KNOLL, Matthias (Hochfeldstr. 60, Augsburg, 86159, DE)
KONRAD, Armin (Scheppacherstr. 7, Grossaitingen, 86845, DE)
ZACHAU, Martin (Pfarrer-Unsin-Str. 17, Geltendorf, 82269, DE)
BIEBEL, Ulrich (Herleinstr. 16, Rennertshofen, 86643, DE)
KNOLL, Matthias (Hochfeldstr. 60, Augsburg, 86159, DE)
KONRAD, Armin (Scheppacherstr. 7, Grossaitingen, 86845, DE)
ZACHAU, Martin (Pfarrer-Unsin-Str. 17, Geltendorf, 82269, DE)
Ansprüche
1. Leuchte mit mindestens einer Leuchtstofflampe (2) und mindestens einer Leuchtdiodenanordnung (22), wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung
(22) optisch derart an die mindestens eine Leucht- stofflampe (2) gekoppelt ist, dass das von der min ¬ destens einen Leuchtdiodenanordnung (22) erzeugte Licht in die mindestens eine Leuchtstofflampe (2) eingestrahlt wird.
2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung (22) spaltfrei an der Außenseite des Lampengefäßes der mindestens einen Leuchtstofflampe angeordnet ist.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindes ¬ tens eine Leuchtdiodenanordnung (22) mehrere Leuchtdioden (221, 222, 223, 224) umfasst.
4. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leuchtdiodenanordnung (22) Licht- einkopplungsmittel (25) umfasst, die zwischen den Leuchtdioden (221, 222, 223, 224) und dem Lampenge- faß (20) angeordnet sind.
5. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Leuchte mindestens einen Reflektor
(26) aufweist, der in dem Strahlengang des von der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung (22) ausge- sandten Lichts angeordnet ist.
6. Leuchte nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Reflektor (26) zwischen der mindestens einen Leuchtstofflampe (2) und einer Lichtaustrittsöff ¬ nung (15) der Leuchte angeordnet ist.
7. Leuchte nach Anspruch 5 oder 6, wobei der mindes ¬ tens eine Reflektor als Licht reflektierende Be- schichtung (26) auf dem Lampengefäß (20) der min ¬ destens einen Leuchtstofflampe (2) ausgebildet ist.
8. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leuchte ein Gehäuse (10, 11, 12,
13) aufweist, in dem die mindestens eine Leucht ¬ stofflampe (2) und die mindestens eine Leuchtdio ¬ denanordnung (22) angeordnet sind, und zumindest ein einer Lichtaustrittsöffnung (15) der Leuchte gegenüberliegender Innenwandbereich (10) des Gehäuses Licht reflektierend ausgebildet ist.
9. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtaustrittsöffnung (15) eine lichtdurchlässige, Licht streuende Abdeckung (16) aufweist.
10. Display-Hinterleuchtungsvorrichtung mit einer Leuchte gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9. |
Leuchte
Die Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem Anspruch 1. Insbesondere handelt es sich um eine Leuchte für eine Display-HinterleuchtungsVorrichtung.
I . Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leuchte hoher Effi- zienz und mit einem breiten Lichtfarbspektrum bereitzustellen, die für großflächige Anwendungen tauglich ist. Insbesondere soll die Leuchte für Display-Hinterleuchtung geeignet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Die erfindungsgemäße Leuchte umfasst mindestens eine Leuchtstofflampe und mindestens eine Leuchtdiodenanord- nung, wobei die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung optisch derart an die mindestens eine Leuchtstofflampe ge ¬ koppelt ist, dass das von der mindestens einen Leuchtdio ¬ denanordnung erzeugte Licht in die mindestens eine Leuchtstofflampe eingestrahlt wird. Dadurch wird eine Leuchte geschaffen, die optimal an die Anforderungen für die Verwendung als Display-Hinterleuchtung angepasst ist. Insbesondere wird mittels der mindestens einen Leucht ¬ stofflampe eine effiziente Lichtquelle mit hoher Licht ¬ ausbeute und großflächiger Ausleuchtung bereitgestellt, und mittels der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung kann die Farbtemperatur oder die Farbe des von der mindestens einen Leuchtstofflampe generierten Lichts auf
einfache Weise an die Anforderungen der Displays ange- passt werden. Durch die erfindungsgemäße relative Anord ¬ nung von Leuchtstofflampe und Leuchtdiodenanordnung wird das von der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung gene- rierte Licht in das Lampengefäß der mindestens einen Leuchtstofflampe eingestrahlt, so dass durch Streuung an der auf der Innenseite des Lampengefäßes angebrachten Leuchtstoffbeschichtung eine nahezu homogene Mischung des von der Leuchtstofflampe und der Leuchtdiodenanordnung erzeugten Lichts stattfindet und die erfindungsgemäße Leuchte eine homogene Mischung von Leuchtstofflampen- und Leuchtdiodenlicht emittiert, wobei die mindestens eine Leuchtstofflampe eine großflächige Ausleuchtung mit hoher Lichtausbeute gewährleistet und die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung eine einfache Anpassung bzw. Variation der Farbtemperatur oder Farbe des von der Leuchte ausgesandten Lichts ermöglicht. Durch eine Helligkeitsre ¬ gelung der mindestens einen Leuchtstofflampe oder bzw. und der Leuchtdioden der mindestens einen Leuchtdiodenan- Ordnung kann die Farbtemperatur oder die Farbe des Lichts verändert werden.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Leuchtstoff ¬ lampen, die während des Betriebs weißes Licht, beispiels ¬ weise tageslichtartiges weißes Licht, das heißt, mit ei- ner Farbtemperatur im Bereich von ca. 5400 Kelvin bis 6000 Kelvin erzeugen, in Kombination mit Leuchtdiodenanordnungen, die verschiedenfarbige Leuchtdioden umfassen, beispielsweise eine Kombination von rot leuchtenden Leuchtdioden mit grün leuchtenden Leuchtdioden oder von rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdioden. Durch das
Kombinieren von rot leuchtenden Leuchtdioden mit grün leuchtenden Leuchtdioden kann auf einfache und effiziente Weise die Farbtemperatur des von der mindestens einen Leuchtstofflampe erzeugten weißen Lichts variiert werden, so dass die Leuchte weißes Licht mit einer einstellbaren Farbtemperatur im Bereich von ca. 2700 Kelvin bis 6000 Kelvin emittiert. Durch das Kombinieren von rot leuchtenden Leuchtdioden mit grün leuchtenden Leuchtdioden und blau leuchtenden Leuchtdioden kann nicht nur die Farbtem- peratur des von der mindestens einen Leuchtstofflampe er ¬ zeugten weißen Lichts verändert werden, sondern zusätzlich auch die Farbe nahezu beliebig variiert werden, so dass das von der Leuchte ausgesandte Mischlicht nahezu jede gewünschte Farbe annehmen kann.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Leuchtdioden ¬ anordnung spaltfrei an der Außenseite des Lampengefäßes der mindestens einen Leuchtstofflampe angeordnet, um die Einkopplungsverluste des von den Leuchtdioden erzeugten Lichts in die mindestens eine Leuchtstofflampe möglichst gering zu halten.
Die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung umfasst vorteilhafterweise mehrere Leuchtdioden, und besonders vor ¬ teilhaft mehrere der oben genannten Zweier- bzw. Dreier- Kombinationen von rot und grün bzw. rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdioden, um eine gleichmäßige Mischung des von den Leuchtdioden und der mindestens einen Leuchtstofflampe erzeugten Lichts zu ermöglichen. Vorzugsweise sind diese Leuchtdioden der mindestens einen Leuchtdio ¬ denanordnung entlang der äußeren Oberfläche des Lampenge- fäßes der mindestens einen Leuchtstofflampe verteilt und
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zwischen dem vorgenannten Lampengefäß und einer Gehäusewand der Leuchte angeordnet .
Um die Lichteinkopplungsverluste weiter zu reduzieren weist die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung vorteil- hafterweise Lichteinkopplungsmittel auf, die zwischen den Leuchtdioden der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung und dem Lampengefäß der mindestens einen Leuchtstofflampe angeordnet sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lichteinkopplungsmittel um einen farblosen, lichtdurch- lässigen Silikonkautschuk, der als Verbindungsmedium zwischen den Leuchtdioden und dem Lampengefäß dient.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Leuchte mindestens einen Reflektor auf, der in dem Strahlengang des von der mindestens einen Leuchtdiodenanordnung ausge- sandten Lichts angeordnet ist. Dadurch wird der Weg, den das von den Leuchtdioden emittierten Lichts in der mindestens einen Leuchtstofflampe zurücklegen muss, verlän ¬ gert und eine dementsprechend homogenere Mischung mit dem Licht der Leuchtstofflampe erreicht.
Vorteilhafterweise ist der vorgenannte mindestens eine Reflektor zwischen der mindestens einen Leuchtstofflampe und einer Lichtaustrittsöffnung angeordnet, um auch den Weg des von der mindestens einen Leuchtstofflampe erzeug ¬ ten Lichts in der Leuchte zu verlängern und so eine wei- tere Verbesserung der Durchmischung des von den unterschiedlichen Lichtquellen erzeugten Lichts zu gewährleisten .
Der mindestens eine Reflektor ist vorzugsweise als Licht reflektierende Beschichtung auf dem Lampengefäß der min-
destens einen Leuchtstofflampe ausgebildet. Dadurch kann auf einfache Weise ein Reflektor geschaffen werden, der den Anforderungen in den beiden vorstehenden Absätzen genügt .
Die erfindungsgemäße Leuchte besitzt vorteilhafterweise ein Gehäuse, in dem die mindestens eine Leuchtstofflampe und die mindestens eine Leuchtdiodenanordnung angeordnet sind, und zumindest ein der Leichtaustrittsöffnung der Leuchte gegenüberliegender Innenwandbereich des Gehäuses ist Licht reflektierend ausgebildet, um eine effiziente Beleuchtung zu gewährleisten. Das Gehäuse kann vorteilhaft ferner zur Halterung und Kühlung der Lichtquellen sowie zur Aufnahme von elektrischen Betriebsmitteln für die Lichtquellen dienen.
Die Lichtaustrittsöffnung der erfindungsgemäßen Leuchte ist vorzugsweise mit einer lichtdurchlässigen, Licht streuende Abdeckung versehen, um die Durchmischung des von den unterschiedlichen Lichtquellen erzeugten Lichts weiter zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Leuchte wird vorzugsweise zur Hin- terleuchtung in LCD-Anzeigen (die Abkürzung LCD steht für Liquid-Crystal-Display) verwendet .
II. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Einen Querschnitt durch das bevorzugte Ausfüh ¬ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte in schematischer Darstellung
Figur 2 Einen schematischen Längsschnitt durch eine aus einer Leuchtstofflampe und der ihr zugeordneten Leuchtdiodenanordnung bestehenden Baueinheit der in Figur 1 abgebildeten Leuchte
Figur 3 Einen Querschnitt durch die in Figur 2 abgebilde ¬ te Baueinheit
Figur4 Eine Draufsicht auf eine Stirnseite der in Figur 2 und 3 dargestellten Baueinheit
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsge ¬ mäßen Leuchte handelt es sich um eine Hybridleuchte, die mehrere Leuchtstofflampen, vorzugsweise so genannte Heiß- kathodenlampen, die heizbare Elektrodenwendeln aufweisen, und an die Leuchtstofflampen gekoppelte Leuchtdiodenanordnungen als Lichtquellen besitzt und zur Hinterleuch- tung von LCD-Anzeigen dient.
Diese Leuchte besitzt ein Gehäuse, beispielsweise aus Kunststoff, mit einer Rückwand 10, zwei Seitenwänden 11, 12 und zwei stirnseitigen Wänden 13 sowie einer Lichtaustrittsöffnung 15. Die Innenseiten der Seitenwände 11, 12 und der Rückwand 10 sind Licht reflektierend ausgebildet. Die Lichtaustrittsöffnung 15 ist mit einer lichtdurchläs- sigen, Licht streuenden Abdeckscheibe 16 und im Fall ei ¬ ner LCD-Hinterleuchtung mit dem Liquid-Crystal-Display versehen. Innerhalb des Gehäuses sind mehrere stabförmige Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 angeordnet und parallel zur
Längserstreckung der Leuchte ausgerichtet. In Figur 1 sind der übersichtlichkeit halber nur vier Leuchtstoff ¬ lampen schematisch dargestellt. Diese Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 besitzen jeweils ein kreiszylindrisch, gläser- nes Lampengefäß 20, 30, 40, 50, dessen Innenseite mit ei ¬ ner Leuchtstoffbeschichtung 21, 31, 41, 51 versehen ist, so dass jede der Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 während des Betriebs weißes Licht mit einer Farbtemperatur von ca. 6000 Kelvin generiert. Die der Lichtaustrittsöffnung 15 zugewandte Oberseite der Lampengefäße 20, 30, 40, 50 der Leuchtstofflampen 2, 3, 4, 5 ist jeweils mit einer Licht reflektierenden Beschichtung 26, 36, 46, 56, beispielsweise einer dünnen Metallschicht, versehen. Zu jeder Leuchtstofflampe 2, 3, 4, 5 gehört eine Leuchtdiodenan- Ordnung 22, 32, 42, 52, die optisch an das Lampengefäß 20, 30, 40, 50 der entsprechenden Leuchtstofflampe 2, 3, 4, 5 gekoppelt ist und jeweils aus mehreren Leuchtdioden bestehen. Die Leuchtdiodenanordnungen 22, 32, 42, 52 weisen jeweils eine Platine 23, 33, 43, 53 auf, auf denen die Leuchtdioden der jeweiligen Leuchtdiodenanordnung 22, 32, 42, 52 montiert und elektrisch kontaktiert sind. Die Platinen 23, 33, 43, 53 sind jeweils über einen metalli ¬ schen Kühlkörper 24, 34, 44, 54 an der Innenseite der Gehäuserückwand 10 befestigt. Die Kühlkörper dienen zur Kühlung der Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung 22, 32, 42, 52. Die Leuchtdioden der jeweiligen Leuchtdiodenanordnungen 22, 32, 42, 52 sind jeweils über eine farblose, lichtdurchlässige Silikonkautschukschicht 25, 35, 45, 55 mit der Außenseite des Lampengefäßes 20, 30, 40, 50 der entsprechenden Leuchtstofflampe 2, 3, 4, 5 spaltfrei verbunden. Nachstehend wird dieser Sachverhalt am Bei-
spiel der Figuren 2 bis 4 und der Leuchtstofflampe 2 so ¬ wie der ihr zugeordneten Leuchtdiodenanordnung 22 näher erläutert .
Die Figur 2 zeigt einen durch die Leuchtstofflampe 2 und die ihr zugeordnete Leuchtdiodenanordnung 22 verlaufenden Längsschnitt. Die Leuchtdiodenanordnung 22 umfasst mehre ¬ re Leuchtdioden 221, 222, 223, 224, die äquidistant ent ¬ lang der Längsrichtung der Leuchtstofflampe 2 angeordnet und mit der von der Lichtaustrittsöffnung 15 der Leuchte abgewandten Unterseite des Lampengefäßes 20 über eine farblose, lichtdurchlässige Silikonkautschukschicht 25, 35, 45, 55 verbunden sind. Der übersichtlichkeit halber sind in der schematischen Figur 2 nur vier Leuchtdioden 221 bis 224 der Leuchtdiodenanordnung 22 abgebildet. Bei jeder der Leuchtdioden 221 bis 224 handelt es sich vorzugsweise um eine Kombination aus rot leuchtenden Leucht ¬ diodenchips mit grün leuchtenden Leuchtdiodenchips. Die Leuchtdioden 221 bis 224 der Leuchtdiodenanordnung sind auf der sich in Längsrichtung der Leuchtstofflampe 2 erstreckenden Platine 23 montiert und elektrisch kontaktiert. Die Leuchtstofflampe 2 weist an ihren Stirnseiten einen Sockel 27, 28 auf, der jeweils mit elektrischen Kontaktstiften 271, 272, 273, 274 bzw. 281 bis 284 ausgestattet ist. In Figur 4 sind zusätzlich auch die Leuchtstofflampe 2 und die Leuchtdiodenanordnung 22 sowie die Platine 23 und der Kühlkörper 24 dargestellt, obwohl diese Komponenten in der Ansicht der Figur 4 durch dien Sockel 27 verdeckt werden. Die beiden mittleren Kontakt ¬ stifte 272, 273 des Sockels 27 bzw. 28 dienen zur Ener- gieversorgung der Leuchtstofflampe 2 und zu ihrer Hellig-
keitsregelung, während die beiden äußeren Kontaktstifte 271, 274 des Sockels 27 bzw. 28 zur Energieversorgung der zur Leuchtdiodenanordnung 22 gehörenden Leuchtdioden 221 bis 224 dienen. Handelt es sich bei den Leuchtdioden 221 bis 224 jeweils um Kombinationen von rot mit grün leuchtenden Leuchtdiodenchips, so werden beispielsweise über den Kontaktstift 271 am Sockel 27 und den dazu korrespon ¬ dierenden Kontaktstift am anderen Sockel 28 die rot leuchtenden Leuchtdiodenchips mit Energie versorgt und die Helligkeit des von ihnen emittierten Lichts geregelt. über den anderen Kontaktstift 274 sowie den dazu korres ¬ pondierenden Kontaktstift am anderen Sockel 28 werden beispielsweise die grün leuchtenden Leuchtdiodenchips mit Energie versorgt und die Helligkeit des von ihnen emit- tierten Lichts geregelt. Dadurch kann die Helligkeit des von der Leuchtstofflampe 2 und den roten sowie grünen Leuchtdiodenchips Lichts unabhängig voneinander geregelt werden. Die Farbtemperatur des von der Leuchtstofflampe 2 erzeugten weißen Lichts von ca. 6000 Kelvin kann durch Einstrahlen des von den roten und grünen Leuchtdiodenchips der einzelnen Leuchtdioden 221 bis 224 erzeugten Lichts in das Lampengefäß 20 der Leuchtstofflampe 2 und mittels Helligkeitsregelung der Lichtquellen 2, 221 bis 224 im Bereich von ca. 2700 Kelvin bis 6000 Kelvin einge- stellt werden. Das Licht von den Leuchtdioden 221 bis 224 wird an der Leuchtstoffbeschichtung 21 auf der Innenseite des Lampengefäßes 20 gestreut und mit dem weißen, von der Leuchtstofflampe 2 generierten Licht gemischt. Die Re ¬ flektorschicht 26 auf der Oberseite des Lampengefäßes 20 reflektiert zumindest ein Teil des von den Lichtquellen 2, 221 bis 224 erzeugten Lichts, so dass dieses erst nach
Reflexion an der Licht reflektierend ausgebildeten Innenseite der Rückwand 10 die Lichtaustrittsöffnung 15 pas ¬ sieren kann. Die Silikonkautschukschicht 25 der Leuchtdi ¬ odenanordnung 22 dient als Lichteinkopplungsmedium, um das von den Leuchtdioden 221 bis 224 generierte Licht möglichst vollständig in das Innere der Leuchtstofflampe 2 einzustrahlen.
Die anderen Leuchtstofflampen 3, 4, 5 und die ihnen zugeordneten Leuchtdiodenanordnungen 32, 42, 52 sowie Plati- nen 33, 43, 53 und Kühlkörper 34, 44, 54 sind identisch zu der oben näher erläuterten Leuchtstofflampe 2 und der Leuchtdiodenanordnung 22 sowie Platine 23 und Kühlkörper 24 ausgebildet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel. Wie bereits oben angedeu ¬ tet, können die Leuchtdioden 221 bis 224 auch Kombinationen von rot, grün und blau leuchtenden Leuchtdiodenchips sein. In diesem Fall besitzt jeder Sockel 27, 28 der Leuchtstofflampe 2, und entsprechend auch die Sockel der anderen Leuchtstofflampen 3, 4, 5 jeweils noch einen weiteren Kontaktstift zur Energieversorgung und Helligkeits ¬ regelung der blauen Leuchtdiodenchips. Durch die zusätzliche Verwendung von blauen Leuchtdiodenchips kann mit ¬ tels der erfindungsgemäßen Leuchte nicht nur weißes Licht mit einer Farbtemperatur im Bereich von ca. 2700 Kelvin bis 6000 Kelvin erzeugt werden, sondern alternativ auch die Farbe des von der Leuchte ausgesandten Lichts nahezu beliebig variiert werden.
Außerdem kann die Licht reflektierende Schicht 26, 36, 46, 56 auf den Lampengefäßen der Leuchtstofflampen teilweise lichtdurchlässig ausgebildet sein.
Next Patent: WRISTWATCH WITH FASTENING MEANS INSERTED ON THE EXTERNAL EDGE OF THE WATCHCASE