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Dokumentenidentifikation DE102005061208A1 12.04.2007
Titel Beleuchtungsvorrichtung
Anmelder OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93049 Regensburg, DE
Erfinder Blümel, Simon, 84069 Schierling, DE
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 21.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005061208
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F21V 7/00(2006.01)A, F, I, 20051221, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung (10) mit einer Strahlungsaustrittsfläche (5), einer Reflektoranordnung, die eine erste Reflektorschicht (1) und eine zweite Reflektorschicht (2) aufweist, und einer Strahlungsquelle (3, 4, 26, 27) angegeben, wobei die erste Reflektorschicht zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und der Strahlungsquelle angeordnet ist und von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung die erste Reflektorschicht teilweise durchstrahlt und die zweite Reflektorschicht auf der der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite der ersten Reflektorschicht angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Strahlungsquelle und einer Strahlungsaustrittsfläche.

Bei einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung ist häufig eine lateral homogene Verteilung der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlungsleistung auf der Strahlungsaustrittsseite erwünscht. Insbesondere die spezifische Ausstrahlung (Watt der aus einer Austrittsfläche tretenden Strahlungsleistung pro m2 der Austrittsfläche) soll strahlungsaustrittsseitig möglichst homogen verteilt sein. Eine homogene Verteilung der Bestrahlungsstärke (Watt der auf die zu beleuchtende Fläche treffenden Strahlungsleistung pro m2 der Auftrefffläche) auf einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden Fläche kann so erleichtert werden.

Aufgrund der oftmals begrenzten räumlichen Ausdehnung der Strahlungsquelle ist das Erreichen einer homogenen Strahlungsleistungsverteilung bei einer großflächigen Strahlungsaustrittsfläche, deren Fläche größer als die von der Strahlungsquelle lateral überdeckte Fläche ist, oftmals erschwert. Insbesondere können sich strahlungsaustrittsseitig Bereiche mit einer gegenüber den angrenzenden Bereichen erhöhten Strahlungsleistung, so genannte Hot Spots, bilden, die von den direkt mit der Strahlungsquelle beleuchteten Bereichen herrühren. Dies ist bei Anwendungen, die strahlungsaustrittsseitig eine gleichmäßige Strahlungsleistung erfordern, in der Regel unerwünscht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine, insbesondere flächige, Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, die das Ausbilden einer homogenen Verteilung der Strahlungsleistung auf einer Strahlungsaustrittsfläche der Beleuchtungsvorrichtung in lateraler Richtung erleichtert. Weiterhin soll eine Beleuchtungsvorrichtung angegeben werden, die kompakt ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Strahlungsaustrittsfläche, eine Reflektoranordnung, die eine erste Reflektorschicht und eine zweite Reflektorschicht aufweist, und eine Strahlungsquelle, wobei die erste Reflektorschicht zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und der Strahlungsquelle angeordnet ist, von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung die erste Reflektorschicht teilweise durchstrahlt und die zweite Reflektorschicht auf der der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite der ersten Reflektorschicht angeordnet ist.

Bevorzugt ist die Reflektoranordnung derart ausgebildet, dass auf die erste Reflektorschicht treffende Strahlung zum Teil gezielt von der Strahlungsaustrittsfläche weg reflektiert wird.

Ein Anteil der unter einem Winkel schräg zur Oberflächennormalen der ersten Reflektorschicht auf diese treffenden Strahlung wird unter einem entsprechenden Winkel von der Strahlungsaustrittsfläche weg reflektiert. Mittels Rückreflexion an der zweiten Reflektorschicht kann der an der ersten Reflektorschicht schräg reflektierte Strahlungsanteil lateral vom Auftreffort der ersten Reflexion auf der ersten Reflektorschicht beabstandet auf die erste Reflektorschicht treffen und durch diese hindurch treten oder weitergehend reflektiert werden. Durch Reflexion an der ersten und der zweiten Reflektorschicht wird mittels der Reflektoranordnung von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlungsleistung in der Folge auf der ersten Reflektorschicht und dementsprechend auch vereinfacht auf der Strahlungsaustrittsfläche lateral vorteilhaft homogen verteilt. Zweckmäßigerweise sind die erste und die zweite Reflektorschicht hierbei voneinander beabstandet angeordnet. Weiterhin kann die der Strahlungsquelle abgewandte Seite der ersten Reflektorschicht die Strahlungsaustrittsfläche der Reflektoranordnung bzw. der Beleuchtungsvorrichtung bilden.

Über Vielfachreflexion an der ersten Reflektorschicht können mit Vorteil auch in lateraler Richtung vergleichsweise weit von der Strahlungsquelle entfernte Bereiche mittels der Strahlungsquelle beleuchtet werden. Insbesondere kann die Strahlungsquelle vorteilhaft nah an der ersten Reflektorschicht angeordnet werden, wobei die laterale Verteilung der Strahlungsleistung durch die Reflektoranordnung bewerkstelligt wird. Die Ausbildung einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung mit geringer Dicke und dementsprechend geringer Bautiefe wird in der Folge mit Vorteil erleichtert, ohne dass die laterale Homogenität der Ausleuchtung beeinträchtigt wird.

Der strahlungsaustrittsseitig ausgeleuchtete Bereich kann gegenüber einer Beleuchtungsvorrichtung, bei der auf eine erste Reflektorschicht verzichtet ist, mit Vorteil vergrößert sein. Wird auf eine erste Reflektorschicht verzichtet, so ist der mittels der Strahlungsquelle beleuchtete Bereich der zu beleuchtenden Fläche häufig durch den Strahlungskegel der Strahlungsquelle bestimmt. Durch den Einsatz der Reflektoranordnung kann der beleuchtete Bereich – bei gleichem Abstand der Strahlungsquelle von der zu beleuchtenden Fläche – aufgrund der (Mehrfach-)Reflexion an den Reflektorschichten vergrößert werden. Aufgrund der Reflexion tragen die erste und die zweite Reflektorschicht weiterhin wesentlich zur Homogenisierung der Strahlungsleistungsverteilung auf der Strahlungsaustrittsfläche der Beleuchtungsvorrichtung bei.

Bevorzugt ist die Strahlungsquelle als separate Strahlungsquelle ausgeführt. Insbesondere ist die Reflektoranordnung vorzugsweise als separate Anordnung und nicht in der Strahlungsquelle integriert ausgeführt. Hierdurch kann vereinfacht eine großflächige, von der Ausdehnung der Strahlungsquelle im wesentlichen unabhängige Beleuchtungsvorrichtung realisiert werden.

Weiterhin ist die Strahlungsquelle im Rahmen der Erfindung nicht alleinig als laseraktives Verstärkungsmedium anzusehen.

Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist zur, insbesondere direkten, Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, etwa einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD: Liquid Crystal Display) besonders geeignet und daher bevorzugt hierfür vorgesehen. Als direkte Hinterleuchtung ist im Gegensatz zu indirekter Hinterleuchtung eine Anordnung der Strahlungsquelle und der zu beleuchtenden Fläche derart relativ zueinander anzusehen, dass eine Hauptabstrahlrichtung eines strahlungserzeugenden Elements der Strahlungsquelle direkt in Richtung der zu beleuchtenden Fläche gerichtet ist. Auf eine aufwendige Strahlungsumlenkung aus der Hauptabstrahlrichtung in Richtung der zu beleuchtende Fläche kann verzichtet werden. Bei einer indirekten Hinterleuchtung dagegen ist in der Regel eine Umlenkung der von der Strahlungsquelle, die in der Regel hauptsächlich parallel zur zu beleuchtenden Fläche abstrahlt, erzeugten Strahlung aus der Hauptabstrahlrichtung auf die zu beleuchtende Fläche nötig.

Weiterhin ist die Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere die Reflektoranordnung, bevorzugt zur lateralen Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche ausgebildet und/oder angeordnet. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung eine lateral homogen verlaufende spezifische Ausstrahlung seitens der Strahlungsaustrittsfläche aufweisen.

Es sei angemerkt, dass unter lateraler Ausleuchtung nicht unbedingt eine vollständige Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche zu verstehen ist. Insbesondere Randbereiche der Strahlungsaustrittsfläche müssen nicht notwendigerweise vollständig ausgeleuchtet sein. Die beleuchteten Teilbereiche der Strahlungsaustrittsfläche sind jedoch aufgrund der Reflektoranordnung mit Vorzug verglichen mit einer gleichartigen Beleuchtungsvorrichtung, bei der auf die erste Reflektorschicht oder die Reflektoranordnung verzichtet ist, vereinfacht homogen ausleuchtbar.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von, insbesondere separaten, Strahlungsquellen auf. Bevorzugt ist die erste Reflektorschicht zwischen den Strahlungsquellen und der Strahlungsaustrittsfläche angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise 10 oder mehr, bevorzugt 50 oder mehr, besonders bevorzugt 100 oder mehr, Strahlungsquellen aufweisen. Die Anzahl an Strahlungsquellen richtet sich dabei zweckmäßigerweise nach der seitens der Strahlungsaustrittsfläche für die jeweilige Anwendung geeigneten bzw. benötigten Strahlungsleistung. Für eine homogene Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche ist eine Mehrzahl von Strahlungsquellen mit Vorteil nicht erforderlich, so dass die Anzahl an eingesetzten Strahlungsquellen für eine homogene Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche im Wesentlichen unabhängig von der Größe der Strahlungsaustrittsfläche ist.

Mittels der Reflektoranordnung können die von verschiedenen Strahlungsquellen der Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Strahlungen durch (Mehrfach-)Reflexion an der ersten und/oder der zweiten Reflektorschicht lateral homogen verteilt und durchmischt werden. Das Auftreten von Bereichen auf der Strahlungsaustrittsfläche oder auf der den Strahlungsquellen zugewandten Seite der ersten Reflektorschicht, die gegenüber lateral benachbarten Bereichen mit einer erhöhten oder verminderten Strahlungsleistung beleuchtet werden, kann mittels der Reflektoranordnung weitgehend unterdrückt werden. Derartige Bereiche treten bei Beleuchtungsvorrichtungen mit einer Mehrzahl von Strahlungsquellen oftmals in Bereichen der Strahlungsaustrittsfläche auf, die in lateraler Richtung zwischen den Strahlungsquellen angeordnet ist. Ein Bereich erhöhter Strahlungsleistung beispielsweise kann durch einen Überlapp von Strahlungskegeln zweier Strahlungsquellen verursacht sein, wohingegen ein Bereich verringerter Strahlungsleistung durch einen nicht direkt bestrahlten Bereich verursacht sein kann. Mittels der Reflektoranordnung kann sowohl in einem nicht direkt bestrahlten Bereich als auch in einem Überlappbereich zweier Strahlungskegel die Strahlungsleistungsverteilung auf der ersten Reflektorschicht bzw. der Strahlungsaustrittsfläche homogenisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung überdeckt die erste Reflektorschicht die zweite Reflektorschicht in lateraler Richtung vollständig und/oder umgekehrt. Die laterale Strahlführung in der Reflektoranordnung zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht mittels Vielfachreflexion kann so erleichtert werden.

Weiterhin verlaufen die erste und die zweite Reflektorschicht bevorzugt parallel zueinander. Die Auftreffwinkel von zwischen der ersten Reflektorschicht und der zweiten Reflektorschicht hin- und rückreflektierter Strahlung auf der jeweiligen Reflektorschicht sind bei einer parallelen Anordnung der Reflektorschichten im Wesentlichen gleich, wodurch eine homogene Ausleuchtung der ersten Reflektorschicht und dementsprechend der Strahlungsaustrittsfläche erleichtert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung überdeckt die erste Reflektorschicht die Strahlungsquelle bzw. die Strahlungsquellen in lateraler Richtung. Eine gezielte Reflexion von von der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen erzeugter, direkt in Richtung der Reflektorschicht abgestrahlter Strahlung wird so erleichtert.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Reflektoranordnung eine Seitenreflektorschicht auf, die sich bevorzugt von der ersten Reflektorschicht zur zweiten Reflektorschicht erstreckt. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Seitenreflektorschicht von der ersten Reflektorschicht bis zur zweiten Reflektorschicht. Die Seitenreflektorschicht kann sich in vertikaler Richtung zu einer lateralen Haupterstreckungsrichtung der ersten Reflektorschicht erstrecken. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Seitenreflektorschichten vorgesehen.

Mittels der ersten Reflektorschicht, der zweiten Reflektorschicht und der Seitenreflektorschicht kann ein Strahlraum gebildet sein, auf den, insbesondere mittels der Reflektoranordnung, die von der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen erzeugte Strahlungsleistung konzentriert ist. Die erste und die zweite Reflektorschicht begrenzen den Strahlraum bevorzugt in vertikaler Richtung. Gegebenenfalls kann eine Mehrzahl von Seitenreflektorschichten vorgesehen sein. Das Ausbilden eines Strahlraums, auf den die von der (den) Strahlungsquell(en) erzeugte Strahlungsleistung konzentriert ist. kann so erleichtert werden. Besonders bevorzugt begrenzt (begrenzen) die Seitenreflektorschicht(en) den Strahlraum in lateraler Richtung.

Zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht schräg hin- und rückreflektierte Strahlung wird in lateraler Richtung verteilt. Ein vielfach reflektierter Strahlungsanteil könnte die Reflektoranordnung eventuell seitlich verlassen. Mittels Reflexion an der Seitenreflektorschicht kann ein derartiger Strahlungsanteil der weitergehenden Reflexion an der ersten oder der zweiten Reflektorschicht zugeführt werden und die Beleuchtungsanordnung seitens der Strahlungsaustrittsfläche verlassen. Mit Vorteil geht ein derartiger Strahlungsanteil nicht für die Ausleuchtung verloren.

Der Strahlraum ist bevorzugt im Wesentlichen strahlungsdicht ausgebildet. Der Strahlraum kann allseitig durch reflektierende Elemente, etwa die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und die Seitenreflektorschicht(en), begrenzt sein. Eine strahlungsdichte Ausbildung des Strahlraums wird hierdurch vereinfacht. Zur Strahlungseinkopplung in den Strahlraum kann ein reflektierendes Element oder eine Mehrzahl von reflektierenden Elementen ausgespart sein. Eine Aussparung dieser Art ist mit Vorzug derart ausgebildet, dass die Verluste von Strahlung durch ein Wiederaustreten bereits in den Strahlraum eingekoppelter Strahlung aus dem Strahlraum über die Aussparung möglichst gering gehalten werden. Hierzu weist die Aussparung zweckmäßigerweise eine entsprechend geringe laterale Ausdehnung auf, die beispielsweise an die laterale Ausdehnung der Strahlungsquelle angepasst ist. Beispielsweise kann die Strahlungsquelle hierzu an einen Rand der Aussparung angrenzen und vorzugsweise umfangsseitig bündig mit der Aussparung abschließen.

Weiterhin verläuft die Seitenreflektorschicht bevorzugt im wesentlichen senkrecht zur ersten Reflektorschicht und/oder der zweiten Reflektorschicht. Eine lateral homogene Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche kann auf diese Weise vereinfacht erfolgen. Die Auftreffwinkel von unter Reflexion an der Seitenreflektorschicht zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht hin- und rückreflektierten Strahlung auf der ersten und der zweiten Reflektorschicht können so, insbesondere bei einer parallelen Anordnung der ersten und der zweiten Reflektorschicht, vereinfacht gleich gehalten werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Seitenreflektorschicht mit der ersten Reflektorschicht und/oder der zweiten Reflektorschicht verbunden oder die Seitenreflektorschicht ist an der ersten und/oder der zweiten Reflektorschicht angeordnet. Eine strahlungsdichte Ausbildung des Strahlraums kann so erleichtert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht eine Reflektivität von 90% oder größer, bevorzugt von 95% oder größer, besonders bevorzugt von 98% oder größer auf. Die Konzentration von Strahlungsleistung seitens der der Strahlungsaustrittsfläche abgewandten Seite der ersten Reflektorschicht kann so erleichtert werden. Derartige Reflektivitäten sind für das Ausbilden einer strahlungsaustrittsseitig homogenen Verteilung der Strahlungsleistung geeignet. Eine Reflektivität von 98% oder größer hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Da Strahlung durch die erste Reflektorschicht hindurchtreten soll, weist die erste Reflektorschicht zweckmäßigerweise eine Reflektivität von weniger als 100% auf. Die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht kann eine Reflektivität von bis zu 99,9%, bevorzugt 100% aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Reflektivität der zweiten Reflektorschicht und/oder die Reflektivität der Seitenreflektorschicht größer als die Reflektivität der ersten Reflektorschicht.

Ein Strahlungsaustritt aus dem Strahlraum außerhalb der ersten Reflektorschicht kann so vereinfacht unterdrückt werden. Im Wesentlichen die gesamte aus der Beleuchtungsvorrichtung tretende von der Strahlungsquelle beziehungsweise den Strahlungsquellen erzeugte Strahlungsleistung tritt bevorzugt durch die erste Reflektorschicht aus dem Strahlraum aus.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist auf der der ersten Reflektorschicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Reflektorschicht eine Zusatzreflektorschicht angeordnet. Mittels der Zusatzreflektorschicht, die vorzugsweise parallel zur zweiten Reflektorschicht verläuft, kann durch die zweite Reflektorschicht tretende Strahlung wieder in Richtung der zweiten Reflektorschicht reflektiert werden. Durch die zweite Reflektorschicht aus dem Strahlraum tretende Strahlung kann folglich vereinfacht wieder in den Strahlraum eingekoppelt und der Reflexion durch die erste Reflektorschicht zugeführt werden. Eine derartige Zusatzreflektorschicht kann gegebenenfalls auch bei der (den) Seitenreflektorschicht(en) Anwendung finden. Durch die Ausbildung einer Reflektorschichtstruktur mit einer Mehrzahl von Reflektorschichten kann auf die Ausbildung der jeweiligen Reflektorschicht als Einzelschicht mit einer gegenüber der Reflektivität der ersten Reflektorschicht gezielt erhöhten Reflektivität verzichtet werden, wobei die Reflektorschichtstruktur bevorzugt eine dementsprechend gegenüber der Reflektivität der ersten Reflektorschicht erhöhte Gesamtreflektivität aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht ein Metall oder die jeweilige Schicht ist metallisch, beispielsweise als Metallisierung oder Metallfolie, ausgeführt. Eine metallhaltige Reflektorschicht zeichnet sich durch eine weitestgehend vom Auftreffwinkel unabhängige Reflektivität aus, was für eine lateral homogene Ausleuchtung von besonderem Vorteil ist. Auch eine Reflektorschicht auf Legierungsbasis ist hierfür gegebenenfalls geeignet.

Die jeweilige Reflektorschicht kann beispielsweise als Metallisierung auf einen Trägerkörper aufgebracht, z.B. aufgedampft, sein oder als Reflektorfolie, insbesondere Metallfolie, auf den Trägerkörper aufgebracht, z.B. auflaminiert, sein. Der Trägerkörper stabilisiert die Reflektorschicht mit Vorzug mechanisch und kann als Lichtleiter oder separates Trägerelement ausgeführt sein. Bevorzugt ist der Trägerkörper zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht angeordnet.

Der Trägerkörper dient bevorzugt im Wesentlichen nicht der Strahlführung, sondern vereinfacht die Herstellung der Reflektoranordnung, da eine Aufbringung der jeweiligen Reflektorschicht auf den Trägerkörper gegenüber einem separaten Aufbau der Reflektoranordnung mit einem die Reflektorschicht(en) mechanisch unterstützenden Trägerkörper erleichtert wird. Ein Trägerkörper kann beispielsweise auf der dem Strahlraum abgewandten oder der dem Strahlraum zugewandten Seite der jeweiligen Reflektorschicht angeordnet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Strahlungsaustrittsfläche, die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht eben, insbesondere ungekrümmt, ausgeführt. Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung eignet sich besonders zur homogenen Beleuchtung einer ebenen, insbesondere parallel zur Strahlungsaustrittsfläche verlaufenden, Fläche.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Verhältnis der Bestrahlungsstärke auf der ersten Reflektorschicht zur spezifischen Ausstrahlung auf der Strahlungsaustrittsfläche 0,2 oder weniger, bevorzugt 0,1 oder weniger, besonders bevorzugt 0,05 oder weniger. Insbesondere kann das Verhältnis der Bestrahlungsstärke und der spezifischen Ausstrahlung auf sich gegenseitig überdeckenden Oberflächenbereichen der ersten Reflektorschicht und der Strahlungsaustrittsfläche derartige Werte annehmen. Bevorzugt verhalten sich die Bestrahlungsstärke und die spezifische Ausstrahlung über im wesentlichen die gesamte laterale Ausdehnung der Strahlungsaustrittsfläche dementsprechend. Die von der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen erzeugte Strahlungsleistung ist damit bevorzugt auf die der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen zugewandte Seite der ersten Reflektorschicht konzentriert. Die durch die erste Reflektorschicht tretende Strahlungsleistung ist hierbei lateral vorteilhaft homogen verteilt.

Die Beleuchtungsvorrichtung ist zweckmäßiger derart ausgebildet, dass die durch die erste Reflektorschicht tretende Strahlungsleistung für die jeweilige Anwendung ausreicht. Die Reflektivität der ersten Reflektorschicht oder die Anzahl an Strahlungsquellen kann hierzu entsprechend angepasst werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Reflektivität der ersten Reflektorschicht groß genug ist, um eine homogene Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche zu gewährleisten.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht einstückig ausgeführt. Eine Grenzfläche zwischen einzelnen Reflektorschichtstücken für die jeweilige Reflektorschicht mit einer daraus resultierenden erhöhten Gefahr von Austrittsverlusten oder ungerichteter Reflexion im Bereich der Grenzflächen zwischen Reflektorschichtstücken kann so vermieden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht als durchgehend reflektierende, vorzugsweise ununterbrochene, Schicht ausgeführt. Eine, insbesondere im Bereich einer Unterbrechung, verringerte Reflektivität der jeweiligen Reflektorschicht wird hierdurch vermieden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Reflektorschicht, die zweite Reflektorschicht und/oder die Seitenreflektorschicht über ihre Ausdehnung eine gleichmäßige, vorzugsweise konstante, Reflektivität auf. Eine gleichmäßige Reflexion in im wesentlichen allen Bereichen der jeweiligen Reflektorschicht wird so erleichtert.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die laterale Ausdehnung der ersten Reflektorschicht und/oder der zweiten Reflektorschicht größer als die vertikale Ausdehnung der Seitenreflektorschicht beziehungsweise größer als diejenige jeder der Seitenreflektorschichten. Eine großflächige Strahlungsaustrittsfläche bei gleichzeitig aufgrund der vergleichsweise geringen vertikalen Ausdehnung der Seitenreflektorschicht geringen Bautiefe der Beleuchtungsvorrichtung kann so vereinfacht erreicht werden.

Bevorzugt ist der Flächeninhalt der ersten Reflektorschicht und/oder der zweiten Reflektorschicht größer als derjenige der Seitenreflektorschicht bzw. größer als derjenige jeder der Seitenreflektorschichten oder derjenige der Seitenreflektorschichten insgesamt. Eine kleine, kompakte Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung mit großer Strahlungsaustrittsfläche wird so weitergehend erleichtert.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Reflektorschicht eine Aussparung oder eine Mehrzahl von Aussparungen auf. Bevorzugt ist die Aussparung als Hindurchtrittsöffnung für Strahlung durch die zweite Reflektorschicht oder als Einführöffnung für das Einführen einer Strahlungsquelle ausgebildet oder vorgesehen.

Insbesondere kann so ein strahlungserzeugendes Element der Strahlungsquelle vereinfacht auf der der ersten Reflektorschicht abgewandten Seite der zweiten Reflektorschicht angeordnet sein. Die von diesem Element erzeugte Strahlung kann über die Aussparung ohne Reflexion an der zweiten Reflektorschicht durch den Bereich der zweiten Reflektorschicht hindurchtreten und auf die erste Reflektorschicht auftreffen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist einer Mehrzahl von Strahlungsquellen eine gemeinsame Aussparung zugeordnet. Von einer Mehrzahl von Strahlungsquellen erzeugte Strahlung tritt folglich durch eine gemeinsame Aussparung durch den Bereich der zweiten Reflektorschicht hindurch.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist einer Strahlungsquelle jeweils eine eigene, diskrete Aussparung zugeordnet. Die Aussparung kann so vereinfacht auf die jeweilige Strahlungsquelle hin abgestimmt geformt werden.

Gegenüber einer gemeinsamen Aussparung für eine Mehrzahl von Strahlungsquellen ist so die Gefahr von Austrittsverlusten verringert, da bei einer Mehrzahl von diskreten Strahlungsquellen die einzelnen Strahlungsquellen oftmals, z.B. montagebedingt, beabstandet voneinander angeordnet werden müssen, sodass die Fläche der Aussparung gegenüber der zum Strahlungsdurchtritt alleine benötigten Fläche in diesem Falle oftmals vergrößert ist. Die nicht zum Strahlungsdurchtritt benötigte, aber trotzdem ausgesparte Fläche erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit eines Strahlungsdurchtritts durch die zweite Reflektorschicht nach Reflexion an der ersten Reflektorschicht. Derart durchtretende Strahlung kann für die Ausleuchtung verloren gehen. Gegenüber diskreten Aussparungen für jeweils eine Strahlungsquelle kann eine gemeinsame Aussparung für eine Mehrzahl von Strahlungsquellen jedoch gegebenenfalls vereinfacht gefertigt werden.

Bevorzugt greift die Strahlungsquelle bzw. greift die Mehrzahl von Strahlungsquellen in die Aussparung bzw. die Mehrzahl von Aussparungen ein. Hierdurch kann eine kleine und kompakte Beleuchtungsvorrichtung vereinfacht realisiert werden.

Ein Austritt von Strahlung aus dem Strahlraum, der durch das Hindurchtreten von Strahlung über die Aussparung auf die der ersten Reflektorschicht abgewandte Seite der zweiten Reflektorschicht bedingt ist, kann durch aufeinander abgestimmte Ausführung der Aussparung und der eingreifenden Strahlungsquelle mit Vorteil verringert werden. Beispielsweise kann ein Rand der Aussparung reibschlüssig mit der Strahlungsquelle abschließen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Strahlungsquelle eine Auskoppelfläche auf, durch die in der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung die Strahlungsquelle verlässt. Im Falle einer Mehrzahl von Strahlungsquellen weisen diese, insbesondere jeweils, eine Auskoppelfläche auf, durch die in den Strahlungsquellen erzeugte Strahlung die Strahlungsquellen verlässt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Auskoppelfläche bzw. ist eine Mehrzahl von Auskoppelflächen zwischen der ersten Reflektorschicht und der zweiten Reflektorschicht angeordnet. Strahlung kann aus der Strahlungsquelle demnach zwischen der ersten und zweiten Reflektorschicht ausgekoppelt werden.

Die Auskoppelfläche kann beispielsweise durch die Aussparung in der zweiten Reflektorschicht durch die zweite Reflektorschicht geführt sein.

Ein Strahlung erzeugendes Element der Strahlungsquelle kann dabei auf der der ersten Reflektorschicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Reflektorschicht angeordnet sein. Die Auskoppelfläche kann auf der der ersten Reflektorschicht zugewandten Seite der zweiten Reflektorschicht angeordnet sein. Bevorzugt schließt die Auskoppelfläche mit der zweiten Reflektorschicht ab oder ist von der zweiten Reflektorschicht beabstandet zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht angeordnet. Auf diese Weise wird im Wesentlichen die gesamte von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung auf der Seite der zweiten Reflektorschicht, die der ersten Reflektorschicht zugewandt ist, aus der Strahlungsquelle ausgekoppelt.

Alternativ kann die Auskoppelfläche auf der der ersten Reflektorschicht abgewandten Seite der zweiten Reflektorschicht angeordnet sein. In diesem Fall kann die erzeugte Strahlung der ersten Reflektorschicht durch eine Aussparung der zweiten Reflektorschicht zur Reflexion zugeführt werden. Eine derartige Anordnung ist verglichen mit der obigen Anordnung gegebenenfalls einfacher zu verwirklichen. Die Bautiefe der Beleuchtungsvorrichtung wird gegenüber der obigen Anordnung jedoch erhöht.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erzeugt die Strahlungsquelle bzw. erzeugt eine Mehrzahl von Strahlungsquellen zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht Strahlung. Ein Strahlung erzeugendes Element der Strahlungsquelle kann somit zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht angeordnet sein. Das Ausbilden einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung wird so erleichtert. Gegebenenfalls kann die zweite Reflektorschicht, auf der die Strahlungsquelle in diesem Falle bevorzugt angeordnet ist, auch der elektrischen Kontaktierung der Strahlungsquelle dienen. Hierzu ist die Reflektorschicht bevorzugt elektrisch leitend ausgeführt oder mit elektrisch leitenden Kontaktstrukturen zur elektrischen Kontaktierung der Strahlungsquelle versehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Abstand der Auskoppelfläche bzw. einer Mehrzahl von Auskoppelflächen zur Strahlungsaustrittsfläche und/oder zur ersten Reflektorschicht 5 mm oder weniger, bevorzugt 2 mm oder weniger, besonders bevorzugt 1 mm oder weniger. Die Ausbildung einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung wird durch eine derartige Anordnung der Auskoppelfläche(n) relativ zur ersten Reflektorschicht erleichtert.

Bei der Anordnung der Auskoppelfläche relativ zur ersten Reflektorschicht ist darauf zu achten, dass der schräg zur Oberflächennormalen der ersten Reflektorschicht auftreffende Strahlungsanteil nicht unnötig verringert wird. Eine Verringerung dieses gewinkelt auftreffenden Strahlungsanteils würde eine Erhöhung der Anzahl Reflexionen an der ersten und der zweiten Reflektorschicht, die zur lateralen homogenen Ausleuchtung einer Fläche vorgegebener Größe erforderlich sind, mit sich bringen. Dies kann durch eine beabstandete Anordnung der Auskoppelfläche(n) der Strahlungsquelle(n) von der ersten Reflektorschicht vermieden werden. Bevorzugt ist dieser Abstand größer oder gleich 0,7 mm.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Strahlungsquelle zur Erzeugung sichtbarer Strahlung vorgesehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Strahlungsquelle als Strahlungsemissionsdiode ausgeführt bzw. eine Mehrzahl von Strahlungsquellen ist als Strahlungsemissionsdiode ausgeführt. Eine Strahlungsemissionsdiode ist als Strahlungsquelle aufgrund des gegenüber herkömmlichen Strahlungsquellen wie Glühlampen oder Leuchtstoffröhren geringeren Platzbedarfs und der langen Lebensdauer für eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung besonders geeignet.

Die Strahlungsemissionsdiode kann ein organisches Strahlung erzeugendes Element, wie bei einer OLED (Organische Licht Emittierende Diode), oder ein anorganisches Strahlung erzeugendes Element, vorzugsweise einen Halbleiterchip, beispielsweise einen Halbleiterchip auf III-V-Halbleitermaterialbasis, wie bei einer LED (Licht Emittierende Diode), umfassen. III-V-Halbleitermaterialien eignen sich aufgrund der hohen erzielbaren internen Quanteneffizienz für einen Halbleiterchip der Beleuchtungsvorrichtung besonders.

Bevorzugt ist die Strahlungsemissionsdiode als optoelektronisches, insbesondere oberflächenmontierbares, Bauteil ausgebildet. Die platzsparende Oberflächenmontagetechnik (SMT: Surface Mounting Technology) erleichtert eine kompakte Ausführung der Beleuchtungsvorrichtung.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung tritt in der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung, insbesondere vor dem erstmaligen Auftreffen auf der ersten Reflektorschicht, durch ein optisches Element, z.B. eine Linse, hindurch. Mit Vorzug ist das optische Element zwischen der ersten Reflektorschicht und dem strahlungserzeugenden Element der Strahlungsquelle angeordnet.

Mittels des optischen Elements kann die in der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung seitens der Strahlungsaustrittsseite des optischen Elements gemäß einer vorgegebenen Abstrahlcharakteristik geformt werden. Insbesondere kann das optische Element derart ausgeführt sein, dass eine mittels der Strahlungsquelle beleuchtete Fläche, insbesondere eine Fläche der ersten Reflektorschicht, mit einer auf der Fläche in lateraler Richtung homogen verlaufenden Bestrahlungsstärke bestrahlt wird. Vorzugsweise verbreitert das optische Element durch Strahlformung die Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle gegenüber einer Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle ohne ein bereitgestelltes optisches Element. In der Folge wird mit Vorteil die mittels der Strahlungsquelle direkt beleuchtete Fläche der ersten Reflektorschicht vergrößert.

Zur effizienten Strahlformung sind diskrete optische Elemente, die jeweils einer einzelnen Strahlungsquelle zugeordnet sind, besonders geeignet.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Oberfläche des optischen Elements strahlungsaustrittsseitig, insbesondere auf der der ersten Reflektorschicht zugewandten Seite, einen konkav gekrümmten Teilbereich und einen den konkav gekrümmten Teilbereich, insbesondere lateral, umgebenden, konvex gekrümmten Teilbereich auf. Eine optische Achse, die durch das strahlungserzeugende Element der Strahlungsquelle verlaufen kann, verläuft bevorzugt durch den konkav gekrümmten Teilbereich. Der konvex gekrümmte Teilbereich ist bevorzugt von der optischen Achse beabstandet. Weiterhin ist das optische Element, insbesondere sind dessen optische Funktionsflächen, bevorzugt rotationssymmetrisch zur optischen Achse ausgeführt.

Mittels einer derartigen Formgebung kann vereinfacht eine, insbesondere symmetrische, Verbreiterung der Abstrahlcharakteristik erzielt werden, wobei die Bestrahlungsstärke auf der zu beleuchtenden, insbesondere ebenen Fläche lateral vorteilhaft homogen verteilt ist. Inhomogenitäten in der Strahlungsleistungsverteilung auf der direkt beleuchteten Fläche der ersten Reflektorschicht können vermieden werden. Eine rotationssymmetrische Ausführung ist hierfür besonders geeignet.

Der Abstand der Auskoppelfläche der Strahlungsquelle von der ersten Reflektorschicht kann aufgrund der Verbreiterung der Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle mittels des optischen Elements bei gleichbleibend homogener Ausleuchtung der ersten Reflektorschicht vorteilhaft gering gehalten werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das optische Element als separates optisches Element an der Strahlungsquelle befestigt. Die Auskoppelfläche der Strahlungsquelle kann hierbei durch eine Strahlungsaustrittsfläche des optischen Elements gebildet sein. Die Strahlformung mittels des optischen Elements erfolgt dann in vorteilhafter Nähe zum strahlungserzeugenden Element der Strahlungsquelle.

Das optische Element kann beispielsweise auf die Strahlungsquelle aufgeklebt oder, etwa mittels einer Mehrzahl von, vorzugsweise am optischen Element vorgesehenen, Passstiften, auf die Strahlungsquelle aufgesteckt sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung anhand einer schematischen Schnittansicht,

2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,

3 zeigt eine für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders vorteilhafte Anordnung von Strahlungsquellen,

4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung und

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.

Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 10 anhand einer schematischen Schnittansicht.

Die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfasst eine Reflektoranordnung mit einer ersten Reflektorschicht 1 und einer zweiten Reflektorschicht 2 sowie eine Mehrzahl von Strahlungsquellen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind eine erste Strahlungsquelle 3 und eine zweite Strahlungsquelle 4 der Beleuchtungsvorrichtung dargestellt. Es kann auch eine hiervon abweichende, etwa größere, Anzahl an Strahlungsquellen vorgesehen sein. Die Anzahl an Strahlungsquellen, die in der Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt werden, richtet sich zweckmäßigerweise nach der für die jeweilige Anwendung benötigten Strahlungsleistung bzw., in der entsprechenden lichttechnischen Größe, die die Empfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt, ausgedrückt, nach dem benötigten Lichtstrom.

Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung 10 eine Strahlungsaustrittsfläche 5 auf. Die erste Reflektorschicht 1 ist zwischen der Strahlungsaustrittsfläche 5 und den Strahlungsquellen 3 und 4 angeordnet. Die Strahlungsaustrittsfläche 5 kann beispielsweise durch die den Strahlungsquellen abgewandte Oberfläche der ersten Reflektorschicht 1 gegeben sein. Alternativ kann gegebenenfalls die den Strahlungsquellen abgewandte Oberfläche eines auf der den Strahlungsquellen abgewandten Seite der ersten Reflektorschicht angeordneten Elements der Beleuchtungsvorrichtung die Strahlungsaustrittsfläche bilden.

Die zweite Reflektorschicht 2 ist auf der der Strahlungsaustrittsfläche 5 gegenüberliegenden Seite der ersten Reflektorschicht 1 angeordnet.

Der Verlauf von in den Strahlungsquellen erzeugter Strahlung in der Beleuchtungsvorrichtung ist in 1 beispielhaft anhand der Strahlengänge der von der ersten Strahlungsquelle 3 erzeugten Strahlungsanteile 81, 82 und 83 dargestellt.

Strahlung verlässt die Strahlungsquellen 3 und 4 über eine Auskoppelfläche 6 der jeweiligen Strahlungsquelle. Der Strahlungskegel der Strahlungsquellen ist jeweils durch die gestrichelt angedeuteten entsprechenden Linien 7 begrenzt. Die Strahlungskegel der ersten Strahlungsquelle 3 und der zweiten Strahlungsquelle 4 überlappen hierbei auf der ersten Reflektorschicht 1.

Trotz des Überlapps auf der ersten Reflektorschicht kann strahlungsaustrittsseitig mittels Reflexion von Strahlung an der ersten und der zweiten Reflektorschicht eine homogene Strahlungsleistungsverteilung erzielt werden. Entsprechendes gilt für beabstandete, sich nicht überlappende Strahlungskegel.

Ein die erste Strahlungsquelle 3 über deren Auskoppelfläche 6 verlassender Strahlungsanteil 81 trifft, insbesondere direkt und/oder schräg, auf die erste Reflektorschicht 1 und tritt durch diese hindurch.

Ein weiterer Strahlungsanteil 82 der von der ersten Strahlungsquelle 3 erzeugten Strahlung trifft schräg auf die erste Reflektorschicht 1 und wird dort reflektiert. Nach dieser Reflexion trifft der Strahlungsanteil 82 auf die zweite Reflektorschicht, wird dort wiederum in Richtung der ersten Reflektorschicht reflektiert, trifft auf diese und tritt durch die erste Reflektorschicht 1 hindurch. Ein erster Auftreffpunkt 9 des Strahlungsanteils 82 auf der ersten Reflektorschicht ist von einem zweiten Auftreffpunkt 99 dieses Strahlungsanteils auf der ersten Reflektorschicht lateral beabstandet. Der zweite Auftreffpunkt 99 ist insbesondere lateral weiter von der Strahlungsquelle 3 beabstandet als der erste Auftreffpunkt 9.

Von den Strahlungsquellen erzeugte Strahlung durchstrahlt die erste Reflektorschicht, gegebenenfalls nach Vielfachreflexionen an der ersten und der zweiten Reflektorschicht, demnach teilweise. Dabei wird ein Teil der Strahlung mittels der ersten Reflektorschicht 1 gezielt von der Strahlungsaustrittsfläche 5 weg reflektiert.

Über die Reflexion von Strahlungsanteilen der von der ersten Strahlungsquelle erzeugten Strahlung an der ersten Reflektorschicht 1 und/oder zweiten Reflektorschicht 2 kann auf diese Weise eine homogene laterale Verteilung der Beleuchtungsstärke – gemessen in Lumen des von der Strahlungsquelle erzeugten, auf die erste Reflektorschicht treffenden Lichtstroms pro Quadratmeter der Auftrefffläche auf der ersten Reflektorschicht – auf der den Strahlungsquellen zugewandten Seite der ersten Reflektorschicht 1 erzielt werden. Insbesondere können auch Bereiche der ersten Reflektorschicht, die nicht direkt mittels der Strahlungsquelle 3 beleuchtet sind, über, gegebenenfalls mehrfache, Reflexion an der ersten und/oder der zweiten Reflektorschicht beleuchtet werden. Entsprechendes gilt für die von der zweiten Strahlungsquelle 4 erzeugte Strahlung. Insbesondere wird ein Teil der von den Strahlungsquellen erzeugten Strahlungen mittels der ersten Reflektorschicht 1 gezielt von der Strahlungsaustrittsfläche 5 weg reflektiert, wobei bevorzugt ein vorgegebener Strahlungsanteil durch die erste Reflektorschicht hindurch tritt. Dieser Anteil steht dann für die jeweilige Beleuchtungsanwendung zur Verfügung.

Die durch die erste Reflektorschicht hindurch getretene Strahlungsleistung ist auf der Strahlungsaustrittsfläche 5 vorteilhaft homogen verteilt. Die Beleuchtungsvorrichtung kann sich also durch eine lateral besonders homogen verteilte spezifische Lichtausstrahlung – angegebene in Lumen des aus der Beleuchtungsvorrichtung austretenden Lichtstroms pro Quadratmeter der Austrittsfläche – auszeichnen. Insbesondere kann das Auftreten von Inseln (Hot-Spots) erhöhter Strahlungsleistung auf der Strahlungsaustrittsfläche 5 mittels der Reflektoranordnung vereinfacht vermieden werden.

Ferner kann die Ausleuchtung einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden Fläche mit einer im Wesentlichen lateral konstanten Beleuchtungsstärke vereinfacht erzielt werden.

Die erste Reflektorschicht 1 und die zweite Reflektorschicht 2 überdecken einander in lateraler Richtung gegenseitig vollständig. Die erste Reflektorschicht 1 überdeckt weiterhin die Strahlungsquellen in lateraler Richtung. Die erste und die zweite Reflektorschicht verlaufen ferner vorzugsweise parallel zueinander.

Zwischen der ersten Reflektorschicht 1 und der zweiten Reflektorschicht 2 ist ein Strahlraum 11 ausgebildet und vorzugsweise in vertikaler Richtung begrenzt. In lateraler Richtung, d.h. der Haupterstreckungsrichtung der ersten Reflektorschicht, ist der Strahlraum 11 durch eine oder eine Mehrzahl von Seitenreflektorschichten 12 begrenzt. Von den Strahlungsquellen erzeugte Strahlungsleistung kann mittels der ersten und zweiten Reflektorschicht sowie der Seitenreflektorschichten auf den Strahlraum konzentriert werden. Der Strahlraum ist bevorzugt im Wesentlichen strahlungsdicht ausgebildet, d. h. von den Strahlungsquellen erzeugte Strahlung verlässt den Strahlraum im Wesentlichen nur über die dafür vorgesehene Fläche, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die erste Reflektorschicht 1 gegeben ist. Die Seitenreflektorschichten 12 beugen einer seitlichen, lateralen Auskopplung von Strahlung aus dem Strahlraum 11 vor.

Dies ist anhand des Strahlungsanteils 83, der zunächst von der ersten Reflektorschicht 1 reflektiert wird, daraufhin auf die Seitenreflektorschicht 12 trifft und von dieser wiederum in Richtung der zweiten Reflektorschicht 2 reflektiert wird, verdeutlicht. Würde auf die Seitenreflektorschicht 12 verzichtet, so würde der Strahlungsanteil 83 den Strahlraum 11 verlassen. Dies würde eine unerwünschte Minderung an Strahlungsleistung im Strahlraum und dementsprechend an über die Strahlungsaustrittsfläche 5 austretender Strahlungsleistung bedeuten. Die zweite Reflektorschicht 2 reflektiert den Strahlungsanteil 83 wiederum in Richtung der ersten Reflektorschicht 1. Der Strahlungsanteil 83 kann an dieser entweder weitergehend reflektiert werden oder durch die erste Reflektorschicht 1 hindurch treten.

Die Seitenreflektorschichten 12 erstrecken sich bevorzugt in vertikaler Richtung von der ersten Reflektorschicht 1 zur zweiten Reflektorschicht 2. Besonders bevorzugt verläuft die Seitenreflektorschicht senkrecht zur ersten und zur zweiten Reflektorschicht. Die Seitenreflektorschichten 12 sind weiterhin bevorzugt direkt an der ersten und/oder der zweiten Reflektorschicht angeordnet oder befestigt. Das Ausbilden eines lichtdichten Strahlraums 11 wird so erleichtert. Beispielsweise können die einzelnen Reflektorschichten, etwa mittels einer Klebeverbindung, verbunden sein.

Die erste Reflektorschicht 1, die zweite Reflektorschicht 2 und die Seitenreflektorschichten 12 weisen bevorzugt eine Reflektivität von 90% oder mehr, besonders bevorzugt von 95 % oder mehr, etwa von 98% oder mehr, auf. Bevorzugt enthalten diese Reflektorschichten hierzu ein Metall oder sind metallisch ausgeführt. Damit der überwiegende Strahlungsanteil über die erste Reflektorschicht austritt weisen die zweite Reflektorschicht und die Seitenreflektorschichten bevorzugt eine größere Reflektivität auf, als die erste Reflektorschicht, z.B. bis zu 100%. Eine Ausbildung der Reflektorschicht(en) als metallhaltig, z.B. auf Legierungsbasis oder metallisch, wie als Metallisierung oder metallische Spiegelfolie, ist für eine Beleuchtungsvorrichtung 10 besonders geeignet.

Die erste Reflektorschicht 1 und die Seitenreflektorschicht(en) ist (sind) bevorzugt ununterbrochen und durchgehend reflektierend ausgeführt. Vorzugsweise weisen diese Reflektorschichten eine über ihre Erstreckung im Wesentlichen konstante Reflektivität auf, sodass unabhängig vom Auftreffpunkt von Strahlung auf die erste Reflektorschicht gleich bleibende Anteile von Strahlung reflektiert werden und gleich bleibende Anteile an Strahlungsleistung durch die erste Reflektorschicht hindurchtreten können.

Bevorzugt ist die erste Reflektorschicht auf einem ersten Trägerelement 13, die zweite Reflektorschicht auf einem zweiten Trägerelement 14 und/oder die Seitenreflektorschicht(en) 12 ist (sind) auf dritten Trägerelementen 15 angeordnet und/oder befestigt. Vorzugsweise ist jeder Seitenreflektorschicht 12 ein diskretes Trägerelement 15 zugeordnet. Die Trägerelemente 13, 14 und 15 können beispielsweise einen Teil eines Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung bilden. Die jeweiligen Reflektorschichten können auf die jeweiligen Trägerelemente aufgebracht, etwa aufgeklebt, auflaminiert oder aufgedampft, sein.

Das erste Trägerelement 13 der ersten Reflektorschicht 1 ist vorzugsweise auf der den Strahlungsquellen 3 und 4 abgewandten Seite der ersten Reflektorschicht angeordnet. Das erste Trägerelement 13 ist zweckmäßigerweise strahlungsdurchlässig für die von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung ausgebildet. Gegebenenfalls kann das erste Trägerelement zur weitergehenden Homogenisierung der Strahlungsleistungsverteilung der durch das Trägerelement hindurch tretenden Strahlung als Diffusorelement, etwa als Diffusorplatte, z.B. aus Plexiglas, ausgebildet sein. Das zweite oder dritte Trägerelement kann, da es im wesentlichen nicht dem Strahlungsaustritt dient bzw. die jeweilige getragene Reflektorschicht hochreflektiv ist, absorbierend ausgeführt sein.

Das Verhältnis der Beleuchtungsstärke auf der den Strahlungsquellen zugewandten Seite der ersten Reflektorschicht 1 zur spezifischen Lichtausstrahlung auf der Strahlungsaustrittsfläche beträgt 0,2 oder weniger, bevorzugt 0,1 oder weniger, besonders bevorzugt 0,05 oder weniger. Dies kann durch die oben angeführten hohen Reflektivitäten, insbesondere größer oder gleich 98% erzielt werden.

Überraschenderweise ist trotz dieser starken Konzentration von Strahlungsleistung im Strahlraum 11 eine strahlungsaustrittsseitig homogen verteilte und für das Hinterleuchten einer Anzeigevorrichtung, etwa eines LCD, geeignete, aus der Beleuchtungsvorrichtung tretende Strahlungsleistung erzielbar, wobei die Beleuchtungsanordnung aufgrund der lateralen Verteilung der Strahlungsleistung mittels der Reflektoranordnung besonders kompakt ausgebildet werden kann.

Bevorzugt ist die Beleuchtungsvorrichtung quaderartig ausgebildet.

Die zweite Reflektorschicht 2, die bevorzugt einstückig ausgebildet ist, weist eine Mehrzahl von Aussparungen 16 auf, in die die Strahlungsquellen 3, 4 eingreifen. Die Strahlungsquellen können insbesondere derart in die Aussparung eingreifen, dass die Auskoppelflächen 6 der Strahlungsquellen mit der der ersten Reflektorschicht zugewandten Oberfläche der zweiten Reflektorschicht abschließen. Hierdurch wird gewährleistet, dass im Wesentlichen die gesamte, die Strahlungsquelle verlassende Strahlung zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht aus der Strahlungsquelle auskoppelt. Die Anzahl an Aussparungen 16 entspricht bevorzugt der Anzahl an Strahlungsquellen, sodass Reflexionsverluste durch Hindurchtreten von Strahlung durch eine nicht mit einer Strahlungsquelle belegte Aussparung vermieden werden. Die Aussparungen 16 erstrecken sich vorzugsweise auch durch das die zweite Reflektorschicht tragende zweite Trägerelement 14 hindurch. Bevorzugt ist einer Strahlungsquelle jeweils eine eigene, diskrete Aussparung zugeordnet. Weiterhin sind die Aussparungen bevorzugt derart an die Strahlungsquellen angepasst, dass die Strahlungsquellen lateral mit der jeweiligen Aussparung beispielsweise reibschlüssig, abschließen.

Um den Strahlraum 11 gegenüber einem Strahlungsdurchtritt durch die Seitenreflektorschichten 12 und/oder die zweite Reflektorschicht 2 abzudichten, kann gegebenenfalls auf der dem Strahlraum abgewandten Seite der Seitenreflektorschichten oder der zweiten Reflektorschicht, insbesondere jeweils, eine Zusatzreflektorschicht angeordnet sein. Eine derartige Zusatzreflektorschicht ist in 1 nicht explizit dargestellt, kann jedoch zwischen den dargestellten Reflektorschichten und dem jeweiligen Trägerelement angeordnet sein.

Für eine Reflektorschichtstruktur, die die jeweiligen Reflektorschicht – Seitenreflektorschicht(en) oder zweite Reflektorschicht – und eine entsprechende Zusatzreflektorschicht umfasst, und die erste Reflektorschicht können so vereinfacht gleichartige Einzelreflektorschichten eingesetzt werden, wobei beim Ausbilden der ersten Reflektorschicht auf eine Zusatzreflektorschicht verzichtet werden kann, so dass ein Strahlungsaustritt über die erste Reflektorschicht vereinfacht ermöglicht ist.

Bevorzugt beträgt der Abstand der Auskoppelfläche 6 der Strahlungsquellen 3 bzw. 4 von der ersten Reflektorschicht 5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 2 mm oder weniger, etwa 1 mm oder weniger. Das Ausbilden einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung wird so erleichtert. Ein Abstand größer als 0,7 mm ist weiterhin besonders bevorzugt.

Die Strahlungsquellen 3 und 4 der Beleuchtungsvorrichtung 10 sind bevorzugt als Strahlungsemissionsdioden ausgeführt. Besonders bevorzugt sind die Strahlungsemissionsdioden als Lichtemissionsdioden zur Erzeugung sichtbarer Strahlung ausgeführt. Die Strahlungsemissionsemissionsdioden weisen hierbei bevorzugt jeweils einen zur Strahlungserzeugung vorgesehenen Halbleiterchip 17 auf. Dieser Halbleiterchip kann in einer Kavität 18 eines Gehäusekörpers 19, beispielsweise einen Kunststoff enthaltend, eines Strahlungsemissionsdiodenbauteils 20 angeordnet sein. Weiterhin ist der Halbleiterchip bevorzugt in eine Umhüllung 21, z.B. ein Harz oder ein Silikon enthaltend, eingebettet, die diesen vor schädlichen äußeren Einflüssen schützt. Ein oberflächenmontierbares Strahlungsemissionsdiodenbauteil ist für eine kleine und kompakte Beleuchtungsvorrichtung besonders geeignet. Auf eine Darstellung der elektrischen Anschlüsse der Strahlungsemissionsdioden wurde in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

Weiterhin können die Strahlungsquellen auf einem Strahlungsquellenträger 22 angeordnet sein, der die Strahlungsquellen mit Vorzug mechanisch stabilisiert. Der Strahlungsquellenträger kann insbesondere die Rückwand eines Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung bilden. Im Falle von Strahlungsemissionsdiodenbauteilen ist der Strahlungsquellenträger vorzugsweise als Leiterplatte ausgeführt, die der elektrischen Kontaktierung der Bauteile dienen kann. Der Strahlungsquellenträger 22 kann, anders als dargestellt, auch direkt an dem zweiten Trägerelement 14 angeordnet oder gegebenenfalls an diesem befestigt sein. Für eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung sind oberflächenmontierbaren Strahlungsemissionsdiodenbauteile (SMD: Surface Mountable Device) besonders geeignet.

Halbleiterchips können zur Ausleuchtung der ersten Reflektorschicht gegebenenfalls auch direkt auf die zweite Reflektorschicht, die dann dementsprechend bevorzugt elektrisch leitend und besonders bevorzugt als Chipträger ausgeführt ist, montiert und mittels der zweiten Reflektorschicht elektrisch kontaktiert werden. In diesem Fall wird Strahlung zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht erzeugt. Die Strahlungsquelle kann im Wesentlichen durch den Halbleiterchip gebildet sein.

In den Strahlungsquellen 3 und 4 erzeugte Strahlung tritt, insbesondere vor dem, vorzugsweise direkten oder erstmaligen, Auftreffen, auf die erste Reflektorschicht 1 der Reflektoranordnung durch ein optisches Element 23 hindurch.

Werden Strahlungsemissionsdioden als Strahlungsquellen eingesetzt, kann das optische Element 23 beispielsweise durch geeignete Formgebung der Umhüllung 21, wie exemplarisch bei der Strahlungsquelle 3 dargestellt, in der Diode integriert ausgebildet sein oder das optische Element kann, wie exemplarisch bei der Strahlungsquelle 4 dargestellt, als separates optisches Element auf einem Strahlungsemissionsdiodenbauteil angeordnet und/oder an diesem befestigt sein.

Das optische Element kann beispielsweise auf die Strahlungsemissionsdiode aufgesteckt oder aufgeklebt sein. Vorzugsweise sind hierzu im Gehäusekörper und/oder am optischen Element entsprechende Befestigungsvorrichtungen ausgebildet. Diese sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht explizit dargestellt.

Eine für die Beleuchtungsvorrichtung besonders geeignete Strahlungsquelle mit einem an einer Strahlungsemissionsdiode befestigbaren optischen Element, das für eine Verbreiterung der Abstrahlcharakteristik der Strahlungsemissionsdiode und eine homogene Ausleuchtung besonders geeignet ist, ist in der Patentanmeldung DE 10 2005 020 908.4 näher beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit explizit in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird.

Neben zwei elektrischen Anschlüssen zur Kontaktierung des Halbleiterchips weist diese Strahlungsemissionsdiode ein separates thermisches Anschlussteil, das getrennt von den elektrischen Anschlussteilen, zum Beispiel an eine Wärmesenke, anschließbar ist auf. Als Hochleistungs-Strahlungsemissionsdiode eignet sich diese Strahlungsemissionsdiode besonders für Beleuchtungsanwendungen.

Als Strahlungsemissionsdioden sind weiterhin Bauteile mit folgenden Typenbezeichnungen des Herstellers Osram Opto Semiconductors GmbH oder damit verwandte Bauteile als Strahlungsquelle für eine Beleuchtungsvorrichtung geeignet: LB A670, LB W5SG.

Das letztgenannte Bauteil ist beispielsweise in der Patentanmeldung WO 02/084749 näher beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit explizit durch Referenz in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Dieses Bauteil eignet sich insbesondere für hohe zu erzeugende Strahlungsleistungen. Weiterhin kann am Gehäusekörper dieses Bauteils, der eine vergleichsweise große, frei zugängliche Oberfläche, die das Vorsehen von Befestigungsvorrichtungen für ein optisches Element erleichtert, aufweist, vereinfacht ein optisches Element befestigt, z.B., etwa mittels am optischen Element vorgesehenen Passstiften, aufgesteckt, werden.

Die Oberfläche des optischen Elements 23, das z.B. als Linse ausgeführt ist, weist bevorzugt strahlungsaustrittsseitig einen konkav gekrümmten Teilbereich 230 auf, durch den besonders bevorzugt eine optische Achse 231 verläuft. Die optische Achse 231 verläuft weiterhin bevorzugt durch die Strahlungsquelle, insbesondere den Halbleiterchip 17.

Das optische Element 23, insbesondere dessen Strahlungsaustrittsfläche, weist ferner bevorzugt einen den konkav gekrümmten Teilbereich, insbesondere in einem Abstand zur optischen Achse 231, lateral umgebenden, insbesondere umlaufenden, konvex gekrümmten Teilbereich 232 auf. Die Strahlungsaustrittsfläche des optischen Elements bildet mit Vorzug die Auskoppelfläche 6 der Strahlungsquelle.

Über eine derartige Formgebung des optischen Elements 23 kann die Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle gegenüber der nicht modifizierten Abstrahlcharakteristik des Strahlung erzeugenden Elements dieser Strahlungsquelle, etwa des Halbleiterchips, mit Vorteil verbreitert werden. Durch die gekrümmte Formgebung der Strahlungsaustrittsfläche wird Strahlung strahlungsaustrittsseitig von der optischen Achse weg gebrochen. Hierdurch wird der mittels der Strahlungsquelle direkt beleuchtete Bereich der ersten Reflektorschicht bei vorgegebenem Abstand der Strahlungsaustrittsfläche des optischen Elements zur ersten Reflektorschicht mit Vorteil vergrößert. Umgekehrt kann bei einem zu beleuchtenden Teilbereich einer vorgegebenen Fläche der ersten Reflektorschicht die Strahlungsquelle aufgrund der Verbreiterung der Abstrahlcharakteristik durch das optische Element mit Vorteil vereinfacht näher an der ersten Reflektorschicht angeordnet werden. Strahlung trifft somit vermehrt unter großen Winkeln zur Oberflächennormalen der ersten Reflektorschicht auf diese auf. Hieraus resultiert eine vermehrte Reflexion unter vergleichsweise großen Winkeln an der ersten Reflektorschicht, wodurch eine laterale homogene Ausleuchtung vereinfacht erzielt werden kann.

Das optische Element 23 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Beleuchtungsstärke auf dem mittels der Strahlungsquelle beleuchteten Teilbereich der, insbesondere ebenen, ersten Reflektorschicht 1 lateral homogen verteilt ist. Hierzu ist das optische Element 23 besonders bevorzugt rotationssymmetrisch zur optischen Achse 231, ausgebildet. Weiterhin verläuft die optische Achse 231 bevorzugt parallel zur Oberflächennormalen der ersten Reflektorschicht. Eine homogene direkte Beleuchtung der ersten Reflektorschicht 1 wird so erleichtert.

Insgesamt wird mittels der Vorformung der Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle über das optische Element 23 und den (Vielfach)Reflexionen im Strahlraum 11 der Reflektoranordnung eine strahlungsaustrittsseitig homogene spezifische Ausstrahlung der Beleuchtungsvorrichtung erzielt, wobei die Beleuchtungsvorrichtung zugleich klein und kompakt realisiert werden kann.

Weiterhin erleichtert eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung die flächige homogene Ausleuchtung einer zu beleuchtenden Fläche, die seitens der Strahlungsaustrittsfläche angeordnet ist. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise für Anzeigevorrichtungen mit einer Flächendiagonalen von bis zu 57'' eingesetzt werden. Auch Anzeigevorrichtungen mit einer größeren Flächendiagonalen, insbesondere der Strahlungsaustrittsfläche, können mittels der Beleuchtungsvorrichtung vereinfacht und insbesondere kompakt realisiert werden.

Um die strahlungsaustrittsseitig und/oder durch das erste Trägerelement 13 austretende Strahlung parallel zur Oberflächenormalen der Strahlungsaustrittsfläche 5 zu richten, kann auf der den Strahlungsquellen abgewandten Seite der ersten Reflektorschicht eine Schichtstruktur 24 angeordnet sein. Ein derartiger Schichtstapel wird auch als Helligkeitsverstärkungsfilm (BEF: Brightness Enhancement Film) bezeichnet, da die von einem Beobachter in der Umgebung der Oberflächennormalen wahrgenommenen Helligkeit mittels der Schichtstruktur erhöht wird. Der Kontrast kann so verstärkt werden. Ein D-BEF (Double-BEF) ist als Helligkeitsverstärkungsfilm besonders geeignet.

Die Schichtstruktur 24 umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Einzelschichten, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht explizit dargestellt sind. Von der Strahlungsquelle erzeugte, durch die erste Reflektorschicht hindurchtretende Strahlung trifft, vorzugsweise nach dem Durchgang durch das erste Trägerelement und/oder die Schichtstruktur 24, auf eine zu hinterleuchtende Anzeigevorrichtung 25, z.B. ein LCD, die bevorzugt, insbesondere zusammen mit der Schichtstruktur, in dem auf der ersten Reflektorschicht angeordneten Schichtverbund integriert und besonders bevorzugt den Schichtverbund abschließt.

In 2 ist eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung dargestellt.

Im Wesentlichen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 2 dem in 1 gezeigten. Im Unterschied hierzu ist der Strahlungsquellenträger 22 direkt am zweiten Trägerelement 14 angeordnet und vorzugsweise befestigt.

Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 eine Mehrzahl von Strahleinheiten 30 auf, die insbesondere jeweils, wiederum eine Mehrzahl von Strahlungsquellen umfassen. Eine Strahleinheit 30 weist hierbei eine erste Strahlungsquelle 3, eine zweite Strahlungsquelle 4 und eine dritte Strahlungsquelle 26 auf. Die Strahlungsquellen einer Strahleinheit erzeugen mit Vorzug, insbesondere paarweise, verschiedenfarbige Strahlungen. Beispielsweise erzeugt die erste Strahlungsquelle 3 Strahlung im roten Spektralbereich, die zweite Strahlungsquelle 4 Strahlung im grünen Spektralbereich und die dritte Strahlungsquelle 26 Strahlung im blauen Spektralbereich. Mittels einer Strahleinheit 30 können somit verschiedenfarbige Strahlungen erzeugt werden. Insbesondere kann eine Strahleinheit auch, bei gleichzeitigem Betrieb einer Mehrzahl von Strahlungsquellen, mischfarbige Strahlung, insbesondere weißes Licht, erzeugen. Auf eine explizite Darstellung des Strahlengangs wurde in 2 verzichtet. Die Strahlungsquellen einer Strahleinheit sind vorzugsweise lateral nebeneinander, insbesondere gruppiert, angeordnet.

Der Abstand der Auskoppelflächen 6 der Strahlungsquellen von der ersten Reflektorschicht 1 kann beispielsweise 3,5 mm betragen. Das erste Trägerelement 13 kann beispielsweise als, z.B. 3 mm dicker, Diffusor, etwa aus Plexiglas, ausgeführt sein. Der Abstand zwischen der ersten Reflektorschicht 1 und der zweiten Reflektorschicht 2 kann beispielsweise 5 mm betragen. Hierzu sind die dritten Trägerelemente 15, die diesen Abstand bevorzugt bestimmen bzw. als Abstandshalter ausgebildet sind, dementsprechend, z.B. mit einer Höhe von 5 mm, ausgeführt. Die Reflektorschichten können beispielsweise jeweils eine Reflektivität von 98% aufweisen. Die Gesamtdicke einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung 10 kann 10 mm oder weniger betragen. Mittels einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung kann strahlungsaustrittsseitig eine Leuchtdichte erreicht werden, die einer Leuchtdichte, die für herkömmliche Anzeigevorrichtungen zur Hinterleuchtung eingesetzt wird, entspricht.

Mit einer gemäß 1 oder 2, insbesondere quaderartig ausgebildeten Test-Beleuchtungsvorrichtung, die eine in Aufsicht rechteckige Strahlungsaustrittsfläche mit den Abmessungen 100 mm·120 mm und zwei in einem Abstand von 70 mm auf einer Diagonalen der einer Grundfläche des Quaders angeordneten Strahlungsemissionsdioden umfasste, konnte strahlungsaustrittsseitig eine sehr homogene Strahlungsleistungsverteilung erzielt werden. Die Einzellichtquellen waren austrittsseitig nicht mehr unterscheidbar.

In 3 ist eine für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders vorteilhafte Anordnung der Strahlungsquellen einer Strahleinheit schematisch dargestellt.

Die Strahleinheit 30 weist bevorzugt eine erste Strahlungsquelle 3, eine zweite Strahlungsquelle 4, eine dritte Strahlungsquelle 26 und eine vierte Strahlungsquelle 27 auf. Die Strahlungsquellen sind vorzugsweise als Strahlungsemissionsdioden ausgeführt. Insbesondere wird die Strahlung in den Strahlungsquellen vorzugsweise mittels optoelektronischer Halbleiterchips erzeugt. Die Strahlungsquelle 4 ist bevorzugt zur Erzeugung von Strahlung im roten Spektralbereich, die Strahlungsquellen 3 und 26 im grünen Spektralbereich und die Strahlungsquelle 27 zur Erzeugung von Strahlung im blauen Spektralbereich ausgebildet. Zwei Strahlungsquellen einer Strahleinheit können also zur Erzeugung gleichfarbiger Strahlung, insbesondere Strahlung der gleichen Peakwellenlänge, z.B. grüner Strahlung, ausgebildet sein.

Als für eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eine flächige Beleuchtungsvorrichtung, hat sich eine rautenartige Anordnung der vier Strahlungsquellen der Strahleinheit als besonders geeignet erwiesen. Benachbarte Strahlungsquellen weisen bevorzugt jeweils, abgesehen von den Strahlungsquellen 3 und 26, den gleichen Abstand a auf. Diese Anordnung ist für die Erzeugung homogenen mischfarbigen Lichts mittels der Strahleinheit zur Ausleuchtung der ersten Reflektorschicht besonders geeignet. Ein Abstand a von ungefähr 10 mm hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.

Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung bevorzugt eine Mehrzahl von Strahleinheiten, wobei einzelne Strahleinheiten besonders bevorzugt auf Gitterpunkten eines zweidimensionalen hexagonalen Gitters angeordnet sind. Die einzelnen Strahlungsquellen sind bevorzugt um den jeweiligen Gitterpunkt gruppiert angeordnet.

In 4 ist eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 entspricht im Wesentlichen den in den 1 und 2 gezeigten, wobei auch hier Strahleinheiten 30, deren Strahlungsquellen verschiedenfarbige Strahlung erzeugen können, eingesetzt werden (vergleiche hierzu auch die 2 und 3). Im Unterschied zu den vorhergehenden Figuren ist im Ausführungsbeispiel gemäß 4 auf die Trägerelemente 13, 14 und 15 verzichtet.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist weiterhin im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen zwischen der ersten Reflektorschicht 1 und der zweiten Reflektorschicht 2 ein Lichtleiter 28 angeordnet. Insbesondere kann der Strahlraum 11 im Wesentlichen durch den Lichtleiter 28 gebildet sein.

Die erste Reflektorschicht 1, die zweite Reflektorschicht 2 und/oder die Seitenreflektorschichten 12 sind bevorzugt auf den entsprechenden Oberflächen des Lichtleiters angeordnet oder ausgebildet. Bevorzugt ist zumindest eine dieser Reflektorschichten, besonders bevorzugt sind alle der Reflektorschichten, auf den Lichtleiter 28 aufgebracht, beispielsweise aufgedampft oder auflaminiert. Beispielsweise kann hierzu eine Metallisierung, etwa durch Aufdampfen, auf dem Lichtleiter 28 ausgebildet sein oder eine Spiegelfolie auf den Lichtleiter auflaminiert sein. Mit Vorteil kann so auf das Vorsehen zusätzlicher Trägerelemente für die Reflektorschichten verzichtet werden.

Auf der den Strahlungsquellen 3, 4 bzw. 26 abgewandten Seite der ersten Reflektorschicht ist ein Diffusorelement 29 angeordnet. Im Gegensatz zum Trägerelement 13 gemäß den 1 oder 2 übernimmt das Diffusorelement mit Vorzug keine mechanisch tragende Funktion für die erste Reflektorschicht 1. Vielmehr kann der Lichtleiter der zwischen der ersten und der zweiten Reflektorschicht angeordnet ist, die erste Reflektorschicht und bevorzugt auch die weiteren Reflektorschichten tragen.

Seitens der Strahlungsquelle 3 kann im Lichtleiter eine Ausnehmung 31 ausgebildet sein, in die die Auskoppelfläche 6 der jeweiligen Strahlungsquelle eingreifen kann. Bevorzugt ist für jede Strahlungsquelle eine, insbesondere diskrete, derartige Ausnehmung 31 ausgebildet. Die Ausnehmungen können, beispielsweise bei der Herstellung des Lichtleiters, etwa im Spritzgussverfahren, im Lichtleiterkörper vorgeformt werden.

Zwischen der Auskoppelfläche 6 und dem Lichtleiter 28 kann, insbesondere im verbleibenden Freiraum der Ausnehmung, ein Brechungsindexanpassungsmaterial, etwa ein Silikongel, angeordnet sein. Reflexionsverluste beim Übertritt von Strahlung aus der Ausnehmung in den Lichtleiter am Lichtleiter können so vermindert werden. Das Brechungsindexanpassungsmaterial mindert mit Vorteil den Brechungsindexsprung zwischen dem Material in der Ausnehmung, etwa Luft, und dem Material des Lichtleiters bzw. des optischen Elements. Bevorzugt weist das Brechungsindexanpassungsmaterial einen Brechungsindex zwischen dem seitens der Auskoppelfläche angrenzenden Material und dem Material des Lichtleiters auf. Ferner grenzt das Brechungsindexanpassungsmaterial bevorzugt an die Auskoppelfläche und den Lichtleiter an. Der Freiraum kann im Wesentlichen vollständig mit dem Brechungsindexanpassungsmaterial befüllt sein.

Aufgrund des Verzichts auf die Trägerelemente und des gegebenenfalls direkten Aufbringens der Reflektorschichten 1, 2 und 12 auf den Lichtleiter 28 wird das Ausbilden einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung vereinfacht.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. Im Wesentlichen entspricht das Ausführungsbeispiel in 5 dem in 4 gezeigten.

Im Unterschied hierzu ist auf der der Auskoppelfläche 6 gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung 31, insbesondere jeweils, ein Reflektorelement 32 angeordnet und/oder ausgebildet. Bevorzugt verjüngt sich der Querschnitt des Reflektorelements 32 vom Lichtleiter in Richtung der Auskoppelfläche. Besonders bevorzugt ist das Reflektorelement symmetrisch zur optischen Achse 231 des optischen Elements 23 angeordnet. Das Reflektorelement 32 kann beispielsweise mit einem reflexionssteigernden Material, z.B. einem Metall, beschichtet sein. Bevorzugt weist das Reflektorelement 32 einen im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf.

Mittels des Reflektorelements kann die Strahlung, welche die Strahlungsquelle über die Auskoppelfläche 6 verlässt, gegebenenfalls zusätzlich zu einer Strahlformung im optischen Element 23 in lateraler Richtung verteilt werden. Dies ist durch den Strahlungsanteil 84 verdeutlicht, dessen Winkel zur optischen Achse 231 über Reflexion an dem Reflektorelement vergrößert wird. Die Auftrefffläche von Strahlung auf der ersten Reflektorschicht kann so erhöht werden. Eine großflächige Strahlungsleistungsverteilung auf der ersten Reflektorschicht ist in der Folge vereinfacht erzielbar.

Weiterhin ist das Reflektorelement bevorzugt von der Auskoppelfläche 6 beabstandet. Bereits ausreichend große Winkel zur optischen Achse aufweisende Strahlungsanteile können so vereinfacht ohne Reflexion an dem Reflektorelement auf die erste Reflektorschicht treffen.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.


Anspruch[de]
Beleuchtungsvorrichtung (10) mit einer Strahlungsaustrittsfläche (5), einer Reflektoranordnung, die eine erste Reflektorschicht (1) und eine zweite Reflektorschicht (2) aufweist, und einer Strahlungsquelle (3, 4, 26, 27), wobei

– die erste Reflektorschicht zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und der Strahlungsquelle angeordnet ist und von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung die erste Reflektorschicht teilweise durchstrahlt und

– die zweite Reflektorschicht auf der der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite der ersten Reflektorschicht angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (10) zur lateralen Ausleuchtung der Strahlungsaustrittsfläche (5) ausgebildet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von Strahlungsquellen (3, 4, 26, 27) aufweist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) zwischen der Strahlungsaustrittsfläche (5) und der Mehrzahl von Strahlungsquellen (3, 4, 26, 27) angeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) einen Teil der von der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen (3, 4, 26, 27) erzeugten Strahlung gezielt von der Strahlungsaustrittsfläche (5) weg reflektiert. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) die zweite Reflektorschicht (2) in lateraler Richtung vollständig überdeckt und/oder umgekehrt. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) und/oder die zweite Reflektorschicht (2) eine Reflektivität von 90% oder größer, bevorzugt von 95% oder größer, besonders bevorzugt von 98% oder größer, aufweist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) und/oder die zweite Reflektorschicht (2) ein Metall enthält oder metallisch ausgeführt ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektivität der zweiten Reflektorschicht (2) größer ist als die Reflektivität der ersten Reflektorschicht (1). Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der ersten Reflektorschicht (1) gegenüberliegenden Seite der zweiten Reflektorschicht (2) eine Zusatzreflektorschicht angeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reflektorschicht (1) und/oder die zweite Reflektorschicht (2) einstückig, insbesondere als durchgehend reflektierende, ununterbrochene Schicht, ausgeführt ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reflektorschicht (2) eine Aussparung oder eine Mehrzahl von Aussparungen (16) aufweist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle in die Aussparung eingreift bzw. die Mehrzahl von Strahlungsquellen (3, 4, 26, 27) in die Aussparungen (16) eingreift. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass einer Strahlungsquelle (3, 4, 26, 27) jeweils eine diskrete Aussparung (16) zugeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Auskoppelfläche aufweist, durch die in der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung die Strahlungsquelle verlässt, bzw. die Strahlungsquellen 3, 4, 26, 27) jeweils eine Auskoppelfläche (6) aufweisen, durch die in den Strahlungsquellen erzeugte Strahlung die Strahlungsquellen verlässt. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Auskoppelfläche (6) bzw. einer Mehrzahl von Auskoppelflächen zur Strahlungsaustrittsfläche (5) und/oder zur ersten Reflektorschicht (1) 5 mm oder weniger, bevorzugt 2 mm oder weniger, besonders bevorzugt 1 mm oder weniger, beträgt. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelfläche bzw. eine Mehrzahl von Auskoppelflächen (6) zwischen der ersten Reflektorschicht (1) und der zweiten Reflektorschicht (2) angeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (3, 4, 26, 27) als Strahlungsemissionsdiode (20) ausgeführt ist bzw. eine Mehrzahl von Strahlungsquellen als Strahlungsemissionsdiode ausgeführt ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strahlungsquelle bzw. in der Mehrzahl von Strahlungsquellen (3, 4, 26, 27) erzeugte Strahlung vor einem Auftreffen auf der ersten Reflektorschicht (1) durch ein optisches Element (23) hindurchtritt. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass einer Strahlungsquelle (3, 4, 26, 27) jeweils ein optisches Element (23) zugeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des optischen Elements strahlungsaustrittsseitig einen konkav gekrümmten Teilbereich (230) und einen den konkav gekrümmten Teilbereich umgebenden, konvex gekrümmten Teilbereich (232) aufweist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoranordnung eine Seitenreflektorschicht (12) aufweist und sich die Seitenreflektorschicht von der ersten Reflektorschicht (1) zur zweiten Reflektorschicht (2) erstreckt. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Reflektorschicht (1), der zweiten Reflektorschicht (2) und der Seitenreflektorschicht (12) ein Strahlraum gebildet ist, auf den die von der Strahlungsquelle bzw. den Strahlungsquellen erzeugte Strahlungsleistung konzentriert ist. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenreflektorschicht (12) an der ersten (1) und/oder der zweiten Reflektorschicht (2) angeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenreflektorschicht (12) eine Reflektivität von 90% oder größer, bevorzugt von 95% oder größer, besonders bevorzugt von 98% oder größer, aufweist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektivität der Seitenreflektorschicht (12) größer ist als die Reflektivität der ersten Reflektorschicht (1). Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenreflektorschicht (12) ein Metall enthält oder metallisch ausgeführt ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenreflektorschicht (12) einstückig, insbesondere als durchgehend reflektierende, ununterbrochene Schicht, ausgeführt ist. Beleuchtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (10) zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung vorgesehen ist.






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