DE102005016363A1

DE102005016363A1 - Leuchte mit LED und Verfahren zum Betrieb der Leuchte

Info

Publication number: DE102005016363A1
Application number: DE102005016363A
Authority: DE
Inventors: Ralph Rohlfing; Wolfgang Serfass
Original assignee: Aqua Signal AG
Current assignee: Aqua Signal AG
Priority date: 2005-04-09
Filing date: 2005-04-09
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit mindestens einer LED als Leuchtmittel und ein Verfahren zum Betrieb der Leuchte. Die Leuchte weist einen Sensor zur Erfassung zumindest eines Teils des von der LED abgestrahlten Lichts auf sowie eine Steuereinheit zur Auswertung der Sensor-Signale und zur Beeinflussung der LED in Abhängigkeit von den Sensor-Signalen. Nach dem Einschalten der Leuchte fließt ein bestimmter LED-Strom und die Leuchtstärke der LED wird geprüft. Bei einer Lichtstärke unterhalb eines Referenzwertes wird der LED-Strom um einen definierten Wert angehoben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit mindestens einer LED als Leuchtmittel und ein Verfahren zum Betrieb der Leuchte.
Die Lichtstärke von Leuchten mit LEDs unterliegt Schwankungen in Abhängigkeit vom Alter und von der Temperatur der LEDs. Besonders gravierend wirkt sich der Alterungsprozess aus. Eine Verringerung der Lichtstärke auf nur noch 50% oder weniger ist möglich. Die Lichtstärke ändert sich nur langsam und die Veränderung kann aus der Nähe von Bedienungspersonen kaum wahrgenommen werden.

Besonders kritisch ist eine Verringerung der Lichtstärke im Zusammenhang mit Anwendungen, für die bestimmte Leuchtweiten gesetzlich vorgeschrieben sind. Ein Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Navigationsleuchten auf Schiffen. Derartige Leuchten werden auch als Positionslaternen bezeichnet und müssen beispielsweise in den USA eine Leuchtweite von 2 nautischen Meilen aufweisen. In anderen Ländern bestehen zum Teil andere Vorschriften.

Bei nachfassender Lichtstärke der LED kann die tatsächliche Leuchtweite unter den gesetzlich vorgeschriebenen Wert absinken, so dass die vorgesehene Funktion nicht mehr erfüllt wird. Auch ohne das Vorhandensein gesetzlicher Bestimmungen ist die Aufrechterhaltung einer bestimmten Lichtstärke für eine Leuchte vorteilhaft und wünschenswert, etwa zur Ausleuchtung von Verkehrsflächen oder Grundstücken oder im Zusammenhang mit Signal- und Positionsleuchten anderer Art.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte zu schaffen, mit der die Einhaltung einer Mindest-Lichtstärke möglich ist. Insbesondere soll eine definierte oder sogar konstante Lichtstärke eingehalten werden.

Die erfindungsgemäße Leuchte ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) einen Sensor zur Erfassung zumindest eines Teils des von der LED abgestrahlten Lichts,
b) eine Steuereinheit zur Auswertung der Sensor-Signale und zur Beeinflussung der LED in Abhängigkeit von den Sensorsignalen.

Im einfachsten Fall schaltet die Steuereinheit die LED nach Unterschreiten eines Grenzwertes der Lichtstärke ab. Die Leuchte bzw. LED ist dann als defekt erkennbar und kann ausgetauscht werden. Vorzugsweise ist genau eine LED als Leuchtmittel vorgesehen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit den elektrischen Strom der LED (LED-Strom) in Abhängigkeit von den Sensor-Signalen so regelt, dass die Lichtstärke der LED oberhalb eines Referenzwertes bleibt. Nach dem Einschalten der Leuchte wird die Lichtstärke der LED über den Sensor erfasst und durch Regelung des LED-Stroms angepasst bis ein Sollwert erreicht ist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Referenzwert für eine Soll-Lichtstärke der LED von der Steuereinheit wie folgt festgelegt:

a) nach dem erstmaligen Einschalten der Leuchte wird in Abhängigkeit von den dann vorliegenden Sensor-Signalen ein Sollwert der Lichtstärke als Referenzwert bestimmt,
b) der Referenzwert wird von der Steuereinheit abgespeichert.

Das erste Einschalten der Leuchte erfolgt vorzugsweise ohne Umgebungslicht, damit der Sensor ausschließlich Licht der LED empfängt.

Vorteilhafterweise gibt die Steuereinheit beim erstmaligen Einschalten der Leuchte einen definierten LED-Strom vor. Dieser kann in der Steuereinheit abgespeichert sein und ist an die konstruktiven und elektrischen Daten der LED angepasst. Ziel ist eine für die vorgesehene Leuchtweite ausreichende Lichtstärke zu Beginn der Lebensdauer der LED. Eine Erhöhung des LED-Stroms soll erst mit einsetzender Alterung erforderlich sein.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vergleicht die Steuereinheit die Sensor-Signale permanent oder taktweise mit dem Referenzwert. Bei Unterschreiten des Referenzwertes hebt die Steuereinheit den LED-Strom um eine definierte Stufe von einem aktuellen Strom-Wert auf einen neuen Strom-Wert an. Der neue Strom-Wert wird dann als aktueller Strom-Wert abgespeichert.

Vorteilhafterweise gibt die Steuereinheit beim nochmaligen Einschalten der Leuchte den zuletzt abgespeicherten aktuellen Strom-Wert als LED-Strom vor.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung hebt die Steuereinheit den Strom-Wert nur bis zu einem definierten Maximal-Wert an. Dadurch können Schäden durch ein Übermaß an elektrischer Leistung, etwa eine zu starke Erwärmung, vermieden werden.

Vorteilhafterweise zählt die Steuereinheit die Betriebsstunden der LED mit, nachdem der Strom-Wert den Maximal-Wert erreicht hat. Die anfallenden Betriebsstunden nach Erreichen des Maximal-Wertes werden abgespeichert. Vorzugsweise schaltet die Steuereinheit die LED nicht mehr ein, wenn eine definierte Betriebsstundenzahl erreicht ist. Die definierte Betriebsstundenzahl wird als Karenzzeit bezeichnet. Erst nach Ablauf der Karenzzeit wird davon ausgegangen, dass die Leuchte den angestrebten Einsatzzweck nicht mehr erfüllt. Die Leuchte wird dann als defekt definiert. Es erfolgt aber vorzugsweise keine Abschaltung der Leuchte im laufenden Betrieb. Durch die Steuereinheit wird nur das Wiedereinschalten verhindert, sobald die Karenzzeit ausgeschöpft ist. Dies ist besonders wichtig und zweckmäßig für Anwendungen, bei denen die Leuchte regelmäßig zeitweise eingeschaltet wird und zugleich eine automatische Abschaltung im Betrieb fatale Folgen haben könnte. So dürfen beispielsweise Navigationsleuchten auf Schiffen nicht plötzlich nachts automatisch abgeschaltet werden.

Eine von der Steuereinheit bewirkte Abschaltung der LED bedeutet, dass ein späterer Einschaltversuch der Leuchte nicht zum Aufleuchten der LED führt.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Lichtumlenkeinrichtung zur Bündelung oder zumindest Ablenkung des von der LED abgestrahlten Lichts vorgesehen, wobei zumindest ein Teil des Lichts von der Lichtumlenkeinrichtung in Richtung auf den Sensor umgelenkt wird. Die Lichtumlenkeinrichtung kann eine Linse, ein Prisma oder ein Spiegel sein, oder auch eine Kombination hiervon, z.B. eine Linse mit zum Teil spiegelnden oder prismatischen Flächen. Eine Navigationsleuchte mit LED und im Wesentlichen prismatischer Lichtumlenkeinrichtung ist in der eigenen europäischen Patentanmeldung EP 1 470 999 A2 beschrieben. Auf die Offenbarung dieser Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen.

Vorteilhafterweise lenkt die Lichtumlenkeinrichtung das Licht so um, dass ein Teil des Lichts von der Leuchte abgestrahlt und ein anderer Teil, insbesondere ein kleinerer Teil des Lichts in Richtung auf den Sensor umgelenkt wird.

Vorteilhafterweise weist die Lichtumlenkeinrichtung einen insbesondere stabförmigen Fortsatz auf, der sich in Richtung auf den Sensor erstreckt. Der Fortsatz wirkt insoweit als Lichtleiter mit einer dem Sensor zugewandten Lichtaustrittsfläche.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung definiert die LED eine Einbauebene, wobei eine Hauptabstrahlrichtung des Lichts von der Einbauebene wegweist, und wobei der Sensor auf der zur Hauptabstrahlrichtung des Lichts gegenüberliegenden Seite der Einbauebene angeordnet ist. Der Sensor kann durch diese Anordnung geschützt positioniert werden, auch im Hinblick auf die Wärmeentwicklung der LED und das von der LED insgesamt abgestrahlte Licht. Vorzugsweise erstreckt sich die Hauptabstrahlrichtung senkrecht zur Einbauebene.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung erstreckt sich der Fortsatz (gegen die Hauptabstrahlrichtung) bis hinter die Einbauebene. Dadurch wird das für den Sensor abgeteilte Licht sicher bis an den Sensor herangeleitet. Auch ist eine Abschattung des Sensors gegenüber dem insgesamt abgestrahlten Licht möglich. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Fortsatz bis an den Sensor heran. Dadurch werden Lichtverluste minimiert.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Lichtumlenkeinrichtung vor einer Wandung angeordnet, wobei sich der Fortsatz durch eine Ausnehmung der Wandung hindurcherstreckt. Die Wandung ist für das Licht undurchlässig und schattet den Sensor von dem insgesamt von der LED abgestrahlten Licht ab. Die Wandung kann Teil eines Gehäuses der Leuchte sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb der Leuchte ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) nach dem Einschalten der Leuchte fließt ein bestimmter LED-Strom,
b) die Lichtstärke der LED wird geprüft,
c) bei einer Lichtstärke unterhalb eines Referenzwertes wird der LED-Strom um einen definierten Wert angehoben,
d) die Schritte b) und c) werden wiederholt, bis die Lichtstärke über dem Referenzwert liegt.

Durchgeführt werden die Schritte in der Steuereinheit. Diese ist mit einer entsprechenden Logik versehen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:

a) bei jedem Anheben des LED-Stroms wird geprüft, ob ein oberer Grenzwert des LED-Stroms erreicht wird,
b) wenn der obere Grenzwert erreicht ist, wird der LED-Strom nicht weiter angehoben, auch nicht bei nachlassender Lichtstärke.

Ziel ist die Vermeidung von zusätzlichen Schäden innerhalb der Leuchte oder an der angeschlossenen Stromquelle.

a) nach Erreichen des oberen Grenzwertes werden die Betriebsstunden (Einschaltzeit) der Leuchte gezählt,
b) nach Erreichen einer definierten Betriebsstundenzahl wird die Einschaltfunktion der Leuchte blockiert.

In diesem Fall bleibt die LED trotz Einschalten der Leuchte dunkel. Vorzugsweise wird aber die LED nicht im laufenden Betrieb nach Erreichen der definierten Betriebsstundenzahl abgeschaltet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung im Übrigen.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Steuerung einer Leuchte mit LED,
2 eine auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Leuchte mit LED, nämlich einer Heckleuchte als Navigationsleuchte auf Schiffen,
3 ein Gehäuseteil mit LED auf einer kleinen Platine in perspektivischer Darstellung,
4 eine (bezogen auf die Fahrtrichtung des Schiffes) rückwärtige Draufsicht auf die Heckleuchte,
5 einen Schnitt durch die Heckleuchte entlang der Linie V-V in 4,
6 einen Schnitt durch die Heckleuchte gemäß 4 entlang der Linie VI-VI,
7 eine Draufsicht auf die Heckleuchte,
8 eine Draufsicht auf eine Rückseite der Heckleuchte ohne Rückwand (in Hauptfahrtrichtung des Schiffes gesehen Vorderseite bzw. Vorderwand),
9 eine perspektivische Darstellung des Innenlebens der Heckleuchte, nämlich ein Gehäuseteil mit Kulisse zur Aufnahme einer LED und zur Anlage einer Linse,
10 eine Draufsicht auf die Bauteile entsprechend 9, jedoch ohne Linse,
11 eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile einer erfindungsgemäßen Navigationsleuchte für die Steuerbordseite eines Schiffes analog der Heckleuchte entsprechend 2,
12 eine Ansicht der Steuerbordleuchte analog 10, jedoch aus etwas anderem Blickwinkel,
13 eine Ansicht der Rückseite der Steuerbordleuchte gemäß 10 und analog 8,
Eine Heckleuchte als Navigationsleuchte eines Schiffes weist gemäß 2 folgende Teile auf:
Eine Rückwand 20, eine Platine 21 mit elektrischen und elektronischen Bauteilen und Schaltungen zur Ansteuerung einer LED 22, ein Gehäuseteil 23 vorzugsweise aus Aluminium, eine kleine Platine 24 mit der mittig gehaltenen LED 22, eine Linse 25, eine lichtdurchlässige Abdeckung 26, eine Gehäuseabdeckung 27 und geeignete Befestigungsmittel, hier eine Schraube 28 mit Kopfabdeckung 29, Mutter 30 und Spreizhülse 31.
Die erfindungsgemäße Leuchte stellt eine Weiterentwicklung der in der EP 1 470 999 A2 gezeigten Leuchten dar. Übereinstimmung besteht hinsichtlich der Gestaltung der Linse 25, soweit es um die Ablenkung des von außen sichtbaren, abgestrahlten Lichts geht. Erfindungsgemäß bedeutsame Abweichungen im Aufbau der Linse 25 gegenüber der Darstellung in der genannten europäischen Patentanmeldung werden weiter unten näher erläutert. Das Licht wird durch die Linse entsprechend den gesetzlichen Vorschriften im Wesentlichen nur über einen seitlich begrenzten Sektor einer horizontalen Ebene abgestrahlt.
Die LED 22 ist fest auf der kleinen Platine 24 angeordnet. Letztere weist Kontakte 32 für den Anschluss elektrischer Leitungen (nicht gezeigt) auf.
Das Gehäuseteil 23 besteht im Wesentlichen aus einer zentralen Gehäusewand 33, auf der eine Kulisse 34 zur Aufnahme der kleinen Platine 24 aufgeformt ist. Weiterhin ist die Gehäusewand 33 mit einer umlaufenden Seitenwand 35 versehen. Diese weist außen einen Absatz 36 zur Anlage einer korrespondierenden Fläche (nicht gezeigt) der Gehäuseabdeckung 27 auf.
Die kleine Platine 24 weist einen umlaufenden Rand mit Ausnehmungen 37 auf, in die korrespondierende Vorsprünge 38 der Kulisse 34 eintreten. Auch sind die Ausnehmungen 37 und Vorsprünge 38 so angeordnet und ausgebildet, dass die kleine Platine 24 nur in definierter Position in die Kulisse 34 eingesetzt werden kann.
Bei in die Kulisse 34 eingesetzter kleiner Platine 24 liegen diese und die LED 22 möglichst dicht an der Gehäusewand 33 an. Die anfallende Wärme wird so effektiv abgeführt bzw. über das Gehäuseteil 23 insgesamt verteilt.
Die im Wesentlichen ringförmige Kulisse 34 ist innenseitig zugleich mit Ausnehmungen 39 versehen, in denen korrespondierende Vorsprünge 40 der Linse 25 gehalten sind. Weitere Teile der Linse 25 liegen außen auf der Kulisse 34 auf (von einer weiter unten genannten Ausnahme abgesehen). Somit weist auch die Linse 25 eine genau definierte Relativposition zur Kulisse 34 und damit zum Gehäuseteil 23 auf.
Auf der von der Kulisse 34 abgewandten Rückseite 41 der Gehäusewand 33 ist die Platine 21 aufliegend angeordnet und kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung dort gehalten sein. Zwischen der Rückseite 41 und der Rückwand 20 ist ein Innenraum 42 gebildet zur Aufnahme der auf der Platine 21 angeordneten Bauelemente. Die Rückwand 20 weist zwei Ausnehmungen 43 auf, nämlich zum Einsetzen der Spreizhülse 31 und für den Durchtritt elektrischer Anschlussleitungen 44.
Eine wesentliche Besonderheit ist ein stiftförmiger Fortsatz 45 an der Linse 25 und zwar im Wesentlichen parallel zu den Vorsprüngen 40. Der Fortsatz 45 ist an der Linse 25 randseitig, insbesondere eckseitig angeordnet und erstreckt sich gegen eine Hauptabstrahlrichtung – Pfeil 46 – der LED 22.
Die Gehäusewand 33 weist eine Ausnehmung bzw. Bohrung für den Fortsatz 45 auf und zwar außerhalb der Kulisse 34. Dadurch gelangt das Licht der LED 22 nicht auf direktem Wege zum Fortsatz 45. Vielmehr erhält der Fortsatz 45 Licht nur über seinen Kontakt mit der Linse 25 im Übrigen bzw. als Teil der Linse 25. Auf Grund der Länge des Fortsatzes 45 liegt eine endseitige Lichtaustrittsfläche 48 desselben im Bereich der Rückseite 41 der Gehäusewand 33.
Die Platine 21 ist mit einem lichtempfindlichen Sensor 49 versehen, der in unmittelbarer Nähe der Lichtaustrittsfläche 48 angeordnet ist und mit dem die Lichtstärke der LED 22 indirekt, nämlich über die Linse 25 und den Fortsatz 45, messbar ist. Weiterhin weist die Platine 21 eine nicht näher gezeigte, aus elektronischen Bauelemente gebildete und programmierbare Steuereinheit zur Ansteuerung der LED auf.
Die Gehäuseabdeckung 27 weist ein Fenster 50 auf, in das die lichtdurchlässige Abdeckung 26 von innen eingesetzt ist. Unmittelbar neben dem Fenster 50 weist die Gehäuseabdeckung 27 eine Ausnehmung, nämlich eine Bohrung 51 zum Durchtritt der Schraube 28 auf. Die lichtdurchlässige Abdeckung 26 liegt über einer teilzylindrisch gekrümmten, äußeren Lichtaustrittsfläche 52 der Linse 25 und zwar mit geringem Abstand im Bereich eines Scheitelpunkts 53 und seitlich daneben größeren Abständen, siehe insbesondere 6.
Die Steuerbordleuchte gemäß den 11, 12, 13 sowie die Backbordleuchte sind in analoger Weise aufgebaut. Zur Darstellung einer schräg seitlichen Lichtabstrahlung sind angewinkelte Kulissen 54 vorgesehen. Auch sind die Gehäuseabdeckungen 27 mit seitlich versetzten Fenstern 56 versehen.
In der hier gezeigten Ausführungsform weist die Leuchte genau eine LED auf. Diese erhält zu Beginn ihrer Lebensdauer einen LED-Strom von etwa 200 mA. Maximal wird die LED mit 350 mA belastet.
Für die Heckleuchte wird eine lichtstarke weiße LED, insbesondere eine LED des Herstellers LUMILEDS Lighting, LLC, San Jose, Kalifornien, USA verwendet, vorzugsweise vom Typ LXHL-PD01 luxeon emitter (hemispherical dome). Natürlich können auch LEDs anderer Hersteller mit ähnlichen Spezifikationen verwendet werden. Die genannten Strom-Werte beziehen sich auf die weiße LED. In der Steuerbord-Leuchte kommt eine grüne LED zum Einsatz, in der Backbord-Leuchte eine rote LED. Die farbigen LEDs weisen zum Teil eine höhere Lichtausbeute auf als weiße LEDs. Entsprechend müssen die elektrischen Werte angepasst werden.
Der Betrieb der Leuchte und die Funktion der Schaltung werden anhand des Flussdiagramms in 1 erläutert. Zu unterscheiden sind

– das erstmalige Einschalten der Leuchte,
– der Normalbetrieb,
– der Karenzmodus,
– der Defektmodus.

Erstmaliges Einschalten
Das erstmalige Einschalten der Leuchte (Laterne) erfolgt in einer dunklen Umgebung, so dass der Sensor 49 kein Licht empfängt, vorzugsweise im Werk nach Herstellung der Leuchte.
Die Leuchte wird eingeschaltet. Die LED bleibt aber aus. Zunächst prüft der Sensor das Vorhandensein von Licht. Sofern Licht detektiert wird, bleibt die LED weiterhin aus. Falls der Sensor 49 eine Umgebung ohne Licht signalisiert, wird nach einer Pause von 5 Sekunden die LED eingeschaltet. Nach weiteren 5 Sekunden wird die vom Sensor 49 gemessene Lichtstärke als Ausgangswert angenommen und eine um bis zu 10 darunter liegende Lichtstärke als Sollwert abgespeichert. Vorzugsweise liegt der abgespeicherte Sollwert bei 97 % der vom Sensor detektierten Lichtstärke. Der Sollwert wird auch als Referenzwert bezeichnet. Anschließend verlöscht die LED selbsttätig oder die Leuchte wird manuell abgeschaltet.
Normalbetrieb
Nach dem Einschalten der Leuchte im Normalbetrieb (mittlerer Zweig des Flussdiagramms in 1) wird die Lichtstärke der LED gemessen. Sofern der Sollwert (Referenzwert) unterschritten ist, wird der anfängliche LED-Strom um einen definierten Betrag erhöht. Der sich dadurch ergebende LED-Strom wird als aktueller Strom-Wert abgespeichert. Nach einer Wartezeit von 5 Sekunden wird die Lichtstärke vom Sensor 49 erneut gemessen und ggf. der LED-Strom erhöht.
Alterungsbedingt lässt die Lichtstärke der LED nach. Durch Anpassung des Strom-Wertes ist die Beibehaltung der Lichtstärke möglich. Dabei nimmt der Strom-Wert im vorliegenden Bespiel von anfänglichen 200 mA auf maximal 350 mA zu. Die Zunahme erfolgt in diskreten Schritten, vorzugsweise in 256 etwa gleichen Schritten.
Karenzmodus
Nach Erreichen des maximalen Strom-Wertes ist eine weitere Erhöhung der Stromstärke nicht empfehlenswert. Die thermische, mechanische und/oder elektrische Sicherheit der Leuchte könnte gefährdet sein. Die Leuchte wird außerdem nur noch für eine bestimmte Zeitdauer (Karenzzeit) betrieben und ist nach Ablauf derselben nicht mehr einschaltbar. Beim ersten Unterschreiten der Soll-Lichtstärke bei zugleich anliegendem maximalem Strom-Wert beginnt die Karenzzeit, ein Karenzzeit-Flag wird gesetzt. Ab diesem Zeitpunkt wird die Betriebsdauer, insbesondere die Betriebsstunden der LED gezählt und abgespeichert. Nach Ablauf von 200 Stunden ist die Karenzzeit abgelaufen und die LED gilt als defekt.
Leuchten werden üblicherweise in Abhängigkeit vom Tageslicht ein- und wieder ausgeschaltet, so dass sich ein täglicher Zyklus einstellt mit einer Zyklusdauer, die wesentlich kürzer ist als die Karenzzeit. Dadurch bleibt für das Wartungspersonal genügend Zeit für Maßnahmen zum Austausch der Leuchte oder nur der LED.
Um derartige Maßnahmen zu erleichtern, wird beim Einschalten der Leuchte zunächst geprüft, ob das Karenzzeit-Flag gesetzt ist. Sofern dies der Fall ist, blinkt die LED beim Einschalten mehrmals, insbesondere dreimal kurz auf und leuchtet anschließend ohne weitere Unterbrechung. Durch die blinkende LED wird das Wartungspersonal auf den bevorstehenden Ausfall der LED aufmerksam.
Defektmodus
Nach Ablauf der Karenzzeit gilt die LED als defekt, obwohl in der Regel nur Licht mit verminderter Lichtstärke abgestrahlt wird. Im Defektmodus wird die LED nicht mehr eingeschaltet. Entsprechend wird beim Einschalten der Leuchte geprüft, ob die Karenzzeit abgelaufen ist. Falls ja, bleibt die LED dunkel. Um einen Ausfall der Leuchte bei Dunkelheit zu vermeiden, wird die LED nicht im laufenden Betrieb automatisch abgeschaltet. Es wird nur ein Wiedereinschalten nach Ablauf der Karenzzeit verhindert.
Die Signalisierung eines bestimmten Betriebszustands der LED in Abhängigkeit von der Lichtstärke und/oder dem LED-Strom kann beim Ein- und/oder Ausschalten der Leuchte erfolgen, insbesondere durch einen kurzzeitigen Blinkmodus der LED.
Die beschriebenen Funktionen zum Betrieb der Leuchte sind realisiert in geeigneten elektronischen Schaltungen (Steuereinheit) mit entsprechender Software auf der Platine 21. In Kenntnis der beschriebenen Funktionen ist der Aufbau einer derartigen Schaltung für einen Elektronik-Fachmann möglich, auch ohne dabei erfinderisch tätig zu werden.

20: Rückwand
21: Platine
22: LED
23: Gehäuseteil
24: kleine Platine
25: Linse
26: lichtdurchlässige Abdeckung
27: Gehäuseabdeckung
28: Schraube
29: Kopfabdeckung
30: Mutter
31: Spreizhülse
32: Kontakte
33: Gehäusewand
34: Kulisse
35: umlaufende Seitenwand
36: Absatz
37: Ausnehmungen
38: Vorsprünge
39: Ausnehmungen
40: Vorsprünge
41: Rückseite
42: Innenraum
43: Ausnehmungen
44: Leitungen
45: Fortsatz
46: Pfeil
47: Ausnehmung
48: Lichtaustrittsfläche
49: Sensor
50: Fenster
51: Bohrung
52: Lichtaustrittsfläche
53: Scheitelpunkt
54: Kulisse
56: Fenster

Claims

Leuchte mit mindestens einer LED als Leuchtmittel, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein Sensor (49) zur Erfassung zumindest eines Teils des von der LED (22) abgestrahlten Lichts, b) eine Steuereinheit zur Auswertung der Sensor-Signale und zur Beeinflussung der LED (22) in Abhängigkeit von den Sensorsignalen.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit den elektrischen Strom der LED (LED-Strom) in Abhängigkeit von den Sensor-Signalen so regelt, dass die Lichtstärke der LED (22) oberhalb eines Referenzwertes bleibt.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzwert für eine Soll-Lichtstärke der LED von der Steuereinheit wie folgt festgelegt wird: a) nach dem erstmaligen Einschalten der Leuchte wird in Abhängigkeit von den dann vorliegenden Sensor-Signalen ein Sollwert der Lichtstärke als Referenzwert bestimmt, b) der Referenzwert wird von der Steuereinheit abgespeichert.
Leuchte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit beim erstmaligem Einschalten der Leuchte einen definierten LED-Strom vorgibt.
Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Sensor-Signale permanent oder taktweise mit dem Referenzwert vergleicht und bei Unterschreiten des Referenzwertes den LED-Strom um eine definierte Stufe von einem aktuellen Strom-Wert auf einen neuen Strom-Wert anhebt, und den neuen Strom-Wert als aktuellen Strom-Wert abspeichert.
Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit beim nochmaligen Einschalten der Leuchte den zuletzt abgespeicherten aktuellen Strom-Wert als LED-Strom vorgibt.
Leuchte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit den Strom-Wert nur bis zu einem definierten Maximal-Wert anhebt.
Leuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit nach Erreichen des Maximal-Wertes die Betriebsstunden der LED (22) mitzählt und abspeichert.
Leuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Einschalten der LED blockiert, sobald eine definierte Betriebsstundenzahl (nach Erreichen des Maximal-Wertes) erreicht ist.
Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die LED (22) nach Unterschreiten einer definierten Lichtstärke abschaltet.
Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lichtumlenkeinrichtung zur Bündelung oder zumindest Ablenkung des von der LED (22) abgestrahlten Lichts, wobei zumindest ein Teil des Lichts von der Lichtumlenkeinrichtung in Richtung auf den Sensor (49) umgelenkt wird.
Leuchte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkeinrichtung das Licht so umlenkt, dass ein Teil des Lichts von der Leuchte abgestrahlt und ein anderer Teil, insbesondere ein kleinerer Teil des Lichts in Richtung auf den Sensor (49) umgelenkt wird.
Leuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkeinrichtung einen insbesondere stabförmigen Fortsatz (45) aufweist, der sich in Richtung auf den Sensor (49) erstreckt.
Leuchte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (22) eine Einbauebene definiert, wobei eine Hauptabstrahlrichtung (46) des Lichts von der Einbauebene wegweist, und wobei der Sensor (49) auf der zur Hauptabstrahlrichtung des Lichts gegenüberliegenden Seite der Einbauebene angeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fortsatz (45) – gegen die Hauptabstrahlrichtung (46) – bis hinter die Einbauebene erstreckt.
Leuchte nach Anspruch 13 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fortsatz (45) bis an den Sensor (49) erstreckt.
Leuchte nach Anspruch 13 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkeinrichtung vor einer Wandung (33) angeordnet ist, wobei sich der Fortsatz (45) durch eine Ausnehmung der Wandung hindurcherstreckt.
Verfahren zum Betrieb einer Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) nach dem Einschalten der Leuchte fließt ein bestimmter LED-Strom, b) die Lichtstärke der LED wird geprüft, c) bei einer Lichtstärke unterhalb eines Referenzwertes wird der LED-Strom um einen definierten Wert angehoben, c) die Schritte b) und c) werden wiederholt bis die Lichtstärke über dem Referenzwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) bei jedem Anheben des LED-Stroms wird geprüft, ob ein oberer Grenzwert des LED-Stroms erreicht wird, b) wenn der obere Grenzwert erreicht ist, wird der LED-Strom nicht weiter angehoben, auch nicht bei nachlassender Lichtstärke.
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) nach Erreichen des oberen Grenzwertes werden die Betriebsstunden (Einschaltzeit) der Leuchte gezählt, b) nach Erreichen einer definierten Betriebsstundenzahl bzw. Betriebsstundenzeit wird die Einschaltfunktion der Leuchte blockiert.