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Die Erfindung betrifft eine Lampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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I. Stand der Technik
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Eine derartige Lampe ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
WO 2013/127557 A1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine sogenannte Soffittenlampe mit zwei einander gegenüberliegenden Endabschnitten, die jeweils einen elektrischen Kontakt der Lampe bilden, wobei im Bereich der Endabschnitte jeweils mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, und die Lampe eine Betriebsvorrichtung für die Halbleiterlichtquellen besitzt.
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II. Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Lampe bereitzustellen, die eine verbesserte Kühlung der Betriebsvorrichtung erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lampe mit den Merkmalen aus dem Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Lampe ist als sogenannte Soffittenlampe ausgebildet. Das heißt, die erfindungsgemäße Lampe weist zwei einander gegenüberliegende Endabschnitte auf, die jeweils einen elektrischen Kontakt der Lampe bilden. Im Bereich der Endabschnitte der erfindungsgemäßen Lampe ist jeweils mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet. Außerdem ist die erfindungsgemäße Lampe mit einer Betriebsvorrichtung für die Halbleiterlichtquellen ausgestattet. Erfindungsgemäß besitzt die Betriebsvorrichtung elektrische Komponenten, die im Bereich eines ersten Endabschnitts der Lampe angeordnet sind, und mindestens eine weitere elektrische Komponente, die im Bereich des zweiten Endabschnitts der Lampe angeordnet ist.
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Durch die vorgenannte Aufteilung der Komponenten der Betriebsvorrichtung wird deren Kühlung verbessert, weil die von den elektrischen Komponenten der Betriebsvorrichtung erzeugte Wärme über beide Endabschnitte der erfindungsgemäßen Lampe abgeführt werden kann.
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Vorteilhafterweise ist die Betriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Lampe als Schaltregler ausgebildet und die mindestens eine weitere Komponente ist ein induktives Bauteil des Schaltreglers. Dadurch wird eine räumliche Trennung des thermisch am höchsten belasteten Bauelements, nämlich des mindestens einen induktiven Bauteils des Schaltreglers, von anderen Bauteilen des Schaltreglers ermöglicht und damit die Kühlung der Betriebsvorrichtung insgesamt verbessert.
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Schaltregler sind Wandler, die mit Hilfe eines periodisch schaltenden elektronischen Schalters und mindestens eines Speicherelements eine Spannungs- oder Stromwandlung durchführen und zur Spannungs- oder Stromversorgung elektrischer Geräte dienen. Der Schaltregler der erfindungsgemäßen Lampe ist vorzugsweise als Tiefsetzsteller ausgebildet, der aus der Netzspannung, insbesondere der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs die zum Betrieb der Halbleiterlichtquellen erforderlichen Spannungen und Ströme bereitstellt.
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Vorzugsweise ist nur das mindestens eine induktive Bauteil des Schaltreglers im Bereich des zweiten Endabschnitts der Lampe angeordnet und alle restlichen Bauteile des Schaltreglers sind im Bereich des ersten Endabschnitts der Lampe angeordnet. Dadurch werden eine hohe Effizienz des Schaltreglers und eine geringe Funkstörung durch den Schaltregler erzielt, weil mit Ausnahme des mindestens einen induktiven Bauteils alle Bauteile des Schaltreglers durch kurze Leitungen miteinander verbunden werden können. Es ist nur eine längere Leitung zur Verbindung des mindestens einen induktiven Bauteils des Schaltreglers mit den anderen Bauteilen des Schaltreglers erforderlich. Dadurch wird die Performance des Schaltreglers nicht beeinträchtigt.
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Die erfindungsgemäße Lampe weist vorteilhafterweise eine erste Leiterplatte, die im Bereich des ersten Endabschnitts der Lampe angeordnet und mit elektrischen Komponenten der Betriebsvorrichtung bestückt ist, und eine zweite Leiterplatte auf, die im Bereich des zweiten Endabschnitts der Lampe angeordnet ist und mit der mindestens einen weiteren Komponente der Betriebsvorrichtung bestückt ist. Die Leiterplatten ermöglichen eine Platz sparende Anordnung und einfache Montage der Komponente der Betriebsvorrichtung in der Lampe. Insbesondere können die mit den Komponenten der Betriebsvorrichtung bestückten Leiterplatten beispielsweise mittels Kitt oder anderen Befestigungsmitteln an dem jeweiligen Endabschnitt der Lampe fixiert werden.
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Vorteilhafterweise ist die mindestens eine, im Bereich des ersten Endabschnitts der erfindungsgemäßen Lampe angeordnete Halbleiterlichtquelle auf einer Oberfläche der ersten Leiterplatte montiert und die mindestens eine, im Bereich des zweiten Endabschnitts der erfindungsgemäßen Lampe angeordnete Halbleiterlichtquelle ist vorteilhafterweise auf einer Oberfläche der zweiten Leiterplatte montiert. Dadurch können die Halbleiterlichtquellen auf einfache Weise montiert und mit dem Schaltregler verbunden werden.
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Vorzugsweise sind die mit den Halbleiterlichtquellen bestückten Oberflächen der Leiterplatten einander zugewandt und senkrecht zu einer Längsachse der erfindungsgemäßen Lampe orientiert. Dadurch kann das von den Halbleiterlichtquellen emittierte Licht effizient über seine Enden in einen stabförmigen Lichtleiter eingekoppelt werden, der im Zwischenraum zwischen den Halbleiterlichtquellen platziert ist und als Bestandteil der erfindungsgemäßen Lampe ausgebildet ist.
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Die erste Leiterplatte ist vorteilhafterweise thermisch an den ersten Endabschnitt der erfindungsgemäßen Lampe gekoppelt und die zweite Leiterplatte ist vorteilhafterweise thermisch an den zweiten Endabschnitt der erfindungsgemäßen Lampe gekoppelt. Dadurch kann die von den Komponenten der Betriebsvorrichtung und von den Halbleiterlichtquellen generierte Wärme effizient über die Endabschnitte der erfindungsgemäßen Lampe und insbesondere über die elektrischen Kontakte der erfindungsgemäßen Lampe an die Umgebung abgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Lampe ist vorzugsweise als Fahrzeuglampe ausgebildet, die zur Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums oder zur Kennzeichenbeleuchtung dient.
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III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 Eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lampe entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung
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2 eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Lampe entsprechend den bevorzugten Ausführungsbeispielen
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3 Eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lampe entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung
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Die in 1 und 3 abgebildeten Lampen gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind jeweils kompatibel mit einer soffittenartigen Fahrzeugglühlampe der Kategorie C10W, die beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Innenraumbeleuchtung verwendet wird und für den Betrieb an der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
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Die Lampe gemäß dem in 1 abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ein rohrartiges, kreiszylindrisches Lampengefäß 10 aus durchsichtigem Glas oder durchsichtigem Kunststoff und zwei im Innenraum 14 des Lampengefäßes angeordnete Halbleiterlichtquellen in Form von Leuchtdiodenchips 21, 22, von denen jeweils einer an jedem Ende 11, 12 des Lampengefäßes 10 angeordnet ist. Die Leuchtdiodenchips 21, 22 sind jeweils auf einer senkrecht zur Rohrachse 13 des Lampengefäßes 10 orientierten Oberfläche einer kreisscheibenförmigen Leiterplatte 23 bzw. 24 angeordnet. Die Rohrachse 13 des Lampengefäßes 10 ist identisch mit der Längsachse der Lampe. Die Leuchtdiodenchips 21, 22 sind jeweils auf der dem Innenraum 14 des Lampengefäßes 10 zugewandten Seite, auf der Oberfläche 230 bzw. 240 der Leiterplatte 23 bzw. 24 montiert und emittieren während des Betriebs weißes Licht.
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Die Enden des rohrartigen Lampengefäßes 10 werden von zwei metallischen, rotationssymmetrisch zur Längsachse 13 ausgebildeten Sockelhülsen 31, 32 verschlossen, die jeweils einen Endabschnitt und einen elektrischen Kontakt der Lampe bilden. Die erste metallische Sockelhülse 31 und die erste Leiterplatte 23 sind mittels eines ersten Kunststoffrings 33 am ersten Ende 11 des Lampengefäßes 10 fixiert. Die zweite metallische Hülse 32 und die zweite Leiterplatte 24 sind mittels eines zweiten Kunststoffrings 34 am zweiten Ende 12 des Lampengefäßes 10 fixiert. Die Leiterplatten 23, 24 liegen an der jeweiligen Sockelhülse 31 bzw. 32 an, so dass eine thermische Kopplung zwischen den Leiterplatten 23, 24 und den darauf montierten Bauteilen zu der jeweiligen metallischen Sockelhülse 31 bzw. 32 besteht.
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Die Lampe besitzt eine Betriebsvorrichtung für die beiden Halbleiterlichtquellen bzw. Leuchtdiodenchips 21, 22. Diese Betriebsvorrichtung ist als Schaltregler in Form eines Tiefsetzstellers ausgebildet. Die Betriebsvorrichtung besitzt vier Dioden D1, D2, D3, D4, die als Brückengleichrichter verschaltet sind, einen Kondensator C1, einen ohmschen Widerstand R1, ein induktives Bauteil L1 in Form einer Drossel, eine Zenerdiode D5 und einen Integrierten Schaltkreis IC. Der Integrierte Schaltkreis IC hat die Bezeichnung AL8807 und bildet zusammen mit dem Kondensator C1, der Drossel L1, dem ohmschen Widerstand R1 und der Zenerdiode D5 einen Tiefsetzsteller zum Betrieb der beiden in Serie geschalteten Leuchtdiodenchips 21, 22. Der von den vier Dioden D1, D2, D3, D4 gebildete Brückengleichrichter dient als Schutz vor einer Vertauschung der Anschlüsse 111, 112 beim Anschließen der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs an die Lampe bzw. Betriebsvorrichtung. In 2 ist schematisch eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung dargestellt. Die Anschlüsse 111, 112 der Betriebsvorrichtung werden von den metallischen Sockelhülsen 31, 32 der Lampe gebildet.
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Die Dioden D1, D2, D3, D4, die Zenerdiode D5, der Kondensator C1, der Integrierte Schaltkreis IC und der ohmsche Widerstand R1 sind zusammen mit dem ersten Leuchtdiodenchip 21 auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte 23 angeordnet. Die vorgenannten Komponenten der Betriebsvorrichtung sind über beide Seiten der Leiterplatte 23 verteilt. Das induktive Bauteil L1 der Betriebsvorrichtung ist zusammen mit dem zweiten Leuchtdiodenchip 22 auf der Oberfläche der zweiten Leiterplatte 24 angeordnet. Der zweite Leuchtdiodenchip 22 ist auf der dem Lampengefäß 10 zugewandten Seite der zweiten Leiterplatte 24 montiert, während das induktive Bauteil L1 auf der vom Lampengefäß 10 abgewandten Seite der zweiten Leiterplatte 24 montiert ist. In 2 sind die Leiterplatten 23, 24 schematisch durch gestrichelte Linien dargestellt. Mit Ausnahme des induktiven Bauteils L1, das auf der zweiten Leiterplatte 24 montiert ist, sind alle anderen Komponenten der Betriebsvorrichtung auf der ersten Leiterplatte 23 montiert.
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Die beiden Leuchtdiodenchips 21, 22 sind in Serie geschaltet und durch eine erste Stromzuführung 41 miteinander verbunden. Das induktive Bauteil L1 ist über eine zweite Stromzuführung 42 mit Anschluss SW des Integrierten Schaltkreises IC verbunden. Der zweite elektrische Anschluss 112 der Lampe bzw. der Betriebsvorrichtung ist über eine dritte Stromzuführung 43 mit einem Spannungseingang des Brückengleichrichters D1, D2, D3, D4 verbunden. Der erste Anschluss 111 der Lampe bzw. der Betriebsvorrichtung ist mit dem anderen Spannungseingang des Brückengleichrichters D1, D2, D3, D4 verbunden.
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Mittig im Innenraum 14 des Lampengefäßes 10 ist ein Reflektor 50 angeordnet, der aus zwei spiegelsymmetrischen Reflektorabschnitten 51, 52 besteht. Jeder der beiden Reflektorabschnitte 51, 52 ist als Paraboloid ausgebildet, dessen Rotationsachse jeweils in der Rohrachse 13 des Lampengefäßes 10 liegt, wobei der Scheitel des ersten parabolischen Reflektorabschnitts 51 dem im ersten Ende 11 des Lampengefäßes 10 angeordneten ersten Leuchtdiodenchip 21 zugewandt ist und der Scheitel des zweiten parabolischen Reflektorabschnitts 52 dem im zweiten Ende 12 des Lampengefäßes 10 angeordneten zweiten Leuchtdiodenchip 22 zugewandt ist. Auf der äußeren Oberfläche der parabolischen Reflektorabschnitte 51, 52 ist jeweils eine Licht reflektierende Reflexionsschicht 510, 520 aufgebracht. Die Reflektorabschnitte 51, 52 bestehen aus Kunststoff und ihre Reflexionsflächen 510, 520 werden von einer Aluminiumbeschichtung der Reflektorabschnitte 51, 52 gebildet. Die Reflexionsflächen 510, 520 können facettiert ausgebildet sein.
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Zur Halterung des Reflektors 50 bzw. seiner beiden Reflektorabschnitte 51, 52 dienen drei an der Innenseite der Wand des Entladungsgefäßes 10 angebrachte, in den Innenraum 14 des Lampengefäßes 10 ragende Vorsprünge 60. Die Vorsprünge 60 sind in der Mitte des Lampengefäßes 10 entlang eines Umfangs der Mantelfläche des Lampengefäßes 10 angeordnet. Zur Montage des Reflektors 50 wird der erste Reflektorabschnitt 51 über das erste Ende 11 derart in das Lampengefäß 10 eingeführt, dass der Scheitel des parabolischen ersten Reflektorabschnitts 51 zum ersten Ende 11 des Lampengefäßes 10 gerichtet ist und der Rand 511 des ersten Reflektorabschnitts 51 an einer Seite der Vorsprünge 60 anliegt. Der Rand 511 des ersten Reflektorabschnitts 51 ist durch Klebstoff oder Klemmsitz an den Vorsprüngen 60 fixiert. Analog dazu wird der zweite Reflektorabschnitt 52 über das zweite Ende 12 derart in das Lampengefäß 10 eingeführt, dass der Scheitel des parabolischen zweiten Reflektorabschnitts 52 zum zweiten Ende 12 des Lampengefäßes 10 gerichtet ist und der Rand 521 des zweiten Reflektorabschnitts 52 an der anderen Seite der Vorsprünge 60 anliegt. Der Rand 521 des zweiten Reflektorabschnitts 52 ist durch Klebstoff oder Klemmsitz an den Vorsprüngen 60 fixiert. Die beiden Reflektorabschnitte 51, 52 liegen somit an einander gegenüberliegenden Seiten der Vorsprünge 60 an. Der Außendurchmesser der Ränder 511, 521 der Reflektorabschnitte 51, 52 entspricht dem Innendurchmesser des Lampengefäßes 10. Die Reflektorabschnitte 51, 52 besitzen jeweils drei als Vertiefung in ihrer Oberfläche ausgebildete Aussparungen 512, 522 zur Durchführung der drei Stromzuführungen 41, 42, 43. Diese Vertiefungen 512, 522 sind nahe an der wand des Lampengefäßes 10 angeordnet. Die Stromzuführungen 41, 42, 43 sind gegenüber dem Reflektor 50 elektrisch isoliert ausgebildet.
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In 3 ist schematisch eine Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Lampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur dadurch, dass die Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung anstelle des Reflektors 50 einen Lichtleiter 70 besitzt. In allen anderen Details stimmen die Lampen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung überein. In den 1 bis 3 werden daher für identische Komponenten der Lampen dieselben Bezugszeichen verwendet und für deren Beschreibung wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen. Nachstehend werden daher nur noch die unterschiedlichen Merkmale der Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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Im Innenraum des Lampengefäßes 14 ist ein Lichtleiter 70 angeordnet, der rotationssymmetrisch zur Rohrachse 13 des Lampengefäßes 10 ausgebildet ist. Der Lichtleiter 70 besitzt einen zentralen, zylindrischen Lichtleiterabschnitt 700, der mittig zwischen den beiden Leuchtdiodenchips 21, 22 platziert ist und dessen Mantelfläche an der Innenwand des Lampengefäßes 10 anliegt und mit dem Lampengefäß 10 verbunden ist. An den beiden Stirnseiten des zentralen, zylindrischen Lichtleiterabschnitts 700 ist jeweils ein kegelstumpfförmiger Lichtleiterabschnitt 701 bzw. 702 angeformt. Die Mantelflächen der kegelstumpfförmigen Lichtleiterabschnitte 701, 702 besitzen jeweils eine treppenartige Oberflächenstruktur. An die Kegelstumpfspitze des ersten kegelstumpfförmigen Lichtleiterabschnitts 701 ist ein erster kreiszylindrischer Lichtleiterabschnitt 71 angeformt, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des zentralen, zylindrischen Lichtleiterabschnitts 700 ist und der sich in Richtung des ersten Leuchtdiodenchips 21 erstreckt. Das dem ersten Leuchtdiodenchip 21 zugewandte Ende des ersten kreiszylindrischen Lichtleiterabschnitts 71 ist in geringem Abstand zum ersten Leuchtdiodenchip 21 angeordnet und seine Form ist an die Form der lichtemittierenden Oberfläche 210 des ersten Leuchtdiodenchips 21 angepasst. An die Kegelstumpfspitze des zweiten kegelstumpfförmigen Lichtleiterabschnitts 702 ist ein zweiter kreiszylindrischer Lichtleiterabschnitt 72 angeformt, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des zentralen, zylindrischen Lichtleiterabschnitts 700 ist und der sich in Richtung des zweiten Leuchtdiodenchips 22 erstreckt. Das dem zweiten Leuchtdiodenchip 22 zugewandte Ende des zweiten kreiszylindrischen Lichtleiterabschnitts 72 ist in geringem Abstand zum zweiten Leuchtdiodenchip 22 angeordnet und seine Form ist an die Form der lichtemittierenden Oberfläche 220 des zweiten Leuchtdiodenchips 22 angepasst. Die Mantelflächen des ersten 71 und zweiten kreiszylindrischen Lichtleiterabschnitts 72 sind, beispielsweise mittels einer Aluminiumbeschichtung, totalreflektierend ausgebildet. Das in den Lichtleiter 70 eingekoppelte Licht kann den Lichtleiter 70 daher nur über die treppenartige, lichtstreuend ausgebildete Oberfläche der kegelstumpfförmigen Lichtleiterabschnitte 701, 702 und über die Mantelfläche des mit der wand des Lampengefäßes 10 verbundenen, zentralen zylindrischen Lichtleiterabschnitts 700 verlassen.
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Die drei Stromzuführungen 41, 42, 43 sind durch einen oder mehrere Durchbrüche im zentralen zylindrischen Lichtleiterabschnitt 700 hindurchgeführt. In 3 sind der Übersichtlichkeit halber nur zwei 41, 43 der drei Stromzuführungen 41, 42, 43 dargestellt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Beispielsweise können anstelle der Leuchtdiodenchips auch organische Leuchtdioden, Superlumineszenzdioden oder Laserdioden jeweils mit oder ohne Leuchtstoff verwendet werden, um weißes Licht zu erzeugen. Außerdem kann das Lampengefäß mattiert oder gefärbt oder mit Leuchtstoff beschichtet sein, um homogeneres oder farbiges Licht zu generieren. Ferner ist es auch möglich, auf das Lampengefäß zu verzichten und stattdessen den Lichtleiter oder eine andere Struktur zur Halterung der Sockelhülsen und der Leiterplatten zu verwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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