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Die
Erfindung betrifft eine Leuchtanordnung, bei der in einen Lichtleiter
von dessen Stirnseiten aus Licht von einer Lichtquelle eingekoppelt
wird, welches über die die Stirnseiten des Lichtleiters
verbindenden Flächen abgegeben wird. Die bekannten Konstruktionen
sind für Anwendungen im Außenbereich nur bedingt
geeignet, da die präzise Montage von größeren
Lichtleitern und deren Ausrichtung gegenüber den optischen
Elementen der Anordnung schwierig ist und aufgrund von thermischen
Effekten sich die optischen Elemente der Anordnung auch gegeneinander
verlagern können, so dass eine präzise Lichteinkopplung
nicht unter allen Umständen gewährleistet ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der vorangehend beschriebenen
Art zur Verfügung zu stellen, die insbesondere für
Anwendungen im Außenbereich geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtanordnung gemäß Anspruch
1. Dadurch, dass zumindest ein Ende des Lichtleiters federnd abgestützt
wird, andererseits aber auch formschlüssig geführt
wird, können thermische Effekte ausgeglichen werden und
die Montage der Elemente in einer vorgegebenen räumlichen
Beziehung zueinander wird erleichtert.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben, wobei die Erfindung nicht auf die dort beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt ist. Beispielsweise kann die Erfindung vorsehen,
dass der Lichtleiter in beiden Halteeinrichtungen in die Richtung
senkrecht zu den Stirnseiten verschiebbar gelagert ist.
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Bei
einer Ausführungsform, bei welcher der Lichtleiter in der
die Lichtquellen aufweisenden Halteeinrichtung in der Richtung senkrecht
zu seiner Stirnseite verlagerbar ist und die Halteeinrichtung ein Anschlagelement
aufweist, welches die Verlagerung des Lichtleiters in die Richtung
senkrecht zu seiner Stirnseite begrenzt, kann das Anschlagelement, wenn
die Stirnseite des Lichtleiters an diesem anliegt, den Lichtleiter
auf einem vorgegebenen Abstand zu den Lichtquellen halten.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Leuchte, wie sie in den
Unteransprüchen beschrieben ist, kann insbesondere vorgesehen
sein, dass in den besagten linien- oder streifenförmigen
Bereichen, in denen Licht einer oder mehrerer Lichtquellen abgegeben wird,
das Licht gerichtet abgegeben wird, insbesondere, bezogen auf mindestens
eine Ebene im Raum, welche die Hauptab strahlrichtung enthält,
in einen begrenzten Winkelbereich um eine Hauptabstrahlrichtung,
wobei dieser Winkelbereich beispielsweise durch einen Winkel von
60° oder weniger, ggf. auch durch einen größeren
Winkel, der jedoch kleiner als 90° ist und vorzugsweise
weniger als 80° beträgt, begrenzt sein kann.
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Es
kann insbesondere vorgesehen sein, dass in diesen Bereichen das
Licht nicht indirekt über einen Lichtleiter, sondern unmittelbar
abgegeben wird, wobei eine solche unmittelbare Lichtabgabe beinhalten
kann, dass das Licht an einem oder mehreren Reflektoren reflektiert
wird und/oder durch ein oder mehrere lichtbrechende optische Elemente,
wie Prismen, Linsen oder dergleichen, hindurchtritt, bevor es die
Leuchte verlässt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand
de beigefügten Zeichnungen.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen
Leuchtanordnung.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Leuchtanordnung der 1 ohne
die Abdeckscheibe,
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3 zeigt
in einer Teilansicht in perspektivischer Darstellung den Bereich
eines ersten Halters,
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4 zeigt
eine Draufsicht des Bereichs des ersten Halters gemäß 3,
wobei der Träger nicht dargestellt ist,
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5a bis
d illustrieren verschiedene Anordnungen von Leuchtdioden (LEDs),
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6 zeigt
den Bereich des ersten Halters in einer Querschnittsansicht für
eine modifizierte Ausführungsform,
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7 zeigt
den Bereich des zweiten Halters in einer perspektivischen Darstellung,
wobei die Abdeckscheibe weggelassen ist,
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8 zeigt
den Bereich des zweiten Halters in einer Schnittansicht zusammen
mit der Abdeckscheibe,
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9 zeigt
ein Anwendungsbeispiel der Erfindung,
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10 zeigt
ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung.
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Die
in 1 und 2 gezeigte beispielhafte Leuchtanordnung
weist einen Träger 1 auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel
eine gebogene Form hat, aber auch anders geformt sein kann, z. B.
gerade. Dieser Träger weist eine Sichtseite 1a und
eine Rückseite 1b auf, welche mit Profilrippen
versehen ist. Die beiden Randabschnitte 3 und 5 des
Trägers 1 sind gegenüber dessen Mittelabschnitt 7 bezüglich der
Sichtseite 1a erhaben und schließen auf der Sichtseite
jeweils über eine erste Stufe 11 an den Mittelabschnitt
an. Auf die Stufe 11 folgt zunächst eine flache
Schulter 13 und sodann, jeweils zu den Enden des Trägers 1 hin,
eine zweite Stufe 15, die weniger hoch als die erste Stufe 11 ist.
Die ersten Stufen 11 der beiden Abschnitte 3 und 5 definieren
einen ersten, vertieften Trägerabschnitt, in dem eine Anordnung
eines Lichtleiters 20 mit zwei Halter 22 und 24 angeordnet
ist, über welche der Lichtleiter an dem Träger 1 befestigt
ist. Wie 1 zeigt, ist der maximale Abstand
der Elemente dieser Anordnung von der Sichtseite 1a des
Trägers kleiner als die Höhe der Stufe 15.
Auf die Schultern 13 der beiden Randabschnitte 3 und 5 ist
eine Abdeckscheibe 26 aufgelegt, die mit dem oberen Rand
der zweiten Stufe 15 im Wesentlichen bündig abschließt,
wobei die Stufen 15 an den beiden Randabschnitten 3 und 5 jeweils
eine Begrenzung für die Abdeckscheibe 26 und ggf.
zugeordnete Dichtungen bilden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform sind in einem der beiden
Halter Leuchtdioden 28 vorgesehen, welche einer Stirnseite
des Lichtleiters 20 gegenüberstehen und über
diese Licht in den Lichtleiter einkoppeln.
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Der
Lichtleiter 20 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem gebogenen transparenten Stab, der aus einem gut lichtleitenden Material,
beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC),
besteht und einen rechteckigen Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung
aufweist. Auf der der Sichtseite 1a des Trägers
zugewandten Seite 29 des Lichtleiters 20 ist eine
lichtstreuende Beschichtung vorgesehen, welche das Licht, das in
dem Lichtleiter 20 propagiert und vom Inneren des Lichtleiters
aus auf die der Sichtseite 1a des Trägers 1 zugewandte
Seite einfällt, streuend reflektiert, so dass ein größerer
Anteil des Lichts auf die gegenüberliegende Seite des Lichtleiters 20 mit
einem Winkel kleiner als dem Winkel der Totalreflexion einfällt
und aus dem Lichtleiter austritt. Die Beschichtung ist so gestaltet,
dass der Lichtaustritt auf der gegenüberliegenden Seite gleichmäßig
ist und dementsprechend die Leuchtdichte auf dieser Seite über
ihre gesamten Länge zwischen den beiden Haltern 20 und 22 homogen
ist. Vorzugsweise wird die Beschichtung im Siebdruckverfahren aufgebracht.
Für diese und andere Beschichtungsverfahren ist es vorteilhaft,
dass die zu beschichtende Seite eben ist, so dass ein rechteckiger
Querschnitt vorteilhaft ist. Grundsätzlich können jedoch
auch andere Beschichtungsverfahren verwendet werden. Ebenso kann
der Lichtleiter 20 auch eine andere Querschnittsform, beispielsweise
einen Querschnitt in Form eines Quadrats, eines Kreises, einer Ellipse
oder einer Linse, aufweisen.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Halter 22 und 24 unterschiedlich
ausgestaltet. Details des ersten Halters 22 sind in einer perspektivischen
Ansicht in 3 und in einer Draufsicht in 4 dargestellt.
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Wie
am besten in 3 zu erkennen ist, weist der
Halter 22 eine Aufnahme 30 zum Aufnehmen eines
Endes des Lichtleiters 20 auf, welcher eine Verlagerung
des Lichtleiters in den Richtungen senkrecht zu seiner Längsrichtung
formschlüssig blockiert. Hierfür weist die Aufnahme 30 eine Öffnung
in Form eines Durchbruchs mit einem rechteckigen Querschnitt auf,
dessen Abmessungen den Querschnittsabmessungen des Lichtleiters 20 entsprechen.
In der Längsrichtung der Aufnahme 30 bzw. des
Lichtleiters 20 ist der Lichtleiter 20 in der
Aufnahme 30 verlagerbar.
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Am
Ende der Aufnahme 30 sind die Leuchtdioden 28,
beispielsweise LEDs des Typs Rebel High Power der Firma Philips
Lumileds, vorgesehen, welche so ausgerichtet sind, dass sie der
Stirnseite des Lichtleiters 20 gegenüberstehen,
und im montierten Zustand der Anordnung an dieser anliegen oder
einen geringfügigen Abstand von dieser haben. Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung kann der Abstand
der Leuchtdioden von der Stirnseite des Lichtleiters 20 in
einem Bereich von 0 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise in einem Bereich
von 0,05 mm bis 0,25 mm liegen. Im Bereich der Leuchtdioden ist
ein Shutter 32 vorgesehen, der nachfolgend noch näher
erläutert wird. Die Anzahl und die Farbe der Leuchtdioden
wird jeweils nach der spezifischen Anwendung gewählt. Für
die Erzeugung von weißem Licht werden bevorzugt eine oder
mehrere Dreierkombinationen aus einer roten (R), grünen
(G) und blauen Leuchtdiode (B) verwendet. Solche Dreierkombinationen
können vorteilhafterweise auch dann verwendet werden, wenn
Licht unterschiedlicher Farbe abgegeben werden soll, da sich durch eine
entsprechende Steuerung der jeweiligen Leuchtdioden unterschiedliche
Farben im RGB-Farbraum erzeugen lassen. Die Leuchtdioden sind in
der üblichen Weise auf einer Platine 34 angebracht,
die sich von der Seite, mit ihrer Grundseite senkrecht zu der Längsrichtung
des Lichtleiters 20, in den Halter 22 erstreckt
und senkrecht zu der Einschubrichtung formschlüssig durch
eine entsprechende Aussparung 36 des Halters gegen eine
Verlagerung gesichert ist. Die Platine 34 steht seitlich über
den Halter 22 und die Aufnahme 30 vor. An dem überstehenden Abschnitt
ist ein Stecker 38 angebracht, an dem eine Steckbuchse
für die Stromversorgung der Leuchtdioden (nicht dargestellt)
angeschlossen werden kann. Die Anordnung der Leuchtdioden ist in 3 schematisch
gezeigt. Bei der in 3 dargestellten Anordnung sind
drei LEDs, vorzugsweise drei LEDs unterschiedlicher Farbe, also
z. B. eine grüne, eine blaue und eine rote LED, in einer
Linie senkrecht zur Längsrichtung des Lichtleiters im wesentlichen
parallel zu der Sichtseite 1a des Trägers 1 angeordnet. 5a bis
d zeigen zwei weitere beispielhafte mögliche Anordnungen
für 3 bzw. 6 Leuchtdioden, wobei die Leuchtdioden in 5a und 5c schematisch dargestellt
und in den hierzu entsprechenden 5b bzw. 5d durch
einen Punkt und die Angabe ihrer Lichtfarbe (R, G, B) bezeichnet
sind.
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Der
Halter 22 weist einen Kühlkörper 40 auf, der
als separates Teil ausgebildet ist und in geeigneter Weise, beispielsweise
durch eine Schraubverbindung, an dem Halter befestigt ist. Vorzugsweise
bildet die mit einer Schulter und einem Vorsprung ausgebildete Stirnwand
dieses Kühlkörpers 40 die Anlagefläche
für die Platine, so dass ein guter Wärmeübergang
von der Platine zu dem Kühlkörper 40 gewährleistet
ist. Der Kühlkörper steht seinerseits in thermischen
Kontakt mit dem Träger 1 und gibt an diesen Wärme
ab, so dass die Wärme der Leuchtdioden effizient abgeführt
werden kann. Zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit
können luftverdrängende Substanzen, beispielsweise
eine Thermoleitpaste, in den Wärmeübertragungsstrecken, also
z. B. zwischen dem Kühlkörper und dem Träger und/oder
zwischen der Platine und dem Kühlkörper und/oder
zwischen der Platine und einer oder mehreren LEDs, verwendet werden.
Der Kühlkörper kann beispielsweise aus einem Aluminiumblock
bestehen. Die Platine 34 kann insbesondere fest mit dem
Kühlköper 40 verbunden sein.
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Der
Halter 22 ist über ein Winkelstück 42 mit dem
Träger 1, beispielsweise durch eine Schraubverbindung,
verbunden, so dass eine direkte Montage auf dem Träger
möglich ist.
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In
einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform
kann der Kühlkörper auch durch eine Ausformung
des Trägers gebildet werden, also einteilig mit dem Träger
ausgebildet sein, wobei die vorangehend genannten Bauteile in geeigneter
Weise mit dem Kühlkörper verbunden sein können.
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Der
vorangehend erwähnte Shutter 32 bildet, wie am
besten in 3 zu sehen ist, einen Rahmen um
die Leuchtdioden 28, der verhindert, dass Licht der Leuchtdioden
seitlich als Streulicht austritt. Auf der Oberseite, also auf der
der Abdeckscheibe 26 zugewandten Seite, übergreift
der Shutter 32 die Platine und ist an dem Kühlkörper 40 abgestützt.
Auf der gegenüberliegenden Seite liegt der Lichtleiter 20 an der
Vorderseite des von dem Shutter 32 gebildeten Rahmens an.
Diese Anschlagsposition des Lichtleiters 20 definiert eine
feste räumliche Beziehung zwischen der Stirnseite des Lichtleiters 20 und
den Leuchtdioden 28, beispielsweise derart, dass die Leuchtdioden
einen Abstand in den vorangehend genannten Bereichen von der Stirnseite
des Lichtleiters 20 haben. Der Shutter 32 hat
dementsprechend mehrere Funktionen. Er begrenzt eine Verlagerung
des Lichtleiters 20 in der Richtung zu den Leuchtdioden hin
und bildet somit einen Anschlag für den Lichtleiter. Ferner
drückt er die Platine 34 gegen den Kühlkörper 40 und
fixiert dadurch die Platine bezüglich einer Verlagerung
in der Längsrichtung des Lichtleiters 20. Durch
die rahmenartige Ausbildung, die eine der Stirnseite des Lichtleiters 20 gegenüberliegende Öffnung
für die Leuchtdioden 28 freilässt, verhindert
er weiterhin einen seitlichen Lichtaustritt des Lichts der Leuchtdioden.
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Eine
Abwandlung des ersten Halters ist in einer Querschnittsansicht in 6 gezeigt,
wobei gleiche und gleichwirkende Teile mit demselben Bezugszeichen
bezeichnet sind. Bei der in 6 dargestellten
Ausführungsform weist der erste Halter 22 in der Aufnahme
einen Anschlag 44 auf, der die Verlagerung des Lichtleiters 20 in
der Aufnahme zu dem Randabschnitt 3 hin begrenzt. Die Leuchtdioden 28 sind
am Ende der Aufnahme derart angeordnet, dass sie der Stirnseite
des Lichtleiters 20 gegenüberstehen, aber im montierten
Zustand durch den Anschlag 44 von dieser getrennt sind,
so dass durch den Anschlag 44 die Stirnseite des Lichtleiters 20 auf
einem definierten Abstand, beispielsweise einem Abstand von weniger
als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, insbesondere 0,1 mm bis
0,2 mm, von den Leuchtdioden gehalten wird, ohne dass sie unmittelbar
mit den Leuchtdioden 28 in Kontakt kommt. Bei dieser Ausführungsform
ist der Kühlkörper 40 in einer Winkelform
ausgebildet, so dass das Winkelstück 42 entfallen
kann.
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Die
Konstruktion des zweiten Halters ist in 7 in einer
perspektivischen Ansicht und in 8 in einer
Querschnittsansicht dargestellt. Der über ein Winkelstück 50 mit
dem Träger 1 verbundene Halter 24 weist
eine dem Querschnitt des Lichtleiters 20 entsprechende Öffnung 52 auf,
in der der Lichtleiter 20, bezüglich seiner Längsrichtung
verlagerbar, formschlüssig gelagert ist. Diese Öffnung
erweitert sich zu einem Hohlraum 54, in dem eine Feder 56 angebracht,
die in Längsrichtung des Lichtleiters 20 wirkt. Die
Feder ist an der von der Aufnahmeöffnung 52 abgewandten
Seite am Boden des Hohlraums an dem Halter 22 festgelegt.
An dem gegenüberliegenden, beweglichen Ende ist sie mit
einem U-förmigen Anschlagelement 58 versehen,
das an der Stirnseite des Lichtleiters 20, der über
die rechteckige Aufnahmeöffnung hinaus in den Hohlraum 54 hineinragt,
anliegt. Diese Anlagefläche 60 ist verspiegelt
ausgebildet. Vorzugsweise kommt hierbei ein hochreflektierendes
Material mit einem Reflexionsgrad von mehr als 90%, bevorzugt mehr
als 95%, beispielsweise das Material MIRO Silver zum Einsatz, mit
dem das U-förmige Anschlagelement an der Anschlagfläche 60 beschichtet
sein kann.
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Durch
die Feder 56 wird über die Anschlagfläche 60 der
Lichtleiter auf der gegenüberliegenden Seite in die Aufnahme
des gegenüberliegenden Halters 22 hineingedrückt,
so dass der Lichtleiter 20 an den Leuchtdioden, oder gemäß einer
anderen Ausführungsform, an dem die Verlagerung begrenzenden
Anschlag 44 anliegt. Auf diese Weise ist einerseits gewährleistet,
dass die verspiegelte Anschlagfläche 60 unmittelbar
und ohne Zwischenraum an der einen Stirnseite des Lichtleiters anliegt
und andererseits die gegenüberliegende Stirnseite des Lichtleiters 20 in
einer fest definierten räumlichen Beziehung zu den Leuchtdioden 28 steht.
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Im
Betrieb wird über die Leuchtdioden 28 in dem Halter 22 Licht
in den Lichtleiter 20 eingekoppelt, das in diesem propagiert.
Aufgrund der Beschichtung auf der Seite 29 des Lichtleiters
wird, während das Licht von einem Ende des Lichtleiter
zu dem gegenüberliegenden Ende propagiert, ein Teil des
Lichts zu der der Beschichtung gegenüberliegenden Seite
derart reflektiert, dass der Einfallswinkel kleiner als der Winkel
der Totalreflexion ist und das Licht an dieser Seite austritt, während
ein weiterer Lichtanteil, der mit einem Einfallswinkel größer
als dem Winkel der Totalreflexion auf diese Seite einfällt bzw.,
bei einem Einfall auf diese Seite mit einem Winkel kleiner als dem
Winkel der Totalreflexion, von dieser Seite aufgrund der teilweisen
Reflexion an der Grenze zu einem Bereich mit einem anderen Brechungsindex
reflektiert wird, in dem Lichtleiter 20 weiter propagiert.
An dem Ende des Lichtleiters, das in dem Halter 24 aufgenommen
ist, wird das Licht an der praktisch vollständig reflektierenden
Anschlagfläche 60 zurückreflektiert und
propagiert dann in umgekehrte Richtung in dem Lichtleiter zurück,
wobei es wieder in der vorangehend beschriebenen Weise aufgrund
der Beschichtung ausgekoppelt wird.
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Die
Abdeckscheibe 26 kann bei der dargestellten Ausführungsform
in den Bereichen, die über dem Abschnitt des Lichtleiters 20 zwischen
den beiden Haltern 22 und 24 liegen, farblos sein
oder aber auch zur Erzielung von Farbeffekten gefärbt sein.
Die Abdeckscheibe 26 kann klar oder lichtstreuend ausgebildet
sein, letzteres z. B., um gegebenenfalls den direkten Blick auf
die Halter 22 und 24 zu verhindern.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erzeugt der
Lichtleiter 20 auf seiner Lichtaustrittsfläche
eine homogene Leuchtdichte, die direkt von einem Betrachter wahrgenommen
werden kann. Vorzugsweise ist die Abdeckscheibe 26, die
den Lichtleiter 20 abdeckt, im Bereich des Lichtleiters 20 satiniert.
Dadurch wird ein weicher Helligkeitsabfall zum Rand hin erreicht.
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Dadurch,
dass der Lichtleiter 20 elastisch gelagert ist, ist es
möglich, den Kühlkörper fest mit dem Träger,
beispielsweise einem Leuchtengehäuse zu verbinden, wobei
die Verbindung vor zugsweise thermisch leitfähig ist. Über
eine solche feste, thermisch leitfähige Verbindung kann
die entstehende Wärme der LEDs effizient abgeführt
werden.
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9 zeigt
ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In
9 ist
eine modifizierte Leuchte gemäß der
deutschen Patentanmeldung 10 2007 053
790.7 dargestellt, auf welche hinsichtlich weiterer Einzelheiten
verwiesen wird.
9 zeigt den Leuchtenkopf einer
Leuchte, beispielsweise einer Außenleuchte, wie einer Straßenleuchte,
die als Lichtquellen mehrere Leuchtdiodeneinheiten
100 aufweist,
die in einer Trägerfläche, insbesondere einer
gewölbten, beispielsweise blattförmig gewölbten Trägerfläche
angeordnet sind und jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden und eine
zugeordnete Optik in Form von geeigneten lichtbrechenden und/oder
reflektierenden Elementen aufweisen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Trägerfläche bezüglich zweier
zueinander senkrecht stehender Richtungen unterschiedlich gekrümmt,
nämlich in der vertikalen Richtung konkav und in der hierzu
senkrechten Richtung konvex.
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Auf
der Trägerfläche sind die Leuchtdiodeneinheiten
100 entlang
von mehreren Reihen
102 angeordnet, die sich auf der gewölbten
Trägerfläche etwa parallel erstrecken. Dabei kann
jede Reihe eine unterschiedliche Anzahl von Leuchtdiodeneinheiten
100 enthalten.
Die LEDs
100 sind, zusammen mit den Platinen („Boards”)
auf denen sie angebracht sind, in die Trägerfläche
integriert. Die Optik der Leuchtdiodeneinheiten bewirkt, ggf. im
Zusammenwirken mit einer weiteren Optik, die den LEDs individuell
oder mehreren LEDs kollektiv zugeordnet sein kann, dass Licht gerichtet
in eine bestimmte Richtung mit einem begrenzten Strahlöffnungswinkel,
beispielsweise einem Strahlöffnungswinkel von 60°,
abgegeben wird. Durch die Überlagerung der Lichtkegel der
einzelnen Leuchtdiodeneinheit
100 überlagern sich
auf der zu beleuchtenden Fläche, die bei einer Außenleuchte
beispielsweise der Boden sein kann, derart, dass ein zusammenhängender
Bereich mit einer gewünschten Verteilung der Beleuchtungsstärke
und/oder der Leuchtdichte der beleuchteten Fläche, z. B.
einer Straße, und einer gewünschten Geometrie
ausgeleuchtet wird. Die Modifikation der Leuchte besteht darin,
dass zwischen Reihen
102 von Leuchtdiodeneinheiten
100,
welche Licht gerichtet in eine bestimmte Richtung abgeben, Lichtpaneele
104 konform
zu der Gesamtkontur des Leuchtenkopfes eingefügt sind,
welche jeweils durch eine Leuchtanordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung gebildet werden. In
9 ist von
diesen Anordnungen jeweils nur die Abschlussscheibe
26 zu
sehen. Ergänzend können, wie in der
deutschen Patentanmeldung 10 2007 053
790.7 beschrieben, zwischen den Reihen
102 von
Leuchtdiodeneinheiten
100 zusätzliche Leuchtdioden
(nicht dargestellt) vorgesehen sein, die lichtschwächer
als die Leuchtdioden der Leuchtdiodeneinheiten
100 sind
und vorzugsweise farbiges Licht abgeben. Dabei können Leuchtdioden unterschiedlicher
Farbe kombiniert werden, so dass durch eine entsprechende Ansteuerung
zusätzliche Farbeffekte erzeugt werden können.
Andere Anwendungsbereiche der Erfindung sind beispielsweise Lichtbänder
für dekorative Zwecke oder Beleuchtungszwecke.
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10 zeigt
eine Abwandlung der vorangehend beschriebenen Ausführungsform,
wobei gleiche und gleichwirkende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Bei dieser Ausführungsform sind wieder mehrere
erfindungsgemäße Leuchtanordnungen vorgesehen,
die sich mit Reihen 102 von Leuchtdiodeneinheiten abwechseln.
Anders als bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform
der 9, bei der die jeweiligen Leuchtanordnungen 104 als
in einen Träger eingesetzte Module ausgebildet waren, sind
bei der Ausführungsform der 10 alle
Leuchtanordnungen und die Reihen 102 von Leuchtdiodeneinheiten 100 auf
einem gemeinsamen Träger 120 ausgebildet, der durch
die Rückseite des Leuchtenkopfs gebildet wird. Dieser Träger
kann auf der der Sichtseite gegenüberliegenden Seite mit
Kühlrippen versehen sein, wie sie in 1 auf
der Rückseite des Trägers in dem Mittelabschnitt 7 zu
sehen sind, so dass die gesamte Rückseite des Leuchtenkopfes
der Wärmeabführung aller an dem Leuchtenkopf angebrachten
LEDs dient. Auf der Sichtseite des Leuchtenkopfs ist eine den gesamten
Leuchtenkopf in seinem leuchtenden Bereich überdeckende
lichtdurchlässige Abdeckung 122 vorgesehen. Diese
Abdeckung ist im Bereich der Reihen 102 von Leuchtdiodeneinheiten 100 klar,
so dass das Licht der Leuchtdiodeneinheiten 100 ungestreut durchgelassen
wird, und ansonsten satiniert. Zwischen den Reihen 102 von
Leuchtdiodeneinheiten 100 sind wieder erfindungsgemäße
Leuchtanordnungen vorgesehen, die jeweils einen in 10 in
gestrichelten Linien angedeuteten Lichtleiter 20 aufweisen, der
in zwei Haltereinrichtungen gehaltert ist, von denen der Halter 22 in
gestrichelten Linien angedeutet ist, wobei er in mindestens einer
der beiden Halteeinrichtungen in der Richtung senkrecht zu seiner
Stirnseite verschiebbar gelagert ist, wobei an mindestens einer
der Halteeinrichtungen eine oder mehrere Lichtquellen vorgesehen
sind, welche über die Stirnseite Licht in den Lichtleiter
einkoppeln. Bei dieser Ausführungsform bildet, in gleicher
Weise wie die einzelnen Leuchtanordnungen keinen individuellen Träger
aufweisen, die Abdeckung 122 eine kollektive Abdeckscheibe
sowohl für die erfindungsgemäßen Leuchtanordnungen
als auch für die Reihen 102 von Leuchtdiodeneinheiten.
In einem Querschnitt senkrecht zu der Abdeckung 122 entlang
der Längsrichtung des Lichtleiters 20 ergibt sich
dabei das in 1 gezeigte Bild, wobei an die
Stelle der Abdeckscheibe 26 der entsprechende Querschnitt
der durchgängigen Abdeckung 122 tritt. Dadurch,
dass die Abdeckung 122 im Bereich der Leuchtanordnungen,
insbesondere im Bereich der Lichtleiter 20 der Leuchtanordnungen,
satiniert ist, wird ein weicher Helligkeitsabfall erreicht.
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Anstelle
des vorangehend beschriebenen Halters 24, der ein elastisch
gelagertes reflektierendes Element aufweist, kann auch in anderen
Ausführungsformen ein Halter verwendet werden, in dem weitere
Leuchtdioden angeordnet sind, wobei diese vorzugsweise ebenfalls,
analog zu der vorangehenden Beschreibung des Halters 24,
elastisch gelagert sind. Während bei der in 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform
die Platine 34, welche die Leuchtdioden 28 trägt,
in einer festen räumlichen Beziehung dem Halter 22 und
dem Kühlkörper 40 montiert ist, ist sie
gemäß einer abgewandelten Ausführungsform gegenüber
dem Kühlkörper 40 beweglich und entgegen
einer elastischen Kraft verlagerbar angeordnet, wobei auch hier
ein geeignet angebrachter Anschlag einen Kontakt zwischen dem Lichtleiter 20 und
den Leuchtdioden 28 verhindern kann, wobei dieser Anschlag
in einer festen räumlichen Beziehung zu den Leuchtdioden
stehen kann. Zwischen der Platine 34 und dem Kühlkörper 40 ist
bei dieser Ausführungsform ein elastisches Element oder
ein elastisches Material vorgesehen, wobei das elastische Element bzw.
das elastische Material vorzugsweise gut wärmeleitend ist.
Zur Ableitung der Wärme kann alternativ oder ergänzend
vorgesehen sein, dass die Platine bzw. die LEDs über dünne
flexible Streifen aus einem gut wärmeleitenden Material,
beispielsweise Kupferstreifen, wärmeleitend mit dem Kühlkörper 40 verbunden
ist, wobei diese Streifen nicht notwendigerweise elastisch ausgebildet
sein müssen, d. h. die elastische Lagerung und die Wärmeleitung
werden gegebenenfalls zumindest teilweise über unterschiedliche
Elemente der Konstruktion bewirkt.
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Bei
dieser Ausführungsform wird in den Lichtleiter 20 von
beiden Enden Licht eingekoppelt, was die Lichtleistung und die Gleichmäßigkeit
der Leuchtdichte vergrößert, während
gleichzeitig durch die Beaufschlagung mit der Federkraft der Lichtleiter in
einer wohldefinierten Lage zu den Leuchtdioden in den beiden Halter
gehalten wird, so dass eine optisch präzise Lichteinkopplung
möglich ist. In diesem Fall ist die auf der beschichteten
Seite 29 des Lichtleiters 20 vorgesehene Beschichtung
wieder so anzupassen, dass, wie vorangehend beschrieben, die Leuchtdichte
des Lichtleiters auf der der Abdeckscheibe 26 zugewandten
Seite möglichst homogen ist. In der Regel wird diese Beschichtung
bei einer zweiseitigen Lichteinkopplung von den beiden Enden des
Lichtleiters 20 her, wie vorangehend beschrieben, eine
andere sein als bei der mit Bezug auf 1 bis 8 beschriebenen
Ausführungsform, bei der nur an einer Seite des Lichtleiters
Licht eingekoppelt wird.
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In
einer Abwandlung der vorangehend beschriebenen Ausführungsform
kann die in dem Halter 24 aufgenommene Stirnseite des Lichtleiters 20 verspiegelt
sein. In diesem Fall muss die Anschlagfläche 60 nicht
notwendigerweise verspiegelt sein. Gegebenenfalls kann sie mit einer
Schutzeinrichtung, beispielsweise einer geeigneten Beschichtung,
versehen sein, welche verhindert, dass die reflektierende Beschichtung
des Lichtleiters an der Stirnseite durch mechanische Einwirkung
beschädigt wird.
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Der
Querschnitt des Lichtleiters kann insbesondere rund, quadratisch
oder rechteckig sein. Zur Erhöhung der Effizienz kann der
Lichtleiter formschlüssig von einem zu der Lichtabgabeseite,
also bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
zu der Seite der Abdeckscheibe 26 hin, offenen Kanal umgeben
sein, dessen Wände reflektierend, insbesondere hochreflektierend
sind. Die Wände können dabei diffus oder gerichtet
reflektieren. Vorzugsweise ist dabei der Lichtwellenleiter nicht verklebt.
Es kann jedoch auch, insbesondere bei gerichtet reflektierenden
Wänden, ein Klebstoff verwendet werden, der einen dem Material
des Lichtwellenleiters ähnlichen Brechungsindex aufweist
oder denselben Brechungsindex aufweist, so dass Brechungseffekte
beim Austritt aus dem Lichtleiter und Wiedereintritt in den Lichtleiter
nach einer Reflexion an der Wand des Kanals minimiert werden. Bei
dieser Ausführungsform wird Streulicht zur Erhöhung
der Leuchtdichte in dem betrachteten Bereich genutzt.
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Der
besagte Kanal kann in dem Träger 1 ausgebildet
sein. Er kann jedoch auch durch einen entsprechend geformten Reflektor
gebildet werden, der, als separates Teil den Lichtleiter umgebend,
vorgesehen ist. In einer alternativen Ausführungsform kann
auch vorgesehen sein, dass der Lichtleiter an den entsprechenden
Seiten, insbesondere an allen Seiten außer der zu der Abdeckscheibe 26 gewandten
Seite, mit einer reflektierenden Beschichtung, insbesondere einer
gerichtet reflektierenden und/oder hochreflektierenden Beschichtung,
versehen ist, deren Reflexionseigenschaften den vorangehend beschriebenen
Reflexionseigenschaften des besagten Kanals entsprechen. Auf der
der Abdeckscheibe 26 diametral gegenüberliegenden
Seite kann dabei eine Beschichtung vorgesehen sein, welche räumlich
variierende Reflexionseigenschaften aufweist und die Reflexionseigenschaften
der beschichteten Seite 29 des Lichtleiters 20 bei
dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und die
Reflexionseigenschaften einer Wand des Kanals bei der vorangehend
beschriebenen Ausführungsform kombiniert. In einer weiteren
Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass ein vorzugsweise gerichtet
reflektierender Reflektor an der mit der Beschichtung versehenen
Seite 29 des Lichtleiters, ggf. auch an weiteren Seiten
des Lichtleiters, insbesondere allen Seiten außer der zu
der Ab deckscheibe 26 weisenden Seite, mit einem geeigneten
Klebstoff, insbesondere einem Klebstoff, der einen dem Material
des Lichtquellenleiters ähnlichen Brechungsindex oder denselben
Brechungsindex aufweist, angeklebt ist.
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Bei
einem längeren Lichtleiter kann dieser gegenüber
dem Träger in der Mitte zwischen den beiden Haltern 22 und 24 durch
eine geeignete Einrichtung, z. B. einen formschlüssig an
dem Lichtleiter anliegenden oder diesen teilweise umgreifenden Halter gegen
ein Verdrehen, ein Verkippen oder Verwinden gesichert werden.
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Erfindungsgemäß werden
vorzugsweise als Lichtquellen Leuchtdioden verwendet, wobei allerdings
auch andere Lichtquellen, insbesondere auch flächig Licht
abstrahlende Lichtquellen wie OLEDS, elektroluminiszenten Folien
oder dgl., oder auch andere Lichtquellen, deren Lichtabstrahlung
der einer punktförmigen Lichtquelle nahe kommt, verwendet werden
können. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Licht einer
größeren Lichtquelle, beispielsweise einer konventionellen
Lampe, durch eine geeignete Optik auf die Stirnseite des Lichtleiters
konzentriert bzw. fokussiert wird. Es kann insbesondere auch vorgesehen
sein, dass unterschiedliche Lichtquellen miteinander kombiniert
werden, beispielsweise eine konventionelle Lichtquelle mit einer
oder mehreren farbigen LEDs.
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Die
in der vorangehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und
den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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- 1
- Träger
- 1a
- Sichtseite
des Trägers
- 1b
- Rückseite
des Trägers
- 3
- Randabschnitt
des Trägers
- 5
- Randabschnitt
des Trägers
- 7
- Mittelabschnitt
des Trägers
- 11
- Stufe
- 13
- Schulter
- 15
- Stufe
- 20
- Lichtleiter
- 22
- Halter
- 24
- Halter
- 26
- Abdeckscheibe
- 28
- Leuchtdiode
- 29
- Beschichtungsseite
des Lichtleiters
- 30
- Aufnahme
- 32
- Shutter
- 34
- Platine
- 36
- Aussparung
- 38
- Stecker
- 40
- Kühlkörper
- 42
- Winkelstück
- 44
- Anschlag
- 50
- Winkelstück
- 52
- Öffnung
- 54
- Hohlraum
- 56
- Feder
- 58
- Anschlagelement
- 60
- Anschlagfläche
- 100
- Leuchtdiodeneinheit
- 102
- Reihe
von Leuchtdiodeneinheiten
- 104
- Lichtpaneel
- 120
- Träger
- 122
- Abdeckung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007053790 [0036, 0037]