
zu.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale,
die durch die Unteransprüche
eine zweckmäßige Ausgestaltung erfahren.
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Die
Lösung
zeichnet sich dadurch aus, daß die
divergenten Strahlen der einzelnen auf einer Trägerplatte angeordneten LED-Bauelemente
in gewünschtem
Maße bis
zur Strahlenparallelisierung durch die Verwendung einzelner, den
Lichtemittern angepaßter
optischer Mittel, deren optische aktive, gekrümmte Fläche zu den Lichtemittern zeigen,
gerichtet sind, wobei fakultativ eine Zwischenplatte anordenbar
ist, die eine Beeinflussung der einzelnen radialen LED mindert und
der Strahler mit einer äußeren mindestens
eine Linse aufweisenden transparenten als Reflektorplatte ausgebildeten
Abdeckplatte versehen ist.
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Ein
wesentliches Merkmal der Lösung
besteht hierbei darin, dass zur Strahlenparallelisierung als optische
Mittel Plankonvexlinsen und/oder Fresnellinsen vor jeder LED bzw.
SMD-LED oder auch vor jedem „nackten" Chip so angeordnet
sind, dass die aktive optische Fläche, die auch gekrümmt sein kann,
zur LED zeigt. Das heißt,
dass die äußere die Abdeckung
bildende Fläche
eine plane bzw. glatte Oberfläche
aufweist, wodurch eine Verschmutzung der Abdeckung geringer als
bei anderen Lösungen ist.
Die äußere Fläche kann
aber auch mattiert ausgebildet sein.
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Die
Reflektorplatte mit den eingearbeiteten Linsen ist von oben auf
den LED-Träger
abdichtend aufgesetzt, wobei zwischen Reflektorplatte und dem LED-Träger eine
Zwischenplatte angeordnet sein kann.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Verbindung der Reflektorplatte mit dem Strahlergehäuse durch einen
ausgebildeten Schnappverschluß oder
durch Klebung. Mit dieser Maßnahme
ist auch gesichert, dass Umwelteinflüsse die Funktionstüchtigkeit
nicht wesentlich beeinträchtigen
oder Verschmutzungen des Strahlers weitestgehend vermieden werden
können.
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Die
Reflektorplatte mit den eingearbeiteten Linsen ist direkt mit dem
metallischen oder plastikförmig
ausgebildeten Gehäuse
in unterschiedliche Lampensockel integrierbar. Die Linsen sind auch
aus einem anderen Material als Plastik ausbildbar und die Anzahl
der Linsen ist gemäß der verwendeten LED-Anzahl
variierbar.
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Alternativ
besteht auch die Möglichkeit,
dass der LED-Strahler anstelle des Lampensockels Anschlußdrähte für eine feste
Verbindung (Lötung)
oder eine steckbare Verbindung für
einen elektrischen Anschluß aufweist.
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Für einen
universellen Einsatz sind zweckmäßigerweise
die Sockeltypen unterschiedlich ausbildbar, so dass alle Formen
von Schraub- und Stecksockeln sowie auch die Form von löt- oder
schweißbaren
Anschlußdrähten realisierbar
sind.
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Die
Reflektorplatte mit den eingearbeiteten Linsen und das Außengehäuse sind
in einer Modifizierung der Lösung
mit einer metallischen Bedampfung versehen. Mit dieser Maßnahme sollen
vor allem spezielle Kundenwünsche
nach einem farbigen Design erfüllt
werden.
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Die
zur Ansteuerung notwendigen elektronischen Schaltelemente sind auf
der Rückseite
der LED-Trägerplatte
angeordnet. Dadurch ist gewährleistet,
dass der Strahler mit unterschiedlichen
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Spannungen
betreibbar ist
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Die
Trägerplatte
der optischen Emitter und der Elektronik sind einzeln, fest oder
steckbar verbunden, oder in Form einer beidseitig bestückten Platine
ausführbar.
Mit dieser Maßnahme
ist eine rationelle Anordnung der Bauelemente bezweckt.
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Sowohl
die LED-Trägerplatte
als auch die Reflektorplatte mit den eingearbeiteten Linsen ist nicht
nur auf eine kreisförmige
Ausbildung beschränkt,
sondern es sind auch rechteckige, quadratische und andere dem Anwendungszweck
entsprechend gestaltete Formen möglich.
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Die
Linsen sind als in Plastik gepreßte Fresnellinsen ausgebildet,
die rückseitig
in die Deckplatte in LED-Richtung einarbeitbar sind.
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Die
Reflektorplatte, die zugleich die Abdeckplatte darstellt, kann auch
nur eine nach innen gerichtete Fresnellinse für die Abdeckung der Lampe aufweisen.
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Die
Reflektorplatte mit nach innen gerichteten individuellen Linsen
und/oder die Zwischenplatte sind mit den LED fest vergossen, wobei
das verwendete Vergußmaterial
vorzugsweise einen anderen Brechungsindex aufweist. Mit dieser Maßnahme wird eine
Minimierung der Mehrfachreflexion an den Zwischenschichten LED-Luft-Trägerplatte
angestrebt.
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Es
besteht aber auch die alternative Möglichkeit, den Zwischenraum
LED-Luft-Trägerplatte
durch eine haftende Immersionsflüssigkeit
oder ein Immersionsgel auszufüllen,
wodurch ebenfalls eine Minimierung der Verluste angestrebt wird.
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Der
Strahler bietet ferner die Möglichkeit, farblich
unterschiedliche LED zur Erzeugung einfarbig wirkender Strahler
einzusetzen und diese über eine
differenzierte Ansteuerung zu betreiben, wodurch eine steuerbare
Farbe ermöglicht
wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Strahlungsemitter
infrarote Strahlung emittierende anorganische kristalline Halbleiterdioden
eingesetzt sind. Mit dieser Maßnahme kann
beispielsweise eine intensive Infrarotlampe gewünschter Wellenlänge realisiert
werden. Anwendung finden solche Lampen beispielsweise in Fotolabors,
in medizinischen Einrichtungen sowie auf militärischem Gebiet.
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Es
besteht auch die Möglichkeit,
als Strahlungsemitter ultraviolette Strahlung emittierende anorganische
kristalline Halbleiterdioden einzusetzen und die verwendeten Linsen
aus Glas bzw. Quarzglas auszubilden. Die spezielle Ausbildung der
Linsen hat den Grund, dass diese von der UV-Strahlung, wie es in
Plastik gepreßte
zeigen, nicht getrübt
werden und diese sich für
eine lange Standzeit eignen.
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Schließlich sieht
die Lösung
auch vor, dass beim Einsatz „nackter" LED-Chips auf einer
Trägerplatte
vereinfachte Lichtleitwände
in einer Zwischenplatte ausgebildet sind, die mit der Linsen aufweisenden
Abdeckplatte starr verbunden sind oder dass die vereinfacht ausgebildeten
Lichtleitwände
als montagefähiges
Zwischenstück
ausgebildet sind.
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Mit
der vorliegenden Lösung
wird ein LED-Strahler bereitgestellt, der eine Bereicherung auf
dem Beleuchtungssektor darstellt, der sich durch eine einfacher
herzustellende Linsenform, durch einen homogenen Lichtstrahl, durch
ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten
bedingt durch unterschiedliche Arten von LED sowie dadurch auszeichnet,
dass der Strahler beim Einsatz wenig Angriffspunkte für eine Verschmutzung
bietet, da das Deckglas außen
eine plane bzw. glatte Ausbildung aufweist und mit dem Gehäuse bündig abschließt.
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Die
Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1 eine Abstrahlcharakteristik
in Zenitwinkeln für
eine grüne
LED;
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2 eine Abstrahlcharakteristik
einer hybriden weißen
LED;
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3a eine schematische Darstellung
des Emitters mit einer plankonvexen Sammellinse;
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3b eine schematische Darstellung
des Emitters mit einer Fresnellinse;
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4a den LED-Strahler in der
Art einer Clusterlampe in einem Vertikalschnitt;
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4b den LED-Strahler in einer
Seitenansicht;
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4c den LED-Strahler nach 4a in einer Draufsicht;
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4d den LED-Strahler nach 4a in einer perspektivischen
Darstellung;
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5a den LED-Strahler in einer
modifizierten Art in einer schematischen Draufsicht;
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5b die Abdeckung des LED-Strahlers nach 5a im Vertikalschnitt;
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5c eine weitere Ausführung des LED-Strahlers
in einer schematischen Draufsicht;
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5d die Abdeckung des LED-Strahlers nach 5c im Vertikalschnitt;
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6 die Abstrahlcharakteristik
von planen LED;
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7a einen LED-Strahler in
einer Vorderansicht;
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7b den LED-Strahler nach 7a in der Seitenansicht
im Vertikalschnitt;
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7c den LED-Strahler nach 7a in einer schematischen
Draufsicht;
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7d den LED-Strahler nach 7a in einer perspektivischen
Darstellung;
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8a eine weitere Ausführung eines LED-Strahlers
in Vorderansicht;
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8b den LED-Strahler nach 8a in der Seitenansicht
im Vertikalschnitt;
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8c den LED-Strahler nach 8a in einer schematischen
Draufsicht;
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8d den LED-Strahler nach 8a in einer perspektivischen
Darstellung.
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Es
sind anorganische kristalline lichtemittierende Halbleiterdioden
bekannt, die einen Chip mit pn-Übergang
aufweisen, von dem bei Stromfluß in Vorwärtsrichtung
Licht isotrop in den Raum emittiert wird. Da der Brechungsindex
der Chips groß im
Vergleich zu Luft (Verhältnis
etwa 3:1) und auch noch größer bei
einer Plastikverkappung ist (Verhältnis etwa 2:1), können infolge
der internen Totalreflexion die meisten Lichtanteile den Chip nicht
verlassen. Daraus resultiert, dass bei nackten Chips nur eine Auskoppeleffizienz
von einigen Prozent des im und am pn-Übergang erzeugten Lichtes zu
verzeichnen ist. Spezifische Konstruktionen um den eingebetteten Chip
mindern die interne Totalreflexion und verändern die Richtung dieser Strahlung
derart, daß beispielsweise
die Abstrahlcharakteristik einer plastikverkappten Radialdiode einen
relativ engen Abstrahlkegel von bis zu einigen Grad aufweisen kann,
der in den meisten Fällen
auch starke Inhomogenitäten
aufweist. Zu solchen spezifischen Konstruktionen gehören eine
verspiegelte, hohlspiegelartige Kalotte, in der sich der Chip befindet,
in die Chiprückseite
eingebrachte Bragg-Gitter und entsprechend geformte linsenförmige Plastikverkappungen,
die eine gewisse Sammlung der in den vorderen Halbraum divergenten
Strahlen ermöglicht.
Ein Übergang
vom Chip durch die Plastik in Luft erhöht den Anteil des auskoppelbaren
Lichtes, da damit kleinere Brechungsindexübergänge erreicht werden und die
Winkel der eintretenden Totalreflexionen größer werden. Eine Strahlformung
derart, daß ein
paralleles Strahlenbündel
den Plastiklinsendom verläßt, ist
mit hohem technischen Aufwand verbunden und wird auch von vielen
Anwendern nicht gewünscht,
da die LED als Signalleuchte oder gar als Lampe in einem gewissen Winkel
wahrgenommen werden soll. Eine solche Abstrahlcharakteristik in
Zenitwinkeln ist für
eine grüne LED
für zwei
Azimutwinkel von 0° (Kurve 1)
und 90° (Kurve 2,
bei Drehung der LED um 90° um
ihre eigene optische Achse) in der 1 dargestellt.
Der Hof um die hohe Intensität
im inneren Abstrahlkegel wird durch schlecht fokussierbare Randstrahlen
und die Asymmetrie in der Abstrahlcharakteristik durch den Chipaufbau
verursacht und ist bei verschiedenen LED-Exemplaren unterschiedlich
stark ausgeprägt. Er
stört die
Verwendung von LED als homogen strahlende Lampen. In der 2 ist die Abstrahlcharakteristik
in kartesischen Koordinaten einer hybriden weißen LED zu sehen. Auch hier
unterscheiden sich die Abstrahlcharakteristiken der Ausgangsposition
für einen
Azimutwinkel von 0° (Kurve 3)
und nach einer Drehung der LED von 90° um ihre optische Achse (Kurve 4),
was durch die unterschiedliche Abstrahlcharakteristik der blauen
Injektionslumineszenz, die aus dem pn-Übergang des blauen Chips herrührt, und
der gelben Photolumineszenz, die durch eine Teilabsorption der blauen
Injektionslumineszenz des Chips im darüber befindlichen Luminophor
stammt. Verstärkt
wird dieser Effekt durch den asymmetrisch aufgebauten Chip, der
an der einen Seite den ohmschen Kontakt aufweist und folglich eine
schwach asymmetrische Lichtemission besitzen muß.
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Die
Abstrahlcharakteristik ist breiter als die in 1 dargestellte, was durch die Photolumineszenz erzeugt
wird. Diese unterschiedliche Abstrahlcharakteristik ist auch die
Ursache der winkelabhängigen Farbkoordinaten
weißer
hybrider LED, die bis zu blaugetönten
inneren Ringen umgeben von gelbstichigen schwächer werdenden inhomogenen
Kreisscheiben führen
kann und keine einheitlichen additive Farbmischung bei Verwendung
einer LED ohne optische Hilfsmittel zu lässt. Auch diese Effekte behindern
eine Applikation solcher LED als homogen strahlende Lampen.
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Die 3a veranschaulicht eine
schematische Darstellung eines Emitters mit einer als Sammellinse 9 ausgebildeten
plankonvexen Linse während 3b den Einsatz einer als
Sammellinse 9 ausgebildeten Fresnellinse zur Strahlformung
der emittierenden Strahlen darstellt.
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Ausgehend
von der individuellen Strahlformung der einzelnen LED gemäß 3a, b,
werden die Strahlen 7 im gewünschten Öffnungswinkel den Linsendom 8 leicht
divergent verlassen. Der lichtemittierende Chip 5 wird
bei entsprechender rückseitiger
Strahlverlängerung,
welches durch den virtuellen LED-Chip 6 dargestellt ist,
zur Linsenberechnung mit herangezogen werden. Durch die Linse 9 werden dann
die Strahlen 7 in ein Bündel
von nahezu parallelen Strahlen 10 umgeformt. Allerdings
lassen sich nicht alle Strahlen 7 parallelisieren, was
aus der genauen Betrachtung der 1 und 2 auch verständlich ist.
Die Brennweite der Linse 9 muß nun so gewählt werden,
daß wenigstens
die übergroße Mehrzahl
der Strahlen 7 nahezu parallelisiert werden kann.
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Für eine engabstrahlende
LED-Lampe, die bisher üblichen
Halogenspotlampen nahekommen sollte, müssen aber mindestens mehrere
LED so mit Linsen bestückt
sein, daß die übergroße Mehrzahl
aller Strahlen der individuellen LED nahezu einen Parallelstrahl
ergeben, der sich erst in relativ großer Entfernung geringfügig aus
der Überlappung
der einzelnen LED-Strahlen formt.
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4 veranschaulicht einen
LED-Strahler in der Art einer Clusterlampe. Die in dieser 4 dargestellte Clusterlampe
mit einem angestrebten Durchmesser von beispielsweise 50 mm umfasst
ein Gehäuse 15 mit
einem steckbaren Lampensockel 11, mindestens acht LED 12,
welche auf einer Trägerplatte 13 angeordnet
sind und entsprechende Linsen 14 für jede LED. In der Schnittzeichnung 4a erkennt man die eingearbeiteten
Linsen 14 und das Gehäuse 15,
während
die Darstellung nach 4c von
oben die nach innen gerichteten Linsenabmessungen 16 und
die Berandung 17 der Lampe zum Ausdruck bringen.
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Die übrigen 4b und 4d skizzieren die nach außen durchscheinenden
Linsenabmessungen 18, das Gehäuse 15 und den Lampensockel.
Die Linsen 14, der besseren Erkennbarkeit wegen als Kreise
gezeichnet, können
in die Abdeckplatte als normale Sammellinsen gleichen Materials,
als Sammellinsen aus Glas oder anderen Materialien als die Abdeckplatte
und auch als Fresnellinsen ausgeführt sein. Auch der Zwischenraum
LED-Luft-Abdeckplatte kann zur Vermeidung zusätzlicher Reflexionen mit Material
ausgefüllt
werden.
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5a veranschaulicht den LED-Strahler
in einer modifizierten Art in einer schematischen Draufsicht. Hierbei
ist besonders die spezielle Anordnung der Linsen zu erkennen. Die 5b zeigt die Abdeckung des
LED-Strahlers nach 5a im
Vertikalschnitt. Dabei ist besonders die Ausbildung der gemeinsamen
Einarbeitung der Linsen 14 hervorzuheben. Der Rand der
Reflektorplatte 19 ist mit einem wulstförmigen Ansatz 19' versehen, der
zum einen für
die Verbindung ein sicheres Einrasten und zum anderen ein automatisiertes
Aufsetzen der Abdeckplatte ermöglicht.
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5c veranschaulicht eine
weitere Modifizierung des Strahlers in der Draufsicht. Details sind der 5d, die die Abdeckung des
LED-Strahlers nach 5c im
Vertikalschnitt zeigt, zu entnehmen. In dieser Ansicht sind besonders
die Ausbildung der Zwischenplatte 20 mit mehr oder weniger
hohen Wänden
für eine
partielle Lichtleitung und die Einarbeitung der Linsen 14 zu
sehen. Die partiell lichtführenden
Wände der
Zwischenplatte 20 haben in einem Fall noch eine Funktion
dahingehend zu erfüllen, dass
sie mit zu einer mechanischen Ausrichtung der einzelnen radialen
LED beitragen.
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Eine
weitere Ausführung
des LED-Strahlers ist dadurch realisierbar, dass die Trägerplatte
mit SMD-LED bestückt ist.
Dabei muß,
wie vorstehend ausgeführt,
die Abstrahlcharakteristik von planen SMD-LED beachtet werden, wie das schematisch
in der 6 für grüne bzw.
blaue SMD-LED dargestellt ist. Hier wurde die Intensität auf das
Maximum im Zenit (0°)
normiert, wobei der Zenitwinkel φ von
90° über 0° bis zu 90° läuft und
der Azimutwinkel mit ϑ nur die Werte 0° und 90° annimmt. Der Zenitwinkel – dargestellt
durch den Abstrahlkegel 21 – durchläuft also den Halbkreis über der
LED. Der Azimutwinkel (0°-Richtung
Abstrahlkegel 22 bzw. 90°-Richtung
Abstrahlkegel 23) nimmt also gemäß 6 Werte von 0° und 90° an. Man erkennt aus dieser 6, daß sich die Abstrahlcharakteristiken
in zwei senkrecht zueinander geschnittenen Ebenen unterscheiden, was
durch die Konstruktion der SMD-Bauelemente und, wie oben schon erklärt, durch
die Struktur des Chips bedingt ist. Beide Abstrahlcharakteristiken
weisen Abstrahlformen auf, die einem Lambertschen Strahler gemäß dem Kosinusgesetz
I(φ,ϑ)
= Iocos(φ,ϑ)
sehr nahe kommen. Daher ist eine Parallelisierung der nahezu in
den gesamten Raumwinkel emittierten Strahlen schwieriger als im
oben für
Radial-LED diskutierten Fall.
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Mit
entsprechend geformten Linsen (mit zylinderartigem Anteil) in der
Abdeckplatte lassen sich auch diese Strahlen hinreichend in ein
nahezu paralleles Bündel
umformen.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Strahlers ist in 7a bis 7d dargestellt. Sie besteht
durch auf einer Trägerplatte
aufgebrachte „nackte" LED-Chips 24.
Da der LED-Strahler ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse 15 darstellt
und folglich keine oder nur vernachlässigbare Oberflächenveränderungen
durch die Luftfeuchtevariationen oder Verschmutzungen der Chips
im Betriebszeitraum auftreten, ist eine Bestückung auch mit nackten LED-Chips 24 möglich.
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8a bis 8d zeigt eine weitere alternative Bestückung des
LED-Strahlers in diesem Fall mit radial abstrahlenden LED. In die
als Reflektorplatte 19 ausgebildete Abdeckung sind neben
den eingearbeiteten Linsen 14 auch die partiell lichtführenden Wände der
Zwischenplatte 20 ausgebildet, die mit zur mechanischen
Stabilisierung der LED beitragen.
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Die
Erfindung soll nun an zwei typischen Ausführungsbeispielen mit Radial-LED
bzw. SMD-Bauelementen
erläutert
werden.
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Beim
ersten Ausführungsbeispiel
ist der LED-Strahler mit radialen LED bestückt. Sie werden auf konventionelle
Art und Weise auf eine Trägerplatte 13,
die auch zur Aufnahme der Ansteuerelektronik ausgebildet ist, montiert.
Durch eine Löt-,
Druck-, Klebe- oder Schweißtechnik
wird die Trägerplatte 13 mit
den Anschlußelektroden
der Lampenfassung verbunden. Die entsprechend gestaltete zur Abdeckung dienende
Reflektorplatte 19 enthält
die eingearbeiteten Linsen (s. 4)
und kann so aufgesetzt werden, daß entweder nur eine schwache
Berührung
zur eindeutigen Festsetzung vorgesehen ist oder ein Immersionsmittel
den Raum zwischen LED-Linsendom und Reflektorplatte ausfüllt, damit
die optische Lichtauskopplung ein Optimum erreicht. Die Linsen weisen
entsprechend dem Abstrahlwinkel der individuellen LED eine entsprechend
wählbare
Brennweite als normale Sammellinsen, strukturierte Linsen oder astigmatische
bzw. zylindrische Linsen auf. Entsprechend angepaßt sind
die Wände
der fakultativ angeordneten Zwischenplatte 20 für die einzelnen
LED. Aus der geschlossenen Abdeckplatte ragen die Sammellinsen nicht
heraus, so daß eine
Verschmutzung geringfügig
ist und leicht entfernt werden kann sowie ein Zerkratzen nahezu
ausgeschlossen ist.
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Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
ist der LED-Strahler mit SMD-LED Bauelementen bestückt. Die
SMD-LED werden durch einen üblichen
Montageprozeß auf
eine Trägerplatte 13 aufgebracht,
die in Analogie zu oben mit den Anschlußelektroden verbunden ist und
rückseitig
die eventuell notwendige Ansteuerelektronik enthält. Die Entfernung zwischen der
Abdeckplatte und den SMD-LED muß mit
der entsprechend gestalteten Zwischenplatte so gewählt werden,
daß der
große
Abstrahlwinkel von den Sammellinsen gut erfaßt werden kann. Anstelle von SMD-LED
können
auch auf Leiterplatten aufgebrachte und gebondete „nackte" LED-Chips verwendet werden.
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- 1
- Kurve
- 2
- Kurve
- 3
- Kurve
- 4
- Kurve
- 5
- LED-Chip
- 6
- virtueller
LED-Chip
- 7
- LED-Strahlen
- 8
- Linsendom
- 9
- Sammellinse
- 10
- gerichtete
LED-Strahlen
- 11
- Lampensockel
- 12
- LED
- 13
- Trägerplatte
- 14
- Linse
- 15
- Gehäuse
- 16
- Linsenabmessung
- 17
- Berandung
- 18
- nach
innen gerichtete Linse
- 19
- Reflektorplatte
- 19'
- wulstförmiger Ansatz
- 20
- Zwischenplatte
- 21
- Abstrahlkegel
- 22
- Abstrahlkegel
- 23
- Abstrahlkegel
- 24
- lichtemittierender
Chip