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WO2013178597A1 - Leuchtvorrichtung mit halbleiterlichtquellen und gemeinsamem diffusor - Google Patents

Leuchtvorrichtung mit halbleiterlichtquellen und gemeinsamem diffusor Download PDF

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WO2013178597A1
WO2013178597A1 PCT/EP2013/060896 EP2013060896W WO2013178597A1 WO 2013178597 A1 WO2013178597 A1 WO 2013178597A1 EP 2013060896 W EP2013060896 W EP 2013060896W WO 2013178597 A1 WO2013178597 A1 WO 2013178597A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
diffuser
lighting device
light guide
semiconductor light
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/060896
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English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Schwalenberg
Julius Muschaweck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
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Priority to US14/404,478 priority patent/US9976706B2/en
Publication of WO2013178597A1 publication Critical patent/WO2013178597A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
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    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/22—Controlling the colour of the light using optical feedback

Definitions

  • Lighting device with semiconductor light sources and common diffuser
  • the invention relates to a lighting device with a plurality of semiconductor light sources of different color, which is followed by a common diffuser.
  • the invention is particularly applicable to lighting modules.
  • LEDs light emitting diodes
  • Brightness or color sensor Only in rare cases, a point-symmetrical LED arrangement can be realized with a central sensor, in which the paths of the light beams of individual LEDs are the same length and thus lead to comparable signal strengths on the sensor, whereby a compensation is particularly reliable feasible.
  • this method is no longer applicable to lighting modules in which the LEDs are shed in a common diffuser. Also, this method is virtually unusable for small light modules with very short mean free path lengths (MFP).
  • the object is achieved by a lighting device with a plurality of semiconductor light sources of different color, which is followed by a common diffuser, wherein the lighting device has at least one with the diffuser optically coupled light sensor.
  • the lighting device may be a lighting module, but e.g. also a lamp or a lamp.
  • the semiconductor light sources comprise
  • At least one light emitting diode and / or at least one
  • a color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white).
  • the light emitted by the at least one semiconductor light source may be an infrared light (eg generated by means of an IR LED) or an ultraviolet light (eg generated by means of a UV LED).
  • the at least one semiconductor light source may comprise at least one wavelength-converting phosphor contained (eg in the form of a conversion LED).
  • At least one semiconductor light source may be in the form of at least one individually packaged semiconductor light source or in the form of at least one chip, e.g. LED chips, present.
  • chips can be mounted on a common substrate (“submount"). The chips can be used in particular
  • OLEDs Light emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used.
  • OLEDs organic LEDs
  • polymer OLEDs polymer OLEDs
  • a plurality of semiconductor light sources of different color may be understood as meaning a plurality of semiconductor light sources, of which at least two semiconductor light sources emit light of different color or spectral distribution.
  • different color may in particular form two or more groups of semiconductor light sources, wherein
  • Semiconductor light sources of the same group radiate light of the same color and in particular may be of a similar construction and semiconductor light sources of different groups radiate light of different colors and in particular may have different structures.
  • the semiconductor light sources may, for example, two
  • 'Brilliant Mix 1' has different colors (eg minty / greenish-white and amber in the so-called 'Brilliant Mix 1' ), three different colors (eg red, green and blue or a brilliant mix with an additional red color), four different colors (eg red, green and blue and amber) or even more
  • semiconductor light sources may be different for each color, or may be the same for at least two colors.
  • the common diffuser may in particular
  • the body can also be considered as a diffused or light-scattering body.
  • the common diffuser may be a separately fabricated one or superimposed on the semiconductor light sources
  • Diffuser may alternatively be a potting material with which the semiconductor light sources, in particular chips, potted or embedded.
  • the material of the common diffuser may in particular be a transparent base material, e.g. Silicone, epoxy,
  • PMMA Polymethyl methacrylate
  • COC cyclo-olefin copolymer
  • PC polycarbonate
  • the fact that the at least one light sensor is optically coupled to the diffuser means, in particular, that the light sensor is set up and arranged to detect light emerging from the diffuser.
  • the at least one light sensor, in particular the diffuser directly
  • the at least one light sensor over
  • a light guide may in particular on the one hand optically couple to the diffuser, this e.g. contact, and on the other hand to at least one
  • the optical waveguide may be a branched optical waveguide, which connects the diffuser to, for example, several
  • the light sensor from different locations of the diffuser mixed light _.
  • the branched light guide may also be considered and referred to as a fiber optic network.
  • the light running in the diffuser can be selectively decoupled or tapped off at one or more points and, in particular without loss, guided to at least one light sensor.
  • the at least one light sensor may comprise exactly one light sensor or may comprise a plurality of light sensors.
  • the at least one light sensor may have at least one color sensor and / or
  • the color sensor has the advantage of being light at the same time
  • Brightness sensor for example, via an at least partially temporally different control of
  • Semiconductor light sources can be achieved, which, for. can be operated in PWM mode. It is special then
  • the semiconductor light sources are arranged on a substrate or carrier
  • Semiconductor light sources for example LEDs
  • Such a lighting device can be present in particular as a CoB lighting device, in particular CoB module.
  • the substrate may, for example, be a printed circuit board, for example made of FR4 or CEM, designed as a metal core board or as an insulated metal substrate (IMS), etc.
  • the substrate has at least one optical feedthrough (“optical via”)
  • Extraction feedthrough which represents an optical fiber or light guide section extending through the substrate. This allows selective extraction of light from the diffuser (e.g., from an upper surface of the substrate) and conduction of the light to the other side (e.g.
  • the coupling bushing optically couples locally or discretely to the diffuser and is in particular next to a placement space for a
  • the at least one light sensor can thus be placed in particular outside the semiconductor light sources and thus may be compared with direct light irradiation from the
  • the light sensor can be easily isolated (e.g., by selecting a cross-sectional area of the optical feedthrough (s)) from overdriving due to the typically very high luminance in the light source
  • the light sensor can generally work separately on one
  • PCB are located.
  • Discharge implementation is preferably in a range between 100 micrometers and 800 micrometers, in particular in a range between 200 micrometers and 500 micrometers
  • the optical feedthrough can in particular be a hole or through-hole in the substrate filled with a light-conducting, in particular transparent, material
  • a photoconductive material can be designed.
  • a photoconductive material can be designed.
  • the bore may be hollow or filled with air.
  • each semiconductor light source is associated with a respective optical extraction implementation.
  • Such a coupling-out implementation may be arranged in particular near the associated semiconductor light source. This makes it possible to achieve a particularly accurate readjustment of individual semiconductor light sources.
  • Discharge implementation is arranged at vertices or in the middle of the vertices of the associated semiconductor light sources, e.g. in a focus of the vertices.
  • the plurality of semiconductor light sources comprise a plurality of groups of
  • Form semiconductor light sources ie, each group is assigned a common Auskopplungs nursery
  • each group has an equal number and type of semiconductor light sources.
  • One type of semiconductor light source is understood in particular to be semiconductor light sources of the same color. This allows in a simple way, an accurate control and adjustment of the brightness of the
  • Consistency the color location.
  • an operating current of each semiconductor light source may be individually adjustable, in particular of such
  • Adjusting the brightness by means of the operating current may include adjusting a magnitude or magnitude of the operating current and / or, e.g. in a pulse width operation, a pulse width of an electrical signal.
  • a light source can be compared with the average of all light sources of the same color.
  • This continuation light guide runs to the at least one, in particular to exactly one,
  • the continuation light guide is thus capable of passing through the extraction feedthroughs
  • the continuation light guide may be integrated in a further development in the substrate, in particular run within the substrate.
  • the continuation light guide may be located on that surface of the substrate which faces away from the semiconductor light sources and the diffuser (which will be referred to below without restriction of generality)
  • the continuation light guide may be e.g. transparent
  • Plastic like PC epoxy, silicone, PMMA, COC etc.
  • “Feedthrough Implementation” which is coupled to the back of the substrate (on a back side of the substrate) and coupled to the light sensor on the front side (on a front side of the substrate).
  • the light sensor is in this case so on the substrate, in particular at its
  • the light sensor can then be
  • the light sensor may be mounted on the substrate, for example, in a flip-chip manner and thus be present as a flip-chip element.
  • the light guide is thus on the one hand with at least one coupling bushing and on the other hand with
  • a coupling feedthrough may also be referred to as an 'inverse' optical feedthrough with respect to a light guide.
  • the Coupling feedthrough can represent different sections of the light guide.
  • the extraction feedthrough, the continuation light guide, and / or the feedthrough feedthrough may be separate
  • At least one optical implementation extraction implementation and / or
  • Such an optical implementation may therefore also be designed as a "thermal via". This results in a dual benefit, since the bushings in addition to the passage of light and a cooling of the light source arrangement at, what better
  • Such an optical feedthrough may be, for example, a metallic sleeve, e.g. one
  • the sleeve may be hollow or empty or filled with transparent material.
  • the semiconductor light sources are circumferentially surrounded by a hollow body which is open at the top and at the bottom, hereinafter referred to as a "lateral wall".
  • the lateral wall facilitates a dimensionally accurate filling of a serving as a diffuser
  • the lateral wall and the substrate can thus form a casting mold, in particular a casting vessel.
  • the lateral wall can serve as a diaphragm and / or as a reflector, whereby a light beam emitted by the lighting device is more flexible formable.
  • the lateral wall lies or preferably sits on the substrate (in the sense of an attachment element) and may be attached to it in a force-locking manner (eg by clamping), in a form-fitting manner (eg by latching) and / or by material bonding (eg by gluing).
  • the lateral wall may be formed in particular in the form of a sleeve or a tube.
  • the lateral wall may in particular be circular
  • Cross-sectional shape but is not limited thereto, and may alternatively have a polygonal (e.g., triangular,
  • free-form lateral walls can be used.
  • the inner side facing the semiconductor light sources and the diffuser is specularly or diffusely reflective, e.g. similar or equal to the front of the substrate.
  • the inner side facing the semiconductor light sources and the diffuser is specularly or diffusely reflective, e.g. similar or equal to the front of the substrate.
  • the lateral wall may be equipped on the inside with a coating or a film.
  • the wall itself ie in particular its basic body
  • the ceramic has the advantage of high thermal conductivity. It is still a preferred for obtaining a high luminous efficacy development that that surface of the
  • the reflective coating may be specular or diffusely reflective.
  • a diffusely reflective Coating may, for example, be a white coating, for example comprising aluminum oxide, silicon oxide or titanium oxide.
  • the reflectivity is preferably more than 75%, particularly preferably more than 90%.
  • the optical diffuser a light-transmitting optical fiber is connected downstream, which optical fiber leads or runs to the at least one light sensor, wherein the optical fiber has a higher
  • Refractive index has as the diffuser. That the
  • Optical fiber is optically downstream of the diffuser, may mean in particular that the light guide is incorporated in a radiated from the diffuser Nutzlichtstrahl, in part or wholly. If the (mixed) light sufficiently homogenised by means of the diffuser in brightness and color emerges from the diffuser and subsequently into the higher refractive index
  • Fiber optics, in the light guide becomes a
  • Fiber optic condition for light propagation at very shallow angles to the surface met Consequently, light transmitted at very shallow angles is guided in the light guide, at least substantially lossless (i.e., irrespective of the length of the light guide) by means of total internal reflection, TIR, to the at least one
  • the so coupled out light includes
  • This light guide will therefore also be hereafter
  • an absolute difference in the refractive index between the diffuser and the transmission optical fiber is at least 0.005, preferably at least 0.01.
  • the transmission optical fiber may, for example, comprise or consist of transparent plastic such as PC, epoxy, silicone, PMMA, COC, or of glass or glass ceramic.
  • the transmission optical fiber rests directly on a free surface of the diffuser.
  • a free surface can be understood in particular a surface, which without the
  • Transmission fiber would not be covered.
  • a free surface can also be understood as meaning a surface on which (mixed) useful light emerges.
  • the transmission optical waveguide may at least partially reside as one resting on the diffuser
  • the transmission optical fiber is at least partially disposed in a lateral wall. This facilitates positioning of the transmission optical fiber.
  • the semiconductor light sources may be circumferentially surrounded laterally by a lateral wall and the diffuser may be a potting material or consist of one with which the semiconductor light sources are potted or embedded.
  • the diffuser may not extend to the upper (free) edge of the lateral wall or may not have been filled up to it, which facilitates easy positioning of the radiating light guide within the sleeve.
  • the transmission optical fiber is a separately manufactured or preformed body, which is in the lateral wall and in particular placed on the diffuser. It is an alternative development that the transmission optical fiber is present as potting material and at least partially poured into the lateral wall on the diffuser becomes. In particular, the diffuser and the like like it
  • resting part or portion of the transmission optical fiber have been produced or filled in a common casting process and e.g. as a two-component injection-molded body.
  • Transmittance light pipe a height or thickness
  • the transmission optical waveguide spaced, in particular slotted, a free surface of the diffuser opposite has, for example, the advantage that a production and handling of this light guide is particularly simple and e.g. a direct material transfer between the diffuser and the light pipe (e.g., a silicone / silicone transition) can be avoided.
  • a direct material transfer between the diffuser and the light pipe e.g., a silicone / silicone transition
  • the transmission optical waveguide is plate-shaped or disc-shaped at least in an area that can be irradiated by the diffuser. This supports an evenly uniform light transmission.
  • Transmission optical fiber at least in one of the
  • Diffuser has irradiable area scattering particles, especially in low concentration. This can
  • Light sensor can be coupled. This embodiment is particularly advantageous for the case that the transmission optical fiber
  • Concentration of scattering particles is very precisely adjustable, a particularly uniform or reproducible light extraction and thus light supply of the light sensor can be achieved by this configuration.
  • Scattering particles comprise or are aluminum oxide, silicon oxide and / or titanium oxide.
  • a concentration of the scattering particles in the transmission optical waveguide is at least 1000 particles per cubic millimeter, in particular at least 10,000 particles per cubic millimeter.
  • the optical waveguide optically connected downstream of the diffuser may in particular have at least one region or part which differs from that through the diffuser
  • Fig.l shows a sectional view in side view a
  • FIG. 3 shows a sectional view in side view of a
  • Fig.l shows a sectional view in side view of a lighting device 11 according to a first embodiment.
  • the lighting device 11 has a substrate in the form of a printed circuit board 12, on the front side 13 more
  • mint-colored radiating LED chips 15 are arranged.
  • the potting compound 17 may, for example, comprise transparent silicone or epoxy resin as base or matrix material, in which scattering particles in the form of aluminum oxide, silicon oxide or titanium oxide are embedded as filler material.
  • the lighting device 11 may in particular have been produced by means of a chip-on-board method.
  • the LED chips 14 and 15 for example, by Wire bonding or a flip-chip technique to be electrically connected to the circuit board.
  • a lateral wall 18 in the form of a hollow cylindrical tube (surrounding with an LED chip 14 and 15) in the form of a hollow cylindrical tube (with e.g.
  • the LED chips 14 and 15 radiate their light into the potting compound 17, where the light is mixed and at least largely emerges on a free surface 19 as (mixed, e.g., white) useful light.
  • a free surface 19 as (mixed, e.g., white) useful light.
  • an inside 18a of the lateral wall 18 is formed inside diffusely reflecting, e.g. white coated with
  • Discharge bushings 23 diffuse reflective
  • a reflectivity of the inner side 18a and the front side 13 is more than 90% here.
  • the mixed useful light ideally has a same Summenfarbort over the surface of the free surface 19. However, it may, for example, due to a
  • the lighting device 11 additionally has a light sensor in the form of a color sensor 21, which is capable of generating by means of the LED chips 14 and 15 red or greenish-white / mint-colored light component of the mixed light in the potting compound 17 to dissolve in terms of their brightness.
  • the color sensor 21 is optically coupled or connected via a light guide 22 with the potting compound 17.
  • the printed circuit board 12 has several optical feedthroughs passing through its height
  • Discharge feedthroughs 23 serving as a diffuser
  • the coupling bushings 23 each have a metallic, hollow-cylindrical sleeve 25 which is inserted in a through-bore 24 of the printed circuit board 12 and which is filled with a transparent material 26.
  • the sleeve 25 is a metallic, hollow-cylindrical sleeve 25 which is inserted in a through-bore 24 of the printed circuit board 12 and which is filled with a transparent material 26.
  • Front side 13 (and thus the potting material 17) and a back side 27 of the printed circuit board 12 and can consequently serve as a heat conducting element.
  • the transparent material 26 may in particular have a cross-sectional width b of 100 to 800
  • Micrometers preferably from 200 to 500 micrometers
  • the transparent material 26 preferably corresponds to the base material of the potting compound 17 (and thus has a same refractive index and thus avoids material-related mismatches at the interface or contact surface).
  • the coupling-out bushings 23 are optically coupled to a common optical waveguide (continuation light guide 28) arranged there.
  • the continuation light guide 28 is another part or portion of the light guide 22 Continuing light guide 28 leads from the
  • Position of the color sensor 21 is basically arbitrary.
  • the color sensor 21 may be for easy assembly
  • Auskopplungs give approximately 23 arranged so that a plurality of LED chips 14 and 15, a common optical
  • Outcoupling implementation 23 is assigned.
  • a respective common output bushing 23 is arranged at a geometric center of gravity of the vertices of the surrounding (associated) LED chips 14 and 15. More specifically, the LED chips 14 and 15 form several, here four
  • each group G1 to G4 in its middle is associated with a common coupling-out bushing 23.
  • Each of the groups G1 to G4 has an equal number and type of two red LED chips 14 and two greenish-white LED chips 15.
  • an LED chip 14 or 15 can be compared with the mean of all LED chips 14 and 15 of the same color and a corresponding adjustment of the operating current and thus the brightness for keeping constant the Sumfarbfarborts
  • the LED chips 14 and 15 in their brightness separately or independently
  • the continuation light guide 28 is a branched one
  • the continuation light guide 28 can thus pass through all the output feedthroughs 23
  • an LED chip such as 14 or 15, may be associated with one or more of the output feedthroughs 23. Also, in general, for example, different groups of LED chips 14 and / or 15 may be associated with the output feedthroughs 23. Also, only one likes
  • Discharge bushing 23 may be present.
  • FIG. 3 shows a sectional side view of a lighting device 31 according to a second embodiment.
  • the lighting device 31 is constructed similarly to the lighting device 11, but now has a guided through the printed circuit board 12 Einkopplungs give item 29.
  • a coupling bushing 29 may be the same or similar to a coupling bushing 23 and may form part of the light guide 22.
  • the coupling bushing 29 is covered on the front side 13 of the printed circuit board 12 by the color sensor 21 now mounted thereon so that a part of the mixed light passing through the potting compound 17 is coupled out through the coupling bushings 23 and further through the relay fiber 28 and the coupling bushing 29 to the color sensor 21 is feasible or conductive, which detects the decoupled light.
  • the color sensor 21 may be attached to the printed circuit board 12 in particular in flip-chip technology. Fig. Shows a sectional view in side view of a
  • Lighting device 41 according to a third embodiment.
  • the lighting device 41 is constructed similar to the lighting device 11, but has neither optical feedthroughs 23 or 29 nor the further arranged thereupon optical fiber 28.
  • the lighting device 41 has an optical waveguide (transmission optical waveguide 42), which rests here on the upper side on the potting compound 17 serving as a diffuser (more precisely, the light-radiating free surface 19) and thus also the potting compound 17 is optically connected downstream.
  • the transmission optical fiber 42 passes through an existing at an upper edge 43 of the side wall 18 Longitudinal groove 44 to the outside of the lateral wall 18 arranged color sensor 21.
  • the transmission optical fiber 42 thus has a of the potting compound 17 and the light exiting therefrom or Wegstrahlbaren area 45. This radiatable area 45 is disc or
  • the transmission optical fiber 42 further has a transmissive region 45
  • the potting compound 17 is in contrast to the previously
  • described lighting devices 11 and 31 is not filled up to the upper edge 43 of the lateral wall 18, but has a distance thereof of less than or equal to 1
  • Millimeters in particular less than or equal to 0.5
  • the transmission optical fiber 42 terminates here purely by way of example flush at the upper edge 43 and consequently has a thickness between in particular 0.5 mm and 1 mm.
  • At least the radiopaque region 45 has a
  • the transmission optical fiber 42 may be e.g. Made of transparent plastic such as PC, epoxy, silicone, PMMA, COC etc. or glass or glass ceramic.
  • the radiating light guide 42 may in particular consist of a transparent base material, which at least in the radiopaque region 45 scattering particles in lower
  • Concentration e.g. of at least 10,000 particles per
  • the particle concentration in particular, in particular, 25,000, in particular 50,000,
  • the outer region 46 of the light guide 42 may pass through the lateral wall 18, e.g. to be integrated in it.
  • the exterior 46 of the light guide 42 may be analogous to an optical implementation
  • the bushing 23 e.g. as a hollow or transparent mass filled channel.
  • the light of the LED chips 14 and 15 in the potting compound 17 is mixed. Brightness and color are sufficiently homogenized on the free surface 19 of the potting compound 17.
  • the (mixed) light now enters the higher-refractive radiographic region 45 of the transmission optical waveguide 42, which is used for the
  • Transmittable region 45 of the transmission optical fiber 42 incoming light comes from the entire free
  • TIR total internal reflection
  • a sensor signal of the color sensor 21 can be set to a desired working level.
  • the transmission optical fiber 42 is in particular a separately manufactured component, e.g. made of plastic or glass, and is separated from the serving as a diffuser potting compound 17 through an air gap 52.

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Description

Beschreibung
Leuchtvorrichtung mit Halbleiterlichtquellen und gemeinsamem Diffusor
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit mehreren Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Farbe, denen ein gemeinsamer Diffusor nachgeschaltet ist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Leuchtmodule.
Leuchtmodule, welche mit Leuchtdioden (LEDs)
unterschiedlicher Farbe aufgebaut sind, weisen keinen
konstanten Summenfarbort über ihre Betriebsdauer auf, und zwar aufgrund von temperaturabhängigen Helligkeitsänderungen und einer unterschiedlichen Alterung der LEDs in Abhängigkeit z.B. von dem verwendeten Materialsystem.
Zur Konstanthaltung des Summenfarborts und damit zur
Kompensation oder Nachregelung von Helligkeitsänderungen einzelner LEDs wird bisher an einer bestimmten geometrischen Position im optischen System Licht detektiert, welches nach Möglichkeit das Licht aller Lichtquellen gleicher Farbe enthält. Die Detektion erfolgt üblicherweise über einen
Helligkeits- oder Farbsensor. Nur in seltenen Fällen lässt sich eine punktsymmetrische LED-Anordnung mit einem zentralen Sensor realisieren, bei der die Laufwege der Lichtstrahlen einzelner LEDs gleich lang sind und somit zu vergleichbaren Signalstärken an dem Sensor führen, wodurch eine Kompensation besonders zuverlässig durchführbar ist. Diese Methode ist jedoch bei Leuchtmodulen, bei welchen die LEDs in einem gemeinsamen Diffusor vergossen sind, nicht mehr anwendbar. Auch ist diese Methode für kleine Leuchtmodule mit sehr kurzen mittleren freien Weglängen (MFP) praktisch nicht mehr nutzbar .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine einfache und zuverlässige Möglichkeit zur Einstellung, insbesondere Konstanthaltung, eines Summenfarborts einer wie betreffend genannten
Leuchtvorrichtung bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung mit mehreren Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Farbe, denen ein gemeinsamer Diffusor nachgeschaltet ist, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen mit dem Diffusor optisch gekoppelten Lichtsensor aufweist.
Durch einen Abgriff eines (typischerweise geringen) Teils des in dem Diffusor gemischten Lichts (und ggf. Leitung dieses abgegriffenen Teils) zu dem mindestens einen Lichtsensor kann auch Licht von sehr eng zueinander stehenden
Halbleiterlichtquellen mit geringen mittleren freien
Weglängen zuverlässig ausgekoppelt und folgend detektiert werden. Hierbei wird die Eigenschaft des Diffusors
ausgenutzt, dass in diesem eine effektive Lichtmischung des von den Halbleiterlichtquellen abgestrahlten Lichts bereits in einem geringen Volumen auftritt und folglich keine
hochgradig genaue Sensorpositionierung benötigt wird.
Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere ein Leuchtmodul sein, aber z.B. auch eine Lampe oder eine Leuchte.
Bevorzugterweise umfassen die Halbleiterlichtquellen
mindestens eine Leuchtdiode und/oder mindestens einen
Halbleiterlaser. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (z.B. erzeugt mittels einer IR- LED) oder ein ultraviolettes Licht (z.B. erzeugt mittels einer UV-LED) sein. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (z.B. in Form einer Konversions-LED) . Die
mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Halbleiterlichtquelle oder in Form mindestens eines Chips, z.B. LED-Chips, vorliegen. Mehrere Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die Chips können insbesondere in
Nacktchipmontagetechnik ( "Chip-on-Board"-Technik; CoB- Technik) montiert sein und dann insbesondere ein Chip-Modul bilden. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen
Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar .
Unter mehreren Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Farbe können insbesondere mehrere Halbleiterlichtquellen verstanden werden, von denen mindestens zwei Halbleiterlichtquellen Licht unterschiedlicher Farbe oder spektraler Verteilung emittieren. Die mehreren Halbleiterlichtquellen
unterschiedlicher Farbe können insbesondere zwei oder mehrere Gruppen von Halbleiterlichtquellen bilden, wobei
Halbleiterlichtquellen der gleichen Gruppe Licht gleicher Farbe abstrahlen und insbesondere gleichartig aufgebaut sein können und Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Gruppen Licht unterschiedlicher Farbe abstrahlen und insbesondere unterschiedlich aufgebaut sein können.
Die Halbleiterlichtquellen können beispielsweise zwei
unterschiedliche Farben aufweisen (z.B. minzefarben/grünlich- weißfarben und bernsteinfarben im sog. 'Brilliant Mix1), drei unterschiedliche Farben (z.B. rot, grün und blau oder ein Brilliant Mix mit einer zusätzlichen roten Farbe) aufweisen, vier unterschiedliche Farben (z.B. rot, grün und blau und bernsteinfarben) aufweisen oder sogar noch mehr
unterschiedliche Farben aufweisen. Die Zahl der
Halbleiterlichtquellen kann beispielsweise für jede Farbe unterschiedlich sein oder mag für mindestens zwei Farben gleich sein. Der gemeinsame Diffusor mag insbesondere ein
lichtdurchlässiger, transluzenter Körper sein. Der Körper kann auch als ein diffuser oder lichtstreuender Körper angesehen werden.
Der gemeinsame Diffusor kann ein separat hergestelltes und auf den Halbleiterlichtquellen aufliegendes oder dazu
beabstandet angeordnetes Bauteil sein. Der gemeinsame
Diffusor kann alternativ ein Vergussmaterial sein, mit welchem die Halbleiterlichtquellen, insbesondere Chips, vergossen oder eingebettet sind.
Das Material des gemeinsamen Diffusors mag insbesondere ein transparentes Grundmaterial, z.B. Silikon, Epoxidharz,
Polymethylmethacrylat (PMMA) , Cyclo-Olefin-Copolymer (COC) oder Polycarbonat (PC) , sein, welches lichtstreuende Teilchen oder Partikel (z.B. aus Aluminiumoxid, Titanoxid usw.) als Füllmaterial aufweist. Dass der mindestens eine Lichtsensor mit dem Diffusor optisch gekoppelt ist, bedeutet insbesondere, dass der Lichtsensor dazu eingerichtet und angeordnet ist, aus dem Diffusor austretendes Licht zu detektieren. Dazu kann der mindestens eine Lichtsensor den Diffusor insbesondere direkt
kontaktieren.
Alternativ mag der mindestens eine Lichtsensor über
mindestens einen Lichtleiter mit dem Diffusor optisch
verbunden sein. Ein Lichtleiter mag dazu insbesondere einerseits optisch an den Diffusor ankoppeln, diesen z.B. kontaktieren, und andererseits an mindestens einen
Lichtsensor ankoppeln, diesen z.B. kontaktieren.
Der Lichtleiter mag insbesondere ein verzweigter Lichtleiter sein, welcher den Diffusor beispielsweise an mehreren
unterschiedlichen Stellen kontaktiert und vor oder an einem Lichtsensor zusammenläuft. Dadurch kann der Lichtsensor aus unterschiedlichen Stellen des Diffusors gemischtes Licht _.
detektieren, was eine Ortsunabhängigkeit der Lichtmessung verbessert. Der verzweigte Lichtleiter kann auch als ein Lichtleiternetz angesehen und bezeichnet werden. In anderen Worten kann das in dem Diffusor laufende Licht an einer oder an mehreren Stellen gezielt ausgekoppelt oder abgezapft und, insbesondere verlustfrei, zu mindestens einem Lichtsensor geführt werden.
Der mindestens eine Lichtsensor mag genau einen Lichtsensor oder mag mehrere Lichtsensoren umfassen. Der mindestens eine Lichtsensor mag mindestens einen Farbsensor und/oder
mindestens einen Helligkeitssensor umfassen. Der Farbsensor weist den Vorteil auf, dass er gleichzeitig Licht
unterschiedlicher Wellenlänge auflösen kann. Eine
farbselektive Helligkeitsmessung mittels des
Helligkeitssensors kann beispielsweise über eine zumindest teilweise zeitlich unterschiedliche Ansteuerung der
Halbleiterlichtquellen erreicht werden, welche dazu z.B. im PWM-Betrieb betreibbar sind. Es ist dann insbesondere
möglich, ein Lichtsignal am Helligkeitssensor mit einer
Lichtaussendung einer bestimmten Art von
Halbleiterlichtquellen gleichzusetzen und entsprechend auszuwerten. Dies ist preiswerter als der Einsatz eines Farbsensors. Auch ist so eine zuverlässige Identifizierung des Lichts unterschiedlicher Halbleiterlichtquellen mit sich signifikant überlappenden Lichtspektren möglich.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Halbleiterlichtquellen auf einem Substrat oder Träger angeordnet sind
(typischerweise an einer "Vorderseite" des Substrats) und mit einem als Diffusor dienenden Vergussmaterial vergossen sind. Dies ergibt eine kompakte Bauform. Die
Halbleiterlichtquellen, z.B. LEDs, können insbesondere als Chips, z.B. LED-Chips, vorliegen und insbesondere mittels einer Nacktchipmontage auf dem Substrat befestigt sein. Eine solche Leuchtvorrichtung kann insbesondere als eine CoB- Leuchtvorrichtung, insbesondere CoB-Modul, vorliegen. Das Substrat kann beispielsweise eine Leiterplatte sein, z.B. aus FR4 oder CEM, ausgebildet als Metallkernplatine oder als isoliertes Metallsubstrat (IMS; "Insulated Metal Substrate") usw .
Es ist eine Ausgestaltung davon, dass das Substrat mindestens eine optische Durchführung ("optisches Via") aufweist
("Auskopplungsdurchführung"), welche einen durch das Substrat verlaufenden Lichtleiter oder Lichtleiterabschnitt darstellt. Dies ermöglicht eine gezielte Auskopplung von Licht aus dem Diffusor (z.B. von einer Oberseite des Substrats) und eine Leitung des Lichts auf die andere Seite (z.B. eine
Unterseite ) des Substrats. So kann die Lichtauskopplung ohne eine Abschattung des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Nutzlichts erreicht werden. Die Auskopplungsdurchführung koppelt dazu lokal oder diskret optisch an den Diffusor an und ist insbesondere neben einem Bestückplatz für eine
Halbleiterlichtquelle angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung kann der mindestens eine Lichtsensor also insbesondere außerhalb der Halbleiterlichtquellen platziert sein und mag so gegenüber einer direkten Lichteinstrahlung von den
Halbleiterlichtquellen und/oder von dem Diffusor abgeschirmt. Folglich ergibt sich der Vorteil, dass der Lichtsensor auf einfache Weise (z.B. durch eine Wahl einer Querschnittfläche der optische Durchführung ( en) ) vor einer Übersteuerung aufgrund der typischerweise sehr hohen Leuchtdichten im
Diffusor geschützt ist.
Der Lichtsensor kann sich allgemein separat auf einem
eigenen, dedizierten Träger oder Substrat, z.B. einer
Leiterplatte, befinden.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Durchmesser einer
Auskopplungsdurchführung bevorzugt in einem Bereich zwischen 100 Mikrometern und 800 Mikrometern liegt, insbesondere in einem Bereich zwischen 200 Mikrometern und 500 Mikrometern Die optische Durchführung kann insbesondere als eine mit einem lichtleitenden, insbesondere transparenten, Material gefüllte Bohrung oder Durchgangsloch in dem Substrat
ausgestaltet sein. Als lichtleitendes Material kann
insbesondere Kunststoff (z.B. Epoxidharz, Silikon, PC, COC, PMMA usw.) verwendet werden. Alternativ mag die Bohrung hohl bzw. mit Luft gefüllt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass jeder Halbleiterlichtquelle eine jeweilige optische Auskopplungsdurchführung zugeordnet ist. Eine solche Auskopplungsdurchführung mag insbesondere nahe der zugeordneten Halbleiterlichtquelle angeordnet sein. So lässt sich eine besonders genaue Nachregelung einzelner Halbleiterlichtquellen erreichen .
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mehreren
Halbleiterlichtquellen eine gemeinsame optische
Auskopplungsdurchführung zugeordnet ist. So lässt sich eine Nachregelung einzelner Halbleiterlichtquellen mit einem geringen Aufwand erreichen.
Es ist eine Weiterbildung davon, dass die gemeinsame
Auskopplungsdurchführung an Eckpunkten oder in der Mitte der Eckpunkte der zugeordneten Halbleiterlichtquellen angeordnet ist, z.B. in einem Schwerpunkt der Eckpunkte.
Es ist noch eine Weiterbildung davon, dass die mehreren Halbleiterlichtquellen mehrere Gruppen von
Halbleiterlichtquellen bilden (also jeder Gruppe eine gemeinsame Auskopplungsdurchführung zugeordnet ist) und jede Gruppe eine gleiche Zahl und Art von Halbleiterlichtquellen aufweist. Unter einer Art von Halbleiterlichtquellen werden insbesondere Halbleiterlichtquellen der gleichen Farbe verstanden. Dies ermöglicht auf eine einfache Weise eine genaue Ansteuerung und Anpassung der Helligkeit der
Halbleiterlichtquellen zur Einstellung, insbesondere
Konstanthaltung, des Farborts. Insbesondere sind kartesische, hexagonale oder
rotationssymmetrische Anordnungen von Halbleiterlichtquellen und optischen Durchführung möglich. Es ist zudem eine Weiterbildung, dass die einzelnen
Halbleiterlichtquellen in ihrer Helligkeit separat bzw.
unabhängig voneinander einstellbar sind. Beispielsweise mag dazu ein Betriebsstrom jeder Halbleiterlichtquelle einzeln einstellbar sein, und zwar insbesondere von solchen
Halbleiterlichtquellen, deren Helligkeitsänderung mit
Temperatur und/oder Lebensdauer deutlich von einem erwarteten mittleren Verhalten abweicht. Diese Weiterbildung ermöglicht ein besonders genaues Nachregeln des Farborts. Die
Einstellung der Helligkeit mittels des Betriebsstroms kann eine Einstellung einer Höhe oder Stärke des Betriebsstroms und/oder, z.B. in einem Pulsweitenbetrieb, einer Pulsweite eines elektrischen Signals umfassen. Durch gezieltes
Einstellen des Betriebsstroms der einzelnen
Halbleiterlichtquellen kann eine Lichtquelle mit dem Mittel aller Lichtquellen gleicher Farbe verglichen werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Auskopplungsdurchführungen an ihrer den
Halbleiterlichtquellen und dem Diffusor abgewandten Seite (welche im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "Rückseite des Substrats" bezeichnet wird) mit einem
gemeinsamen, insbesondere verzweigten, Lichtleiter
( "Weiterführungslichtleiter" ) gekoppelt, insbesondere verbunden, sind. Dieser Weiterführungslichtleiter verläuft zu dem mindestens einen, insbesondere zu genau einem,
Lichtsensor. Der Weiterführungslichtleiter ist folglich in der Lage, das durch die Auskopplungsdurchführungen
hindurchgeleitete Licht verlustfrei zu bündeln und zu dem mindestens einen Lichtsensor zu führen.
Der Weiterführungslichtleiter mag in einer Weiterbildung in das Substrat integriert sein, insbesondere innerhalb des Substrats verlaufen. Der Weiterführungslichtleiter mag in einer anderen Weiterbildung an derjenigen Oberfläche des Substrats, die den Halbleiterlichtquellen und dem Diffusor abgewandt ist (welche im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als
"Rückseite des Substrats" bezeichnet wird) , angeordnet, insbesondere aufgebracht, sein.
Der Weiterführungslichtleiter mag z.B. transparenten
Kunststoff wie PC, Epoxidharz, Silikon, PMMA, COC usw.
aufweisen .
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Substrat eine weitere optische Durchführung
( "Einkopplungsdurchführung" ) aufweist, welche rückseitig (an einer Rückseite des Substrats) mit dem Lichtleiter gekoppelt ist und vorderseitig (an einer Vorderseite des Substrats) mit dem Lichtsensor gekoppelt ist. Der Lichtsensor ist in diesem Fall also an dem Substrat, insbesondere an dessen
Vorderseite, angeordnet. Der Lichtsensor kann dann
insbesondere mit seiner lichtempfindlichen Fläche in Richtung des Substrats und der Einkopplungsdurchführung weisen und mit der weiteren Einkopplungsdurchführung optisch gekoppelt sein. Dazu mag der Lichtsensor an dem Substrat beispielsweise nach Flip-Chip-Art montiert sein und also als ein Flip-Chip- Element vorliegen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vereinfachte Herstellung aller Komponenten auf einem
Substrat. Der Lichtleiter ist also einerseits mit mindestens einer Auskopplungsdurchführung und andererseits mit
mindestens einer Einkopplungsdurchführung optisch verbunden. Das aus dem Diffusor abgezweigte Licht wird also zweimal durch das Substrat hindurchgeführt. Die
Einkopplungsdurchführung kann auch als eine bezüglich einer Lichtführung 'inverse' optische Durchführung bezeichnet werden.
Die mindestens eine Auskopplungsdurchführung, der
Weiterführungslichtleiter und/oder (falls vorhanden) die Einkopplungsdurchführung können unterschiedliche Abschnitte des Lichtleiters darstellen. Die mindestens eine
Auskopplungsdurchführung, der Weiterführungslichtleiter und/oder die Einkopplungsdurchführung können separat
hergestellt sein und optisch miteinander gekoppelt sein, sich z.B. kontaktieren, z.B. auch miteinander verklebt sein. Die mindestens eine Auskopplungsdurchführung, der
Weiterführungslichtleiter und/oder die
Einkopplungsdurchführung können alternativ einstückig
ausgebildet sein.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung dass zumindest eine optische Durchführung (Auskopplungsdurchführung und/
Einkopplungsdurchführung) als ein Wärmeleitelement
ausgebildet ist. Eine solche optische Durchführung mag also auch als ein "thermisches Via" ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich ein doppelter Nutzen, da die Durchführungen zusätzlich zum Hindurchleiten von Licht auch einer Entwärmung der Lichtquellen-Anordnung bei, was zu besseren
Betriebsbedingungen und/oder einer gesteigerten Leistung der Leuchtvorrichtung beiträgt. Eine solche optische Durchführung kann beispielsweise eine metallische Hülse, z.B. ein
Röhrchen, aufweisen, welche in die Bohrung eingesetzt ist. Die Hülse kann hohl bzw. leer sein oder mit transparentem Material gefüllt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Halbleiterlichtquellen seitlich umlaufend von einem oberseitig und unterseitig offenen Hohlkörper, im Folgenden als "seitliche Wandung" bezeichnet, umgeben sind. Die seitliche Wandung erleichtert eine formgenaue Einfüllung eines als Diffusor dienenden
Vergussmaterials, insbesondere mit einer gewünschten
Füllhöhe. Die seitliche Wandung und das Substrat können also eine Gussform, insbesondere ein Vergussgefäß, bilden. Zudem kann die seitliche Wandung als eine Blende und/oder als ein Reflektor dienen, wodurch ein durch die Leuchtvorrichtung abgegebener Lichtstrahl flexibler formbar ist. Die seitliche Wandung liegt oder sitzt bevorzugt auf dem Substrat auf (im Sinne eines Aufsatzelements ) und mag daran z.B. kraftschlüssig (z.B. durch Klemmen), formschlüssig (z.B. durch Verrasten) und/oder stoffschlüssig (z.B. durch Kleben) angebracht sein. Die seitliche Wandung kann insbesondere in Form einer Hülse oder eines Rohrs ausgebildet sein. Die seitliche Wandung mag insbesondere eine kreisförmige
Querschnittsform aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt und mag alternativ eine mehreckige (z.B. dreieckige,
quadratische oder anderweitig polygonzugartige ) Grundform aufweisen. Auch sind z.B. im Querschnitt ovale oder
freigeformte seitliche Wandungen einsetzbar.
Es ist eine zur Erlangung einer hohen Lichtausbeute
bevorzugte Weiterbildung, dass bei Vorliegen einer seitlichen Wandung deren den Halbleiterlichtquellen und dem Diffusor zugewandte Innenseite spekular oder diffus reflektierend ausgebildet ist, z.B. ähnlich oder gleich der Vorderseite des Substrats. Alternativ mag die Innenseite der seitlichen
Wandung absorbierend ausgebildet sein. Die seitliche Wandung mag dazu innenseitig mit einer Beschichtung oder einer Folie ausgerüstet sein. Alternativ mag die Wandung selbst (also insbesondere deren Grundkörper) reflektierend oder
absorbierend ausgestaltet sein, so dass auf eine dedizierte Beschichtung oder Folie verzichtet werden kann. Als
Materialien sind dann beispielsweise weißer Kunststoff oder weiße Keramik einsetzbar, wobei die Keramik den Vorteil einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweist. Es ist noch eine zur Erlangung einer hohen Lichtausbeute bevorzugte Weiterbildung, dass diejenige Oberfläche des
Substrats, an welcher die Halbleiterlichtquellen und der Diffusor angeordnet ist (welche im folgenden ohne
Beschränkung der Allgemeinheit als "Vorderseite des
Substrats" bezeichnet wird) , außerhalb der optischen
Durchführung ( en) zumindest teilweise reflektierend
beschichtet ist. Die reflektierende Beschichtung mag spekular oder diffus reflektierend sein. Eine diffus reflektierende Beschichtung mag beispielsweise eine weiße Beschichtung sein, z.B. aufweisend Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Titanoxid. Die Reflektivität beträgt bevorzugt mehr als 75%, besonders bevorzugt mehr als 90%.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass dem Diffusor ein lichtdurchlässiger Lichtleiter optisch nachgeschaltet ist, welcher Lichtleiter zu dem mindestens einen Lichtsensor führt oder läuft, wobei der Lichtleiter einen höheren
Brechungsindex aufweist als der Diffusor. Dass der
Lichtleiter dem Diffusor optisch nachgeschaltet ist, kann insbesondere bedeuten, dass der Lichtleiter in einem von dem Diffusor abgestrahlten Nutzlichtstrahl eingebracht ist, und zwar teilweise oder ganz. Tritt das mittels des Diffusors in Helligkeit und Farbe ausreichend homogenisierte (Misch- ) Licht aus dem Diffusor aus und folgend in den höherbrechenden
Lichtleiter ein, wird in dem Lichtleiter eine
Lichtleiterbedingung für die Lichtausbreitung unter sehr flachen Winkeln zur Oberfläche erfüllt. Folglich wird unter sehr flachen Winkeln eingestrahltes Licht in dem Lichtleiter geführt, und zwar zumindest weitgehend verlustfrei (d.h., unabhängig von der Länge des Lichtleiters) mittels totaler interner Reflexion, TIR, zum dem mindestens einen
Lichtsensor. Das so ausgekoppelte Licht umfasst
typischerweise nur einen Bruchteil des in den Lichtleiter eingestrahlten Lichts, während der überwiegende Teil des Lichts durch diesen Lichtleiter hindurchgestrahlt wird.
Dieser Lichtleiter wird deshalb im Folgenden auch
"Durchstrahlungs-Lichtleiter" genannt. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sie besonders einfach umzusetzen ist und eine großflächige Lichtabzweigung ermöglicht.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein absoluter Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Diffusor und dem Durchstrahlungs- Lichtleiter mindestens 0,005 beträgt, bevorzugt mindestens 0, 01. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter mag beispielsweise transparenten Kunststoff wie PC, Epoxidharz, Silikon, PMMA, COC usw. aufweisen oder daraus bestehen, oder aus Glas oder Glaskeramik .
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter direkt auf einer freien Oberfläche des Diffusors aufliegt. Unter einer freien Oberfläche kann insbesondere eine Oberfläche verstanden werden, welche ohne den
Durchstrahlungs-Lichtleiter nicht bedeckt wäre. Unter einer freien Oberfläche kann auch eine Oberfläche verstanden werden, an welcher (gemischtes) Nutzlicht austritt.
Insbesondere mag der Durchstrahlungs-Lichtleiter zumindest bereichsweise als eine auf dem Diffusor aufliegende
lichtdurchlässige Schicht ausgebildet sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter zumindest teilweise in einer seitlichen Wandung angeordnet ist. Diese erleichtert eine Positionierung des Durchstrahlungs-Lichtleiters .
Insbesondere können die Halbleiterlichtquellen seitlich umlaufend von einer seitlichen Wandung umgeben sein und der Diffusor ein Vergussmaterial sein bzw. aus einem solchen bestehen, mit welchem die Halbleiterlichtquellen vergossen oder eingebettet sind. Der Diffusor mag insbesondere in diesem Fall nicht bis zum oberen (freien) Rand der seitlichen Wandung reichen bzw. nicht bis dorthin gefüllt worden sein, was eine einfache Positionierung des Durchstrahlungs- Lichtleiters innerhalb der Hülse erleichtert.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter ein separat hergestellter bzw. vorgeformter Körper ist, welcher in die seitliche Wandung ein- und insbesondere auf den Diffusor aufgesetzt ist. Es ist eine alternative Weiterbildung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter als Vergussmaterial vorliegt und zumindest teilweise in die seitliche Wandung auf den Diffusor gegossen wird. Insbesondere mögen der Diffusor und der darauf
aufliegende Teil oder Bereich des Durchstrahlungs- Lichtleiters in einem gemeinsamen Gussverfahren hergestellt bzw. eingefüllt worden sein und z.B. als ein Zwei- Komponenten-Spritzguss-Körper vorliegen.
Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass der
Durchstrahlungs-Lichtleiter eine Höhe oder Dicke
(insbesondere entsprechend einem Abstand des Diffusors zu dem oberen Rand der Hülse) von weniger oder gleich 1 Millimeter, insbesondere von weniger oder gleich 0,5 Millimetern,
aufweist .
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter beabstandet, insbesondere spaltbehaftet, einer freien Oberfläche des Diffusors gegenüberliegt. Dies weist beispielsweise den Vorteil auf, dass eine Produktion und Handhabung dieses Lichtleiters besonders einfach ist und z.B. ein direkter Materialübergang zwischen dem Diffusor und dem Lichtleiter (z.B. ein Silikon/Silikon-Übergang) vermieden werden kann. Zudem kann durch die Spaltbreite bzw. den
Abstand ein Anteil des unter einem kleinen Winkel zur
Oberfläche in den Durchstrahlungs-Lichtleiter einfallenden und dann abgezweigten Lichts eingestellt werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Durchstrahlungs- Lichtleiter zumindest in einem von dem Diffusor bestrahlbaren Bereich platten- oder scheibenförmig ausgebildet ist. Dies unterstützt eine flächig gleichmäßige Lichtdurchleitung.
Es ist darüber hinaus eine Ausgestaltung, dass der
Durchstrahlungs-Lichtleiter zumindest in einem von dem
Diffusor bestrahlbaren Bereich Streupartikel aufweist, insbesondere in niedriger Konzentration. Dadurch kann
verstärkt und/oder gezielt Licht in den Durchstrahlungs- Lichtleiter zur Weiterleitung an den mindestens einen
Lichtsensor eingekoppelt werden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft einsetzbar für den Fall, dass der Durchstrahlungs-Lichtleiter
beabstandet von dem Diffusor angeordnet ist, da so eine
Verringerung des ausgekoppelten Lichts aufgrund der
Beabstandung ausgleichbar und sogar überkompensierbar ist. Ohne Streuer oder Streupartikel könnte bei einem
vergleichsweise hohen Abstand hingegen die Situation
auftreten, dass praktisch das gesamte von dem Diffusor in den (insbesondere scheibenförmigen) Lichtleiter einkoppelte Licht wegen dessen planparalleler Außenflächen auch wieder austritt bzw. hindurchtritt. Da eine Größe, Eigenschaft und
Konzentration von Streupartikeln sehr genau einstellbar ist, kann durch diese Ausgestaltung eine besonders gleichmäßige bzw. reproduzierbare Lichtauskopplung und damit Lichtspeisung des Lichtsensors erreicht werden.
Es ist auch hierbei eine Weiterbildung, dass die
Streupartikel Aluminiumoxid, Siliziumoxid und/oder Titanoxid umfassen oder sind.
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass eine Konzentration der Streupartikel in dem Durchstrahlungs-Lichtleiter mindestens 1000 Teilchen pro Kubikmillimeter, insbesondere mindestens 10000 Teilchen pro Kubikmillimeter, beträgt.
Der dem Diffusor optisch nachgeschaltete Durchstrahlungs- Lichtleiter mag insbesondere mindestens einen Bereich oder Teil aufweisen, welcher von dem durch den Diffusor
bestrahlbaren Bereich abgeht und zu dem mindestens einen Lichtsensor führt. Dieser abgehende Bereich mag
beispielsweise durch oder über die seitliche Wandung führen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel ;
Fig.2 zeigt die Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel in Draufsicht;
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel; und
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel; und
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel .
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Leuchtvorrichtung 11 weist ein Substrat in Form einer Leiterplatte 12 auf, an deren Vorderseite 13 mehrere
Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Farbe in Form von rot strahlenden LED-Chips 14 und grünlich-weiß bzw.
minzefarben strahlenden LED-Chips 15 angeordnet sind. Den LEDs 14 und 15 ist ein gemeinsamer Diffusor in Form einer diffus streuenden Vergussmasse 17 nachgeschaltet, in welche Vergussmasse 17 die LED-Chips 14 und 15 eingebettet sind. Die Vergussmasse 17 mag beispielsweise transparentes Silikon oder Epoxidharz als Grund- oder Matrixmaterial aufweisen, in welches Streupartikel in Form von Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Titanoxid als Füllmaterial eingebettet sind.
Die Leuchtvorrichtung 11 kann insbesondere mittels eines Chip-on-Board-Verfahrens hergestellt worden sein. Dabei können die LED-Chips 14 und 15 beispielsweise durch Drahtbonden oder eine Flip-Chip-Technik mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sein.
Auf der Vorderseite 13 der Leiterplatte 12 ist eine die LED- Chips 14 und 15 umlaufend umgebende seitliche Wandung 18 in Form eines hohlzylindrischen Rohrs (mit einem z.B.
kreisförmigen, quadratischen oder polygonzugartigen
Querschnitt) aufgesetzt. Die Leiterplatte 12 und die
seitliche Wandung 18 bilden dadurch ein Gefäß zur
oberseitigen Einfüllung und Aufnahme der Vergussmasse 17.
Während eines Betriebs der Leuchtvorrichtung 11 strahlen die LED-Chips 14 und 15 ihr Licht in die Vergussmasse 17 ein, wo das Licht gemischt wird und zumindest größtenteils an einer freien Oberfläche 19 als (gemischtes, z.B. weißes) Nutzlicht austritt. Zur Erlangung einer hohen Lichtausbeute ist eine Innenseite 18a der seitlichen Wandung 18 Innenseite diffus reflektierend ausgebildet, z.B. weiß beschichtet mit
Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Titanoxid. Zum gleichen Zweck ist auch die Vorderseite 13 der Leiterplatte 12
(zumindest außerhalb der Bestückplätze der LED-Chips 14 und 15 und der weiter unten beschriebenen
Auskopplungsdurchführungen 23) diffus reflektierend
beschichtet. Eine Reflektivität der Innenseite 18a und der Vorderseite 13 beträgt hier mehr als 90%.
Das gemischte Nutzlicht weist idealerweise einen über die Fläche der freien Oberfläche 19 gleichen Summenfarbort auf. Jedoch kann es beispielsweise aufgrund einer
unterschiedlichen Temperaturabhängigkeit der LED-Chips 14 und 15 und/oder aufgrund altersabhängiger Degradationseffekte zu einer globalen und/oder lokalen Änderung des Summenfarborts kommen . Zur Überwachung und ggf. Änderung oder Konstanthaltung des Summenfarborts weist die Leuchtvorrichtung 11 zusätzlich einen Lichtsensor in Form eines Farbsensors 21 auf, welcher in der Lage ist, die mittels der LED-Chips 14 und 15 erzeugt rote bzw. grünlich-weiße/minzfarbene Lichtkomponente des Mischlichts in der Vergussmasse 17 bezüglich ihrer Helligkeit aufzulösen. Zur optischen Ankopplung an das zu überwachende Mischlicht ist der Farbsensor 21 über einen Lichtleiter 22 mit der Vergussmasse 17 optisch gekoppelt bzw. verbunden.
Die Leiterplatte 12 weist dazu genauer gesagt mehrere durch ihre Höhe durchgehende optische Durchführungen
(Auskopplungsdurchführungen 23) auf, die einen Teil des Lichtleiters 22 darstellen. Oberseitig bzw. im Bereich der Vorderseite 13 der Leiterplatte 12 kontaktieren die
Auskopplungsdurchführungen 23 die als Diffusor dienende
Vergussmasse 17 flächig und ermöglichen dadurch eine
Auskopplung eines (typischerweise geringfügigen) Teils des in der Vergussmasse 17 gemischten Mischlichts.
Die Auskopplungsdurchführungen 23 weisen jeweils eine in einer Durchgangsbohrung 24 der Leiterplatte 12 eingesetzte metallische, hohlzylindrische Hülse 25 auf, welche mit einem transparenten Material 26 gefüllt ist. Die Hülse 25
ermöglicht eine thermische Verbindung zwischen der
Vorderseite 13 (und damit dem Vergussmaterial 17) und einer Rückseite 27 der Leiterplatte 12 und kann folglich als ein Wärmeleitelement dienen. Das transparente Material 26 kann insbesondere eine Querschnittsbreite b von 100 bis 800
Mikrometern, bevorzugt von 200 bis 500 Mikrometern,
aufweisen. Eine Querschnittsform ist grundsätzlich beliebig. Zur Unterdrückung von Übergangsverlusten entspricht das transparente Material 26 bevorzugt dem Grundmaterial der Vergussmasse 17 (und weist also einen gleichen Brechungsindex auf und vermeidet so materialbedingte Fehlanpassungen an der Grenzfläche oder Kontaktfläche ) .
In Bereich der Rückseite 27 der Leiterplatte 12 sind die Auskopplungsdurchführungen 23 an einen dort angeordneten gemeinsamen Lichtleiter (Weiterführungslichtleiter 28) optisch angekoppelt. Der Weiterführungslichtleiter 28 ist ein weiterer Teil oder Abschnitt des Lichtleiters 22. Der Weiterführungslichtleiter 28 führt von den
Auskopplungsdurchführungen 23 zu dem Farbsensor 21. Die
Position des Farbsensors 21 ist grundsätzlich beliebig. Der Farbsensor 21 kann sich zur einfachen Bestückung
vorteilhafterweise auf der Vorderseite 13 der Leiterplatte 12 befinden .
Wie in Fig.2 in Draufsicht gezeigt, sind die
Auskopplungsdurchführungen 23 so angeordnet, dass mehreren LED-Chips 14 und 15 eine gemeinsame optische
Auskopplungsdurchführung 23 zugeordnet ist. Dazu ist eine jeweilige gemeinsame Auskopplungsdurchführung 23 einem geometrischen Schwerpunkt der Eckpunkte der sie umgebenden (zugehörigen) LED-Chips 14 und 15 angeordnet. Genauer gesagt bilden die LED-Chips 14 und 15 mehrere, hier vier
exemplarisch herausgegriffen dargestellte, Gruppen Gl bis G4, so dass jeder Gruppe Gl bis G4 in ihrer Mitte eine gemeinsame Auskopplungsdurchführung 23 zugeordnet ist. Jede der Gruppen Gl bis G4 weist eine gleiche Zahl und Art von zwei roten LED- Chips 14 und zwei grünlich-weißen LED-Chips 15 auf. Durch gezieltes Einstellen des Betriebsstroms der einzelnen LED- Chips 14 und 15 kann ein LED-Chip 14 oder 15 mit dem Mittel aller LED-Chips 14 bzw. 15 gleicher Farbe verglichen werden und eine entsprechende Anpassung des Betriebsstroms und damit der Helligkeit zur Konstanthaltung des Summenfarborts
durchgeführt werden. Dazu sind die LED-Chips 14 und 15 in ihrer Helligkeit separat bzw. unabhängig voneinander
einstellbar . Der Weiterführungslichtleiter 28 ist ein verzweigter
Lichtleiter, welcher in Richtung des Farbsensors 21
zusammenläuft. Der Weiterführungslichtleiter 28 kann folglich das durch alle Auskopplungsdurchführungen 23
hindurchgeleitete Licht verlustfrei zu bündeln und gemeinsam zu dem Lichtsensor 21 führen.
Allgemein mag ein LED-Chip, z.B. 14 oder 15, einer oder mehreren der Auskopplungsdurchführungen 23 zugeordnet sein. Auch können allgemein z.B. unterschiedliche Gruppen von LED- Chips 14 und/oder 15 den Auskopplungsdurchführungen 23 zugeordnet sein. Auch mag nur eine einzige
Auskopplungsdurchführung 23 vorhanden sein.
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 31 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 31 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 11 aufgebaut, weist jedoch nun eine durch die Leiterplatte 12 geführte Einkopplungsdurchführung 29 auf. Die
Einkopplungsdurchführung 29 kann gleich oder ähnlich zu einer Auskopplungsdurchführung 23 ausgebildet sein und kann einen Teil des Lichtleiters 22 bilden. Die Einkopplungsdurchführung 29 ist an der Vorderseite 13 der Leiterplatte 12 von dem nun dort angebrachten Farbsensor 21 überdeckt, so dass von dem in der Vergussmasse 17 laufenden Mischlicht ein Teil durch die Auskopplungsdurchführungen 23 ausgekoppelt und weiter durch den Weiterführungslichtleiter 28 und die Einkopplungsdurchführung 29 zu dem Farbsensor 21 führbar oder leitbar ist, welcher das ausgekoppelte Licht detektiert. Der Farbsensor 21 kann dazu insbesondere in Flip- Chip-Technik auf der Leiterplatte 12 befestigt sein. Fig. zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung 41 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 41 ist ähnlich der Leuchtvorrichtung 11 aufgebaut, weist aber weder optische Durchführungen 23 oder 29 noch den dazwischen angeordneten Weiterführungslichtleiter 28 auf.
Die Leuchtvorrichtung 41 weist vielmehr einen Lichtleiter (Durchstrahlungs-Lichtleiter 42) auf, welcher hier oberseitig auf der als Diffusor dienenden Vergussmasse 17 (genauer gesagt der Licht abstrahlenden freien Oberfläche 19) aufliegt und damit auch der Vergussmasse 17 optisch nachgeschaltet ist. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 läuft durch eine an einem oberen Rand 43 der seitlichen Wandung 18 vorhandene Längsnut 44 zu dem außerhalb der seitlichen Wandung 18 angeordneten Farbsensor 21. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 weist also einen von der Vergussmasse 17 bzw. dem davon austretenden Licht an- oder durchstrahlbaren Bereich 45 auf. Dieser durchstrahlbare Bereich 45 ist Scheiben- oder
plattenförmig mit planparalleler Oberseite und Unterseite ausgebildet und liegt innerhalb der seitlichen Wandung 18 auf der Vergussmasse 17 auf. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 weist ferner einen an den durchstrahlbaren Bereich 45
anschließenden, nicht direkt anstrahlbaren Bereich
(Außenbereich 46) auf, welcher zu dem Farbsensor 21 führt. Der Farbsensor 21 ist hier auf der Leiterplatte 12
angebracht . Die Vergussmasse 17 ist im Gegensatz zu den zuvor
beschriebenen Leuchtvorrichtungen 11 und 31 nicht bis zum oberen Rand 43 der seitlichen Wandung 18 aufgefüllt, sondern weist einem Abstand davon von weniger oder gleich 1
Millimeter, insbesondere von weniger oder gleich 0,5
Millimetern, auf. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 schließt hier rein beispielhaft bündig am oberen Rand 43 ab und weist folglich eine Dicke zwischen insbesondere 0,5 mm und 1 mm auf . Zumindest der durchstrahlbare Bereich 45 weist einen
Brechungsindex auf, welcher höher ist als der Brechungsindex der Vergussmasse 17 bzw. deren Grundmaterial, insbesondere mindestens um einen Wert von 0,005, bevorzugt mindestens um einen Wert von 0,01, höher. Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 mag z.B. aus transparentem Kunststoff wie PC, Epoxidharz, Silikon, PMMA, COC usw. oder aus Glas oder Glaskeramik bestehen .
Der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 kann insbesondere aus einem transparenten Grundmaterial bestehen, dem zumindest im durchstrahlbaren Bereich 45 Streupartikel in niedriger
Konzentration, z.B. von mindestens 10000 Teilchen pro
Kubikmillimeter, zugesetzt sind. Die Teilchenkonzentration mag allgemein insbesondere 25000, insbesondere 50000,
insbesondere 100000 Teilchen pro Kubikmillimeter nicht überschreiten. Das Vorhandensein dieser Teilchen verstärkt eine Abzweigung oder Abzapfung und folglich Auskopplung des von der Vergussmasse 17 in den Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 eingestrahlten (Misch- ) Lichts in den Außenbereich 46 und weiter zu dem Farbsensor 21 unter innerer Totalreflexion. Jedoch wird weiterhin ein größter Teil des in den
Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 eingestrahlten Lichts
hindurchgestrahlt und kann so als Nutzlicht verwendet werden.
Alternativ mag der Außenbereich 46 des Lichtleiters 42 durch die seitliche Wandung 18 verlaufen, z.B. darin integriert sein. In noch einer Alternative mag der Außenbereich 46 des Lichtleiters 42 als eine optische Durchführung analog
beispielsweise der Durchführung 23 ausgebildet sein, z.B. als hohler oder mit transparenter Masse gefüllter Kanal.
Beim Betrieb der Leuchtvorrichtung 41 wird das Licht der LED- Chips 14 und 15 in der Vergussmasse 17 gemischt. An der freien Oberfläche 19 der Vergussmasse 17 sind Helligkeit und Farbe ausreichend homogenisiert. Hier tritt das (Misch- ) Licht nun in den höherbrechenden durchstrahlbaren Bereich 45 des Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 ein, welcher für die
Lichtausbreitung unter sehr flachen Winkel zur Oberfläche eine Lichtleiterbedingung erfüllt. Das in den
durchstrahlbaren Bereich 45 des Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 eintretende Licht stammt von der gesamten freien
Oberfläche 19 der Vergussmasse 17 und wird verlustfrei
(unabhängig von der Entfernung zum Außenbereich 46 des
Lichtleiters 42) mittels totaler interner Reflexion (TIR) geführt. Durch die (optionalen) Streupartikel in dem
durchstrahlbaren Bereich 45 des Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 kann gezielt Licht von unterschiedlichen Stellen unter Erfüllung der Lichtleiterbedingung in dem Lichtleiter 42 geführt werden. Insbesondere auch durch eine Einstellung der Konzentration der Streupartikel in dem durchstrahlbaren Bereich 45 kann ein Sensorsignal des Farbsensors 21 auf ein gewünschtes Arbeitsniveau eingestellt werden.
Durch das flächige Auskoppeln von gemischtem Licht von der gesamten freien Oberfläche 19 der Vergussmasse 17 und das verlustfreie Führen bis zum Farbsensor 21 wird eine besonders repräsentatives Sensorsignal erreicht, bei dem alle LED-Chips 14 und 15 in gleicher Stärke bzw. im vergleichbaren
Verhältnis ihrer eigenen Helligkeiten im Sensorsignal
vertreten sind.
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 51 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel Hierbei ist der Durchstrahlungs-Lichtleiter 42 insbesondere ein separat hergestelltes Bauteil, z.B. aus Kunststoff oder Glas, und ist von der als Diffusor dienenden Vergussmasse 17 durch einen Luftspalt 52 getrennt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wur so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
11 Leuchtvorrichtung
12 Leiterplatte
13 Vorderseite der Leiterplatte
14 rot strahlender LED-Chip
15 grünlich-weiß strahlender LED-Chip
17 Vergussmasse
18 seitliche Wandung
19 freie Oberfläche der Vergussmasse
21 Farbsensor
22 Lichtleiter
23 Auskopplungsdurchführung
24 Durchgangsbohrung der Leiterplatte
25 Hülse der Auskopplungsdurchführung
26 transparentes Material der Auskopplungsdurchführung
27 Rückseite der Leiterplatte
28 Weiterführungslichtleiter
29 Einkopplungsdurchführung
31 Leuchtvorrichtung
41 Leuchtvorrichtung
42 Durchstrahlungs-Lichtleiter
43 oberer Rand der seitlichen Wandung
44 Längsnut in dem oberen Rand
45 durchstrahlbarer Bereich des Durchstrahlungs- Lichtleiters
46 Außenbereich des Durchstrahlungs-Lichtleiters
51 Leuchtvorrichtung
52 Luftspalt
b Querschnittsbreite des transparenten Materials G1-G4 Gruppe von LED-Chips

Claims

Leuchtvorrichtung (11; 31; 41; 51) mit mehreren
Halbleiterlichtquellen (14, 15) unterschiedlicher Farbe, denen ein gemeinsamer Diffusor (17) nachgeschaltet ist, wobei die Leuchtvorrichtung (11; 31; 41; 51) mindestens einen mit dem Diffusor (17) optisch gekoppelten
Lichtsensor (21) aufweist.
Leuchtvorrichtung (11; 31) nach Anspruch 1, wobei
- die Halbleiterlichtquellen (14, 15) auf einem
Substrat (12) angeordnet sind und mit einem als
Diffusor (17) dienenden Vergussmaterial vergossen sind und
- das Substrat (12) mindestens eine optische
Durchführung (23, 29) aufweist, welche an den
Diffusor (17) optisch ankoppelt.
Leuchtvorrichtung (11; 31) nach Anspruch 2, wobei mehreren Halbleiterlichtquellen (14, 15) eine gemeinsame optische Durchführung (23) zugeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (11; 31) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die optischen Durchführungen (23) an ihrer den Halbleiterlichtquellen (14, 15) und dem Diffusor (17) abgewandten Seite mit einem gemeinsamen Lichtleiter (28) gekoppelt sind, welcher Lichtleiter (28) zu dem mindestens einen Lichtsensor (21) verläuft.
Leuchtvorrichtung (11; 31) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zumindest eine optische Durchführung (23, 29) als ein Wärmeleitelement ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Substrat (12) eine optische Durchführung (29) aufweist, welche rückseitig mit dem Lichtleiter (28) gekoppelt ist und vorderseitig mit dem Lichtsensor (21) gekoppelt ist.
7. Leuchtvorrichtung (41; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Diffusor (17) ein Lichtleiter (42, 45, 46) optisch nachgeschaltet ist, welcher Lichtleiter (42, 45, 46) zu dem mindestens einen Lichtsensor (21) verläuft, wobei der Lichtleiter (42, 45) einen höheren Brechungsindex aufweist als der Diffusor (17) .
8. Leuchtvorrichtung (41) nach Anspruch 7, wobei der
Lichtleiter (42, 45) direkt auf einer freien Oberfläche (19) des Diffusors (17) aufliegt.
9. Leuchtvorrichtung (51) nach Anspruch 7, wobei der
Lichtleiter (42, 45) einer freien Oberfläche (19) des Diffusors (17) beabstandet gegenüberliegt.
10. Leuchtvorrichtung (41; 51) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Lichtleiter (42, 46) zumindest
teilweise in einer den Diffusor (17) seitlich umgebenden Wandung (18, 44) angeordnet ist.
11. Leuchtvorrichtung (41; 51) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Lichtleiter (42, 45) zumindest in einem von dem Diffusor (17) bestrahlbaren Bereich (45) Streupartikel aufweist.
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