DE10013056B4

DE10013056B4 - Beleuchtungsanordnung

Info

Publication number: DE10013056B4
Application number: DE10013056.9A
Authority: DE
Inventors: Simon Blümel; Günter Waitl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2000-03-19
Filing date: 2000-03-19
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-20
Also published as: DE10013056A1

Abstract

Beleuchtungsanordnung mit Blenden, einem Lichtquellenmodul mit einer Anordnung lichtemittierender Dioden (LED) und einer im Strahlengang der Anordnung angeordneten optischen Einrichtung, und einer zu beleuchtenden Fläche, wobei – die lichtemittierenden Dioden die im Abstand angeordnete zu beleuchtende Fläche anstrahlen, – eine Fläche des Lichtquellenmoduls kleiner als die zu beleuchtende Fläche ist, – die optische Einrichtung wenigstens eine Kondensorlinse mit einer nachgeschalteten Prismenplatte enthält, – die optische Einrichtung das von der LED-Anordnung emittierte Licht derart umformt, dass die Leuchtdichteverteilung auf der zu beleuchtenden Fläche gleichmässig ist, und – die zu beleuchtende Fläche die Blenden aufweist, die dazu eingerichtet sind, einen von dem Lichtquellenmodul emittierten Lichtstrahl vom Fremdlicht abzuschirmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung.
Die Druckschrift US 6 019 493 A betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung. Die Druckschriften JP H10-49 075 A und US 5 548 271 A beschreiben Displays. Die Druckschrift DE 198 33 299 C1 betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. In den Druckschriften US 4 937 715 A und US 6 019 493 A sind Beleuchtungsvorrichtungen mit Fresnellinsen beschrieben. Die Druckschrift DE 12 03 707 A ist auf Beleuchtungsvorrichtungen mit lichtdurchlässigen Prismenplatten gerichtet.
Oft ist es erwünscht, große Flächen oder Streifen möglichst homogen auszuleuchten. Derartige Beleuchtungen werden in der Werbe- und Effektbeleuchtungsindustrie benötigt. Üblicherweise werden farbige Streuflächen mit Leuchtstofflampen hinterleuchtet. Streuflächen und Leuchtstofflampen können in ihrer Form speziell den Erfordernissen angepasst sein, jedoch ist bei der Formgebung der Leuchtstofflampen erheblicher Aufwand erforderlich.
Eine andere Möglichkeit zur Lösung des gestellten Problems liegt im Einsatz von lichtemittierenden Dioden (LED), die über die gesamte auszuleuchtende Fläche verteilt bzw. aufgeteilt werden müssen, um eine möglichst gleichmäßige Leuchtdichteverteilung auf der auszuleuchtenden Streuscheibe zu erreichen. Dies erfolgt beispielsweise über entsprechend grosse Platinen mit LEDs, die auf den Platinen verteilt sind, um das erwünschte Ergebnis zu erzielen. Die Größe der Platinen orientiert sich auf Grund der erforderlichen Verteilung an der zu be- bzw. hinterleuchtenden Fläche und ist üblicherweise etwa gleich gross wie die Fläche. Dies wiederum bedeutet einen hohen Preis dieser Aufbauten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine andere und kostengünstigere Möglichkeit für eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung vorgegebener Flächen anzugeben bzw. eine derartige Anordnung anzugeben.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines LED-Lichtquellenmoduls mit Beleuchtungsfläche,
2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Beleuchtung einer Fläche mit einer erfindungsgemässen Beleuchtungsanordnung,
3 eine schematische Querschnittsdarstellung der Beleuchtung einer breiten und geformten Fläche mit einer erfindungsgemässen Beleuchtungsanordnung und
4 eine schematische Querschnittsdarstellung der Beleuchtung einer gewölbten Fläche mit einer erfindungsgemässen Beleuchtungsanordnung.
Gemäß 1 befindet sich ein Lichtquellenmodul 1 mit einer Anordnung 2 mit mindestens einer LED zentral in einiger Entfernung hinter einer zu be- bzw. hinterleuchtenden Fläche 4, die im Ausführungsbeispiel streifenförmig ist. Die Fläche des Moduls 1 ist kleiner als die Fläche 4.
Das Modul 1 ist mit einer Primäroptik 3 augestattet, die die homogene oder wenigstens möglichst gleichmässige Leuchtdichteverteilung auf der zu beleuchtenden Fläche 4 bewirkt. Diese Primäroptik ist nach den Regeln der Optik ausgelegt und formt das von wenigstens einer oder mehreren im Idealfall punktförmig anzusehender LED-Bauelementen ausgehende Licht um, um die möglichst gleichmäßige Leuchtdichteverteilung auf der Fläche 4 zu erreichen. Die Primäroptik kann dabei beispielsweise aus einer oder mehreren Kondensorlinsen und einer nachgeschalteten Prismenplatte bestehen. Jeder LED kann eine Kondensorlinse zugeordnet sein und die Prismenplatte der oder den Kondensorlinse(n). Je nach Aufbau der Primäroptik lassen sich beliebig geformte (Streu-)Flachen 4 homogen beleuchten. Auf diese Weise wird die benötigte Platinenfläche, auf denen die LED bzw. mehrere LEDs angeordnet sind, auf das notwendige Minimum reduziert, und damit naturlich auch die Kosten für die Lichtquellen- bzw. Beleuchtungsanordnung. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Beleuchtungsanordnung gemass 1 mit Strahlkegel 5 im Querschnitt. Blenden 8, 9 schirmen das Licht 5 des Moduls 1 gegen Fremdlicht ab.
3 zeigt eine prinzipielle Querschnittsdarstellung fur eine langgestreckte und abgewinkelte Flache 6. Zur homogenen Beleuchtung werden 3 Lichtquellenmodule 10, 20 und 30 benotigt, die jeweils entsprechend Modul 1 aufgebaut sind. Ihre angedeuteten, nicht bezeichneten Lichtstrahlen werden gegenseitig durch Blenden 11, 12, 21 und 31 so abgeschirmt, dass sich die Lichtstrahlen nicht oder im wesentlichen nicht uberlagern konnen. Auf diese Weise lassen sich durch Kombination einzelner Lichtquellenmodule 1 beliebige Beleuchtungseffekte erzielen.
Gemöß 4 ist ein Lichtquellenmodul mit eine LED-Anordnung 40 und einer nachgeschalteten Primaroptik 41 so ausgestaltet, dass der Lichtstrahl 42 eine gewolbte Flache 43 moglichst homogen ausleuchtet. Der Lichtstrahl ist durch Blenden 44 und 45 von Fremdlicht, z. B. von Nachbarstrahlen abgetrennt.
Der Vorteil der Erfindung liegt in der Verkleinerung der aktiven Lichtquelle in Verbindung mit der an diese Lichtquelle angepassten Optik bzw. Primaroptik. Dadurch werden kostengunstige Losungen fur die Be- bzw. Hinterleuchtung von großeren Flachen oder Streifen moglich. Nicht abschließende Einsatzgebiete fur derartige Beleuchtungseffekte sind Architekturbeleuchtungen, Signalisierungen, Saulenbeleuchtungen und Streiflichtbeleuchtungen z. B. an Fassaden. Ein Lichtquellenmodul kann für 24 V mit etwa 1,2 bis 1,5 W und darüber ausgelegt sein. Seine Abmessungen sind gering, beispielsweise 70 × 28 mm².

Claims

Beleuchtungsanordnung mit Blenden, einem Lichtquellenmodul mit einer Anordnung lichtemittierender Dioden (LED) und einer im Strahlengang der Anordnung angeordneten optischen Einrichtung, und einer zu beleuchtenden Fläche, wobei – die lichtemittierenden Dioden die im Abstand angeordnete zu beleuchtende Fläche anstrahlen, – eine Fläche des Lichtquellenmoduls kleiner als die zu beleuchtende Fläche ist, – die optische Einrichtung wenigstens eine Kondensorlinse mit einer nachgeschalteten Prismenplatte enthält, – die optische Einrichtung das von der LED-Anordnung emittierte Licht derart umformt, dass die Leuchtdichteverteilung auf der zu beleuchtenden Fläche gleichmässig ist, und – die zu beleuchtende Fläche die Blenden aufweist, die dazu eingerichtet sind, einen von dem Lichtquellenmodul emittierten Lichtstrahl vom Fremdlicht abzuschirmen.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, bei dem die lichtemittierenden Dioden auf einer Platinenfläche angeordnet sind.
Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die optische Einrichtung eine Mehrzahl von Kondensorlinsen enthält, wobei jeder LED eine Kondensorlinse zugeordnet ist und wobei die Prismenplatte den Kondensorlinsen zugeordnet ist.
Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem weiteren Lichtquellenmodul, wobei die Lichtquellenmodule derart zueinander angeordnet sind, dass eine gleichmässige Leuchtdichteverteilung auf der zu beleuchtenden Fläche erzielt wird.
Beleuchtungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Blenden das emittierte Licht mehrerer Lichtquellenmodule voneinander abgrenzen.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem die Lichtquellenmodule derart angeordnet sind, dass eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung auf einer von den Lichtquellenmodulen angestrahlten abgewinkelten Fläche erzielt ist.