DE102012216633A1 - Lighting concept for refrigerated cabinets - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungskonzept, das eine blendfreie Betrachtung von Waren (4) in gewerblichen Kühlmöbeln (2) durch den Kunden / Betrachter (8) mit hohem und weitgehend von der Position unabhängigem Farbkontrast bei geringer Energieaufnahme und hoher Lebensdauer des Leuchtmittels (12) ermöglicht. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß mindestens ein e3-Plasmaleuchtmittel für die Ausleuchtung der Waren (4) im Innenraum des Kühlmöbels (2) verwendet.The invention relates to a lighting concept, which allows a glare-free viewing of goods (4) in commercial refrigeration furniture (2) by the customer / viewer (8) with high and largely independent of the position color contrast with low energy consumption and high life of the light source (12) , For this purpose, according to the invention, at least one e3 plasma illuminant is used for illuminating the goods (4) in the interior of the refrigerated cabinet (2).
Description
Technisches Gebiet / Aufgabenstellung: Technical field / task:
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungskonzept für Kühlmöbel unter der Prämisse einer möglichst attraktiven Darstellung der präsentierten Waren für Kunden aller Altersgruppen – unter Berücksichtigung der Optimierung für die Altersgruppe 40+. The invention relates to a lighting concept for refrigerated cabinets under the premise of an attractive presentation of the presented goods for customers of all ages - taking into account the optimization for the age group 40+.
Zusätzlich soll dieses Konzept einen möglichst effizienten Umgang mit elektrischer Energie zu Grunde legen – und eine möglichst einfache Herstellbarkeit zu reduzierten Kosten aufzeigen. In addition, this concept should be based on the most efficient possible use of electrical energy - and should demonstrate the simplest possible manufacturability at reduced costs.
Analyse bisherige Situation / Stand der Technik: Analysis of previous situation / state of the art:
Stand der Technik bei der Innenbeleuchtung / Warenausleuchtung gewerblicher Kühlmöbel war bis vor 3–4 Jahren der Einsatz von Leuchtstoffröhren in Verbindung mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVGs). State of the art in the interior lighting / merchandise illumination of commercial refrigeration units was until 3-4 years ago the use of fluorescent tubes in conjunction with electronic ballasts (ECGs).
Seit etwa 2008 geht der Trend bei den Herstellern für gewerbliche Kühlgeräte zum Einsatz von Leuchtdioden (LEDs). Hauptgrund ist die propagierte Energieeinsparung und damit der reduzierte CO2-Footprint pro Kühlmöbel. Die Branche möchte sich einen grünen Anstrich verleihen und ebenfalls auf den ökologischen Trend aufspringen. Nachteilig sind allerdings die unzureichende Beleuchtung der Waren im Kühlmöbel sowie die verfälschte Farbwiedergabe. Since about 2008, the trend among manufacturers of commercial refrigeration appliances to use LEDs (LEDs). The main reason is the propagated energy saving and thus the reduced CO 2 footprint per refrigerated cabinet. The industry wants to give a green coat and also jump on the ecological trend. However, the disadvantage is the insufficient lighting of the goods in the refrigerator and the falsified color reproduction.
Zusätzlich zu den einleitenden Informationen hier eine kurze Zusammenfassung:
Bisher sind bei kommerziell verfügbaren Kühlmöbeln, insbesondere bei Kühltruhen, folgende Ausführungen im Markt zu finden:
- – Beleuchtung mittels Leuchtstoffröhre von hinten → leuchtet in Richtung Betrachter
- – Beleuchtung mittels LED von hinten → leuchtet in Richtung Betrachter
- – Beleuchtung mittels LED von hinten und vorn → leuchtet teilweise in Richtung Betrachter
So far, in commercially available refrigeration cabinets, especially in cabinets, the following versions can be found in the market:
- - Illumination by means of fluorescent tube from behind → shines in the direction of the observer
- - Illumination by means of LED from behind → shines in the direction of the observer
- - Illumination by means of LED from behind and in front → partially illuminates in the direction of the observer
Die aktuell eingesetzten Lösungen werden in folgenden Punkten als nicht optimal / verbesserungswürdig betrachtet:
- – Ausleuchtung der Ware nicht optimal, nicht attraktiv
- – Teilweise Blendung des Betrachters
- – Reflektionen auf den präsentierten Waren
- – Farbkontrast der Darstellung in hohem Masse NICHT-konstant über die Position
- – Verwendete Lichtfarben der im Kühlbereich einsetzbaren Lichtquellen reduzieren die gewünschte Farbwiedergabe der präsentierten Waren
- – „Schmuddeliger Anblick“ durch viele Interferenzen und Farbverschiebungen
- – Energieaufnahme bedingt durch technische Beschaffenheit und daraus ermöglichten Einbau unbefriedigend
- – „Unattraktive“ Darstellung der präsentierten Waren – aufgrund von Farbverschiebungen und Reflektionen
- – Unterschiedliche Markenerkennbarkeit durch unterschiedliche Farbwahrnehmung, bedingt durch die eingesetzte Lichtquelle und deren Positionierung und Verbau – ohne Rücksicht auf die unterschiedlichen „Seh-Bedürfnisse“ unterschiedlich alter Personen als Betrachter bzw. Kunden
- - Illumination of the goods not optimal, not attractive
- - Partial glare of the beholder
- - Reflections on the presented goods
- - Color contrast of the representation to a high degree NOT constant over the position
- - Used light colors of usable in the cooling range light sources reduce the desired color rendering of the presented goods
- - "grubby sight" due to many interferences and color shifts
- - Energy consumption due to technical condition and made possible from unsatisfactory installation
- - "Unattractive" representation of the presented goods - due to color shifts and reflections
- - Different brand recognition through different color perception, due to the light source used and their positioning and installation - regardless of the different "visual needs" different age persons as the viewer or customer
Aufgabe der Erfindung: Object of the invention:
Beleuchtungskonzept, das die genannten Nachteile vermeidet und stattdessen eine blendfreie Betrachtung von Waren in gewerblichen Kühlmöbeln durch den Kunden / Betrachter mit hohem und weitgehend von der Betrachtungsposition unabhängigem Farbkontrast bei geringer Energieaufnahme und hoher Lebensdauer des Leuchtmittels ermöglicht. Lighting concept that avoids the disadvantages mentioned and instead allows glare-free viewing of goods in commercial refrigerators by the customer / viewer with high and largely independent of the viewing position color contrast with low energy consumption and long life of the bulb.
Erfindungsgemäßer Lösungsansatz: Inventive Approach:
Da durch sehr viele unterschiedliche Studien mittlerweile zweifelsfrei verstanden wird, wie sich beim Menschen die „Seh-Bedürfnisse“ mit zunehmendem Alter verändern, sollte diese Information in diesem Lösungsansatz auch berücksichtigt werden, zumal in Deutschland – und analog in Europa – die Anzahl der älteren Menschen in der Gesellschaft deutlich ansteigt. Nach aktuellen Studien haben wir bereits heute mehr über-40-jährige Menschen als unter-40-jährige Menschen. Bis zum Jahre 2020 wird es ca. 50% unter-50-jährige und über-50-jährige Menschen geben. Since many different studies now unambiguously understand how people's "vision needs" change with age, this information should also be taken into account in this approach, especially in Germany - and analogously in Europe - the number of older people increases significantly in society. According to current studies, we already have more than 40-year-old people today than under-40-year-old people. By the year 2020, there will be approximately 50% of under-50s and over-50s.
Grund genug, diesen Umstand in der angestrebten Lösung zu berücksichtigen. Die maßgeblichen physiologisch-technischen Daten des menschlichen „Sehapparates“, die es mit zunehmendem Alter zu berücksichtigen gilt, sind:
- – Reduzierte, spektral unterschiedlich veränderte Transmissivität des Sehapparates (Linse, Glaskörper etc.)
- – Deutliche Zunahme von Streuzentren im Sehapparat ( „Eintrübung“)
- – Verringerte Dynamik beim „Scharfstellen“ („Akkommodation / Accomodation“)
- – Verringerte Dynamik und längere Dauer bei der Helligkeits-Anpassung („Adaption“)
- - Reduced, differently spectrally altered transmissivity of the visual system (lens, vitreous, etc.)
- - Significant increase of scattering centers in the visual system ("cloudiness")
- - Reduced dynamics during "focusing"("accommodation")
- - Reduced dynamics and longer duration in the brightness adjustment ("adaptation")
Mit den daraus direkt ableitbaren technischen Auswirkungen:
- – Geringere Empfindlichkeit für kurzwelliges Licht → deutliche Reduktion des wahrnehmbaren Farbkontrastes
- – Geringere Gesamt-Transmissivität → mehr Licht für gleiche Sehaufgabe nötig
- – Wesentlich verstärkte Blendempfindlichkeit für Blendquellen insgesamt und Blendquellen aus gleicher Richtung wie das zu betrachtende Objekt
- – Geringere Sehschärfe bei geringerer Helligkeit durch schlechtere Akkommodation
- – Wesentlich verstärkte unterschiedliche Blendwirkungen durch zu geringe oder zu große Helligkeits-Kontraste (räumlich oder zeitlich aufgelöst)
- – Viele einzelne Lichtquellen (etwa bei LEDs) ergeben viele unterschiedliche Hell-Dunkelzonen und „Farbsäume“
- - Lower sensitivity for short-wave light → Significant reduction in perceived color contrast
- - Lower overall transmissivity → more light needed for the same visual task
- - Significantly increased glare sensitivity for total blinding sources and blinding sources from the same direction as the object to be viewed
- - Lower visual acuity at lower brightness due to poorer accommodation
- - Significantly increased different glare effects due to low or too high brightness contrasts (spatially or temporally resolved)
- - Many individual light sources (such as LEDs) result in many different light-dark zones and "color fringes"
Die Forderungen hieraus für die angestrebte Lösung sind:
- – Gleichmäßige Ausleuchtung mit hoher Leuchtdichte
- – Gleichmäßig hohe Farbkontraste
- – Vermeidung von Blendquellen jeder Art, speziell aus der (Winkel-)Richtung des zu betrachtenden Objekts
- – Darstellung eines möglichst großen Farbraumes, um die Attraktivität der Darstellung für ALLE potentiellen Betrachter – aller Altersstufen – zu gewährleisten
- – Beleuchtung sollte normales Tageslicht bzw. Tageslicht-Verteilung nachbilden, um Bewertbarkeit zu gewährleisten
- - Uniform illumination with high luminance
- - Uniformly high color contrasts
- - Avoidance of blinding sources of any kind, especially from the (angular) direction of the object to be viewed
- - Representation of the largest possible color space to ensure the attractiveness of the presentation for ALL potential viewers - of all ages
- - Lighting should emulate normal daylight or daylight distribution to ensure assessability
Zusätzlich gefordert:
- – Hohe Energie-Effizienz (viel Licht für möglichst wenig elektrische Leistung)
- – Einfache Produzier- und Montierbarkeit
- – Hohe Lebensdauer des Leuchtmittels (möglichst solange wie das Gerät, in dem es eingebaut ist)
- – Dennoch einfache Austauchbarkeit
- – Einfache Skalierbarkeit für unterschiedliche Größen und Leistungen
- – Geringe Kosten in Herstellung, Betrieb und „End-of-Life“ (TCO – Total Cost of Ownership)
- - High energy efficiency (lots of light for as little electrical power as possible)
- - Easy to produce and assemble
- - Long life of the bulb (as long as the device in which it is installed)
- - Yet easy to exchange
- - Easy scalability for different sizes and performances
- - Low costs in production, operation and end-of-life (TCO - Total Cost of Ownership)
Konkretisierung des erfindungsgemäßen Konzeptes:
- – Einseitige Lichteinkopplung von VORN → Lichtausbreitungsrichtung ist in Blickrichtung des Betrachters
- – Verbau der Lichtquelle im Volumen der Gerätewand – um jegliche Blendung sicher zu vermeiden
- – Lichtlenkung durch geeignete Gestaltung der Ausbreitungswinkel und der Reflektoren sowie Vermeidung von Interferenzen
- – Auswahl geeigneter Lichtquellen: Bevorzugt e3-Plasma-Lichtquellen, da klein und „ohne Schatten“, da lineare lambertische Strahler mit einem Durchmesser-zu-Längen-Quotienten von viel grösser als 1 zu 100, geeignet für die geforderten Kühl-Temperaturen und mittels relativ einfacher Optiken auf die geforderten Aufgaben anzupassen.
- - One-sided light coupling of VORN → light propagation direction is in the direction of the viewer
- - Installation of the light source in the volume of the device wall - to avoid any glare safely
- - Light control by suitable design of the propagation angle and the reflectors and prevention of interference
- - Selection of suitable light sources: Preferably e 3 plasma light sources, since small and "without shadow" because linear Lambertian radiators with a diameter-to-length ratio of much greater than 1 to 100, suitable for the required cooling temperatures and adapt to the required tasks by means of relatively simple optics.
Dabei ist als Lichtquelle beispielsweise eine e3-Plasmalampe des Unternehmens Global LightZ aus der Firmengruppe Wammes und Partner vorgesehen. Das Kürzel e3 (auch: e3) steht dabei für Energy-Efficient Excitation = energieeffiziente Anregung. For example, an e3 plasma lamp from the company Global LightZ from the Wammes and Partner group of companies is planned as the light source. The abbreviation e3 (also: e 3 ) stands for Energy-Efficient Excitation = energy-efficient excitation.
Die e3-Lampen gehören in die Familie der Niederdruckentladungslampen. Sie bestehen typischerweise aus etwa 3 mm dünnen Glasröhrchen – eingebettet in Metall- oder Glaskeramikkörper –, die mechanisch bearbeitbar und daher auch verformbar sind. Die meisten dieser Leuchtmittel sind innen mit dotierten Keramiken beschichtet. Außerdem tragen sie einen so genannten Getter in sich, also ein aktives Material, das dazu dient, das Innenvolumen der e3-Glasröhrchen möglichst lange sauber zu erhalten. Hinzu kommt eine besondere Edelgasmischung mit einem Innendruck zwischen zirka 2 mbar und 0,7 bar zum Einsatz. Die Lampen können auch leistungsfähige Multiband-Phosphore enthalten, die auch einzelne rot, grün und/oder blau emittierende Lampen möglich machen. Diese werden genutzt, um das gewünschte Lichtspektrum zu erzeugen oder zu korrigieren. Standardmäßig werden die e3-Leuchtmittel mit 24 V Gleichspannung betrieben. The e3 lamps belong to the family of low-pressure discharge lamps. They typically consist of about 3 mm thin glass tubes - embedded in metal or glass ceramic body - that are machinable and therefore also deformable. Most of these bulbs are internally coated with doped ceramics. They also carry a so-called getter, an active material that serves to keep the inner volume of the e3 glass tubes clean for as long as possible. In addition, a special noble gas mixture with an internal pressure between about 2 mbar and 0.7 bar is used. The lamps can also contain powerful multi-band phosphors, which also make individual red, green and / or blue-emitting lamps possible. These are used to create or correct the desired light spectrum. By default, the e3 bulbs are operated with 24 V DC.
Das komplexe Funktionsprinzip der e3-Technologie basiert auf der Ionisierung verdampfter beziehungsweise gasförmiger Teilchen zur gesteuerten, temporär stabilen Clusterbildung und ist damit eine energieeffizientere und qualitativ verbesserte Weiterentwicklung der lange bekannten Leuchtstoffröhren, die bei gleicher Leistungsaufnahme und geringerem Volumen höhere Lichtausbeuten ermöglicht. Durch geeignete Kontrolle der Vorgänge bilden sich kurzzeitig stabile Cluster (Exciplexe) von jeweils zwei oder mehr Atomen oder Molekülen, die im angeregten Zustand ultraviolettes, sichtbares und/oder infrarotes Licht erzeugen. Eine geeignete Kombination daraus ergibt das gewünschte Lichtspektrum (die Lichtfarbe). Zudem erzeugen die Plasmaprozesse noch eine kleine Menge an extrem langwelligem Licht, das zur Regelung und Steuerung des gesamten Systems benötigt wird. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung entsteht ein elektrisches Feld, das Elektronen innerhalb der Glasröhre beschleunigt – was zwangsläufig zu Kollisionen führt, bei denen dann verschiedene genau gesteuerte quantenphysikalische Prozesse stattfinden. Die hierbei ausgesendeten Photonen werden in der Keramikschicht aufbereitet – durch Filterung und/oder Konversion von hochenergetischen Photonen mit 3 bis 6 eV in solche mit niedriger Energie – und verlassen dann das Glasröhrchen als das gewünschte (kontinuierliche) Lichtspektrum. Um recht einfach eine stabile Ionisierung zu erreichen, werden als Füllgas Edelgase genutzt. Je nach der Zusammenstellung der beteiligten Komponenten lassen sich unterschiedliche Arten von Clustern und beteiligten Elementarteilchen erzeugen. The complex operating principle of the e3 technology is based on the ionization of vaporized or gaseous particles for the controlled, temporarily stable cluster formation and is thus a more energy efficient and qualitatively improved development of the long known fluorescent tubes, which allows higher light yields with the same power consumption and lower volume. By suitable control of the processes, short-term stable clusters (exciplexes) of in each case two or more atoms or molecules are formed, which generate ultraviolet, visible and / or infrared light in the excited state. A suitable combination of these results in the desired light spectrum (the light color). In addition, the plasma processes still generate a small amount of extremely long-wave light, which is needed to control and control the entire system. Applying an electrical voltage creates an electric field that accelerates electrons within the glass tube - which inevitably leads to collisions, in which various precisely controlled quantum physical processes take place. The emitted photons are processed in the ceramic layer - by filtering and / or converting 3 to 6 eV high-energy photons into low-energy photons - leaving the glass tube as the desired (continuous) light spectrum. In order to achieve a stable ionization quite simply, noble gases are used as filling gas. Depending on the composition of the components involved, different types of clusters and participating elementary particles can be generated.
Lichtausbeuten von 50 bis 100 lm/W sind bei e3 heute problemlos möglich. Dabei können e3-Lampen, je nach Version, bei Umgebungstemperaturen von –35 C oder weniger bis weit über +100 °C betrieben werden. Anders als die stets punktförmige LED strahlt die e3-Röhre von jedem Punkt ihrer Linienform lambertisch ab. Dieser im vorliegenden Zusammenhang besonders wichtige Vorteil wird weiter unten noch eingehender erläutert. Der minimale CRI (Colour Rendering Index = Farbwiedergabeindex) der e3-Leuchtröhren liegt bei > 80. Seinen guten CRI behält e3-Licht bei jeder Lichttemperatur. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die neueste Generation der e3-Röhren, das so genannte „V-Light“, zwischen 2.000 K und 10.000 K Farbtemperatur stufenlos regelbar ist. Die benötigte Steuerungselektronik ist bereits im Leuchtmittel integriert und kann mittels Taster oder anderen Einstellstellelementen angesprochen werden. Gegenüber aktuellen LED-Produkten haben e3-Röhren in Sachen Lichtfarbe drei gravierende praktische Vorteile: Erstens können alle Lichttemperaturen mit einer einzigen Lichtquelle realisiert werden, während bei LEDs stets ein Mosaik verschiedenfarbiger Dioden notwendig ist. Zweitens bleiben e3-Lichtquellen, wenn die Lichttemperatur einmal eingestellt ist, dauerhaft farbstabil. Weil e3-Röhren sehr wenig Wärme an umgebende Bauteile abgeben, können sie drittens ohne Kühlkörper verbaut werden, was sich auch auf die Ökobilanz positiv auswirkt und gerade beim Einsatz in Kühlmöbeln von Vorteil ist. Luminous efficiencies of 50 to 100 lm / W are easily possible with e3 today. Depending on the version, e3 lamps can be operated at ambient temperatures of -35 C or less to well over +100 ° C. Unlike the always punctiform LED, the e3 tube radiates lambertically from any point of its line shape. This particularly important advantage in the present context will be explained in more detail below. The minimum CRI (Color Rendering Index) of the e3 tubes is> 80. Its good CRI retains e3 light at any light temperature. This is particularly advantageous because the latest generation of e3 tubes, the so-called "V-Light", is infinitely variable between 2,000 K and 10,000 K color temperature. The required control electronics are already integrated in the light source and can be addressed by means of buttons or other setting elements. Compared to current LED products, e3 tubes have three major practical advantages in terms of light color: First, all light temperatures can be realized with a single light source, while LEDs always require a mosaic of different colored diodes. Secondly, once the light temperature is set, e3 light sources remain permanently color-stable. Third, because e3 tubes emit very little heat to surrounding components, they can be installed without heat sinks, which also has a positive impact on the eco-balance and is particularly advantageous for use in refrigerated cabinets.
Die e3-Röhren selbst erfüllen alle EU-Normen bezüglich Energieeffizienz und Schadstoffarmut und sind zu 100 % recycelbar. Aufgrund ihrer relativ wenige Komponenten umfassenden Bauform muss für Herstellung und Recycling weniger Energie aufgewendet werden als bei anderen Leuchtmitteln. The e3 tubes themselves meet all EU standards for energy efficiency and low emissions and are 100% recyclable. Due to their relatively few component design, less energy has to be used for production and recycling than for other lamps.
Im Einklang mit der oben beschrieben optischen und mechanischen Anpassung ist zusammengefasst folgendes Einbaukonzept vorgesehen:
- – Mechanischer Verbau in der Geräte-Vorderwand – am oberen Ende bei Truhen, am vorderen Ende bei Schränken oder entsprechend geeigneter Form bei anderen Kühlmöbeln
- – Optische Konditionierung mittels geeigneter Optiken bestehend aus Reflektor und vorzugweise Linsen in Lentikular-Struktur
- - Mechanical installation in the front of the appliance - at the upper end in chests, at the front end in cabinets or according to suitable shape in other refrigerated cabinets
- - Optical conditioning by means of suitable optics consisting of reflector and preferably lenses in lenticular structure
Bevorzugte Ausführungsform / Vorteile: Preferred embodiment / advantages:
Somit kann für die oben beschriebene Aufgabe eine entsprechende Lösung gefunden werden – in
Hier ist ein Querschnitt durch eine Kühltruhe als einem Beispiel für ein Kühlmöbel
In einer nicht dargestellten Variante kann das Leuchtmittel
Die Lichtauskopplung wird vorteilhafterweise zweigeteilt in ein vertikal eng kollimiertes Segment (je nach Bautiefe des Gerätes z.B. 25 Grad gegenüber der Horizontalen –5/+10 Grad) und ein vertikal gering kollimiertes Segment (ca. 130 Grad +/–25 Grad). The light extraction is advantageously divided into a vertically narrow collimated segment (depending on the depth of the device, for example, 25 degrees to the horizontal -5 / + 10 degrees) and a vertically low-collimated segment (about 130 degrees +/- 25 degrees).
Dies wird mittels der beschrieben Optik aus lentikularer Linsenstruktur und geeignetem Reflektor realisiert – ähnlich einer „Zwei-Zonen-Brille“. This is realized by means of the described optics of lenticular lens structure and suitable reflector - similar to a "two-zone glasses".
In horizontaler Richtung wird die Lichtausbreitung der ausgewählten e3-Plasma-Lichtquellen NICHT verändert, denn durch die intrinsisch vorgegebene Charakteristik – Lichtstrahlen werden von jedem Punkt der linearen Lichtquelle in JEDEN Raumwinkel außerhalb der sehr dünnen Lichtquelle ausgesendet – ergibt sich eine sehr gleichmäßige, blend- und weitgehend schattenfreie Ausleuchtung. In the horizontal direction, the light propagation of the selected e 3 plasma light sources is NOT changed, because the intrinsically predetermined characteristic - light rays are emitted from each point of the linear light source in EVERY solid angle outside the very thin light source - results in a very uniform, glare- and largely shadow-free illumination.
Ein wesentlicher Vorteil der e3-Plasmalampen besteht nämlich darin, dass es sich bei ihnen um längliche, quasi linienförmige Lichtstrahler mit – in sehr guter Näherung – lambertscher Abstrahlungscharakteristik handelt. An essential advantage of the e3 plasma lamps is that they are elongated, quasi-line-shaped light emitters with - to a very good approximation - Lambertian radiation characteristics.
Lichtquellen, welche keine Richtungsabhängigkeit der Strahlungsdichte aufweisen, nennt man bekanntlich diffuse Strahler oder lambertsche Strahler. Sie geben in alle Richtungen dieselbe Strahlungsdichte ab. Die von ihnen in eine bestimmte Richtung bzw. einen bestimmten Raumwinkelbereich abgegebene Strahlungsleistung oder Intensität variiert aufgrund eines perspektivischen Effekts nur noch mit dem Cosinus des Abstrahlwinkels gegen die Flächennormale des Licht emittierenden Flächenelements (lambertsches Cosinusgesetz). Im Polarkoordinatendiagramm liegt dementsprechend eine kreisförmige Intensitätskurve vor, und zwar für jede mögliche Ausrichtung (d. h. jeden möglichen Azimutwinkel) der die Flächennormale enthaltenden Messebene. Gilt das für jedes Oberflächenelement einer Lichtquelle, hier also für jedes Linienelement des Linienstrahlers, so liegt ein Lambert-Strahler vor, dessen diffuses Licht sich weitgehend blendfrei im Raum verteilt und bei im Strahlenweg vorhandenen Objekten nur wenig Schatten verursacht. Durch die gewählte vertikale Winkelausbreitung und die Positionierung an der vorderen / oberen Kante des Gerätes wird gewährleistet, dass das nicht direkt in den Geräte-Innenbereich treffende Licht nur in sehr flachen Winkeln auf die das Geräte-Volumen abdeckende Glasfläche (Tür / Deckel) trifft, und die Lichtstrahlen werden daher gemäß physikalischer Gesetze beim Übergang von einem Medium mit geringerem Brechungsindex in ein Medium mit höherem Brechungsindex weitgehend reflektiert (umso stärker, je flacher der Winkel) und helfen daher mit, die präsentierte Ware im Innenraum gleichmäßig auszuleuchten. Light sources which have no directional dependence of the radiation density are known as diffuse radiators or lambertian radiators. They emit the same radiation density in all directions. Due to a perspective effect, the radiation power or intensity output by them in a specific direction or a specific solid angle range only varies with the cosine of the emission angle relative to the surface normal of the light-emitting surface element (Lambert's cosine law). Accordingly, in the polar coordinate diagram there is a circular intensity curve for each possible orientation (ie, each possible azimuth angle) of the surface normal Measuring plane. If this applies to every surface element of a light source, in this case for each line element of the line emitter, then there is a Lambert emitter whose diffused light is distributed largely without glare in the space and causes only a small amount of shadow in the objects present in the ray path. The chosen vertical angular spread and the positioning at the front / top edge of the device ensures that the light that does not hit directly into the interior of the device meets the glass surface covering the device volume (door / cover) only at very shallow angles. and the light rays are therefore largely reflected in the transition from a medium having a lower refractive index into a medium having a higher refractive index according to physical laws (the stronger, the flatter the angle) and therefore help to evenly illuminate the presented goods in the interior.
Um diesen Zweck zu verstärken, wird die der Lichtquelle gegenüberliegende Wand mechanisch / optisch so ausgebildet, dass sie zum einen reflektiv ist und zum zweiten die Richtung der reflektierten Lichtstrahlen so in den Innenraum des Gerätes zurückreflektiert, dass sich dort an den präsentieren Waren idealerweise je präsentiertem Einzelprodukt eine um jedes einzelne Produkt möglichst gleichmäßige halbzylinderförmige Leuchtstärken-Verteilung ausbildet. To reinforce this purpose, the opposite wall of the light source is mechanically / optically formed so that it is reflective on the one hand and the second reflected the direction of the reflected light rays back into the interior of the device that there presented ideally to the present goods ever Single product forms around each individual product as uniform as possible semi-cylindrical luminous intensity distribution.
Zusätzlich wird durch die verwendete Lichtquelle, die deutlich reduzierten Interferenzen, den optischen Aufbau von Linse und Reflektor, sowie die beschriebene Positionierung der Lichtquelle samt allen mittelbaren (Glasscheibe, präsentierte Waren, Einbauten etc.) und unmittelbaren (vorgegebenen) Reflektoren erreicht, dass die Farbdarstellung relativ zu heute eingesetzten Lösungen DRASTISCH besser wird – und damit die Attraktivität der präsentierten Waren steigt – und zwar für alle Betrachter. In addition, the light source, the significantly reduced interference, the optical design of the lens and reflector, and the described positioning of the light source including all indirect (glass, presented goods, fixtures, etc.) and immediate (default) reflectors achieved that the color representation DRAMATICALLY better - and thus the attractiveness of the presented goods is increasing - for all observers.
Für ältere Betrachter ergibt sich hier zusätzlich der Vorteil, dass die präsentierte Ware im Gerät der gleichen präsentieren Ware unter Tageslicht WESENTLICH ähnlicher sieht – und damit sicherer erkannt wird. For older observers, there is the additional advantage that the presented goods in the device of the same present product looks significantly more similar under daylight - and thus more reliably recognized.
Gleiches gilt für das Thema Blendung: Da in dem vorgestellten Ansatz die Lichtquelle in die Betrachtungsrichtung ausstrahlt und alle unmittelbaren sowie alle bekannten mittelbaren Reflektoren (z.B. Glasdeckel, Glastür) Licht auch nur in Betrachtungsrichtung oder nur in das Innenvolumen des Kühlgerätes abgeben können, ist eine direkte, physiologische, Adaptions- oder Relativ-Blendung ausgeschlossen. The same applies to the topic of glare: Since in the presented approach the light source radiates in the viewing direction and all direct and all known indirect reflectors (eg glass lid, glass door) can emit light only in the viewing direction or only in the internal volume of the refrigerator, is a direct , physiological, adaptation or relative glare excluded.
Auch konnte nachgewiesen werden, dass bei dieser Lösung die kommerziellen Aspekte ebenfalls umsetzbar sind:
- – Durch Einsatz von Lichtquellen auf nur einer Seite des Kühlmöbels ist die Montage und Verkabelung deutlich einfacher und günstiger
- – Auch ist dadurch die Kostenstruktur (gleiche Stückzahlen vorausgesetzt) günstiger
- – Auch aus Umweltaspekten rechnet sich diese Lösung, da hier weniger Ressourcen verbraucht werden
- – Es konnte auch nachgewiesen werden, dass für gleiche Leuchtdichten auf den präsentierten Waren maximal gleiche, meist sogar deutliche geringere elektrische Leistung als mit bisherigen Lösungsansätzen notwendig ist
- – Durch die massiv verbesserte Farbdarstellung kann nun auf unterschiedliche Leuchtmittelversionen je nach Anwendungszweck verzichtet werden
- - By using light sources on only one side of the cabinet, the installation and wiring is much easier and cheaper
- - Also, the cost structure (assuming the same quantities) cheaper
- - This solution also pays off for environmental reasons, since fewer resources are used here
- - It could also be proven that for the same luminance on the presented goods a maximum of the same, usually even significantly lower electrical output is necessary than with previous solutions
- - Due to the massively improved color display can now be dispensed with different light sources versions depending on the application
Das erfindungsgemäße Konzept ist zusammenfassend insbesondere vorgesehen für
- 1. Modulare Kühlmöbel (offen oder geschlossen, in horizontaler oder vertikaler Bauform) für den Anschluss an eine externe Kälteanlage. Das sind z.B. die Kühlregale im Supermarkt für Molkereiprodukte oder Selbstbedienungstheken für Wurst / Käse, aber auch Bedienungstheken für Wurst / Käse sowie die Tiefkühlinseln, aus denen Tiefkühlpizzen und -gemüse verkauft werden.
- 2. Steckerfertige Kühlmöbel (auch „self-contained“ oder „plug-in“ genannt) im Pluskühl- und Minuskühlbereich, offen und geschlossen, in horizontaler und vertikaler Bauform. Also sowohl der Getränkekühlschrank in der Eckkneipe als auch die Tiefkühlinseln in Supermärkten, aus denen Tiefkühlkost verkauft wird sowie Eiskremtruhen in jedem Kiosk.
- 1. Modular refrigerated cabinets (open or closed, in horizontal or vertical design) for connection to an external refrigeration system. These include, for example, the refrigerated shelves in the supermarket for dairy products or self-service counters for sausage / cheese, but also serving counters for sausage / cheese and the frozen islands from which frozen pizzas and vegetables are sold.
- 2. Plug-in refrigeration units (also called "self-contained" or "plug-in") in the plus and minus refrigerated area, open and closed, in horizontal and vertical design. So both the drinks fridge in the Eckkneipe and the frozen islands in supermarkets, from which frozen food is sold and ice cream chests in every kiosk.
Messergebnisse: Measurement results:
In
- 1. Leuchtstoffröhre (rote Messpunkte)
- 2. LED-Beleuchtung (gelbe Messpunkte)
- 3. e3-Plasmaleuchte (blaue Messpunkte)
- 1. Fluorescent tube (red measuring points)
- 2. LED lighting (yellow measuring points)
- 3. e3 plasma light (blue measuring points)
In
- – Bei der Warenbeleuchtung durch Leuchtstoffröhren (
5 ) sind nur die direkten Reflektionen entsprechend hell. Damit liegt eine starke Direkt-Blendung vor. - – Bei der Warenbeleuchtung durch LEDs (
4 ) existiert eine starke Ausprägung von „Spitzlichtern“ (Peak-Helligkeiten) und damit eine starke physiologische Blendung. - – Bei der Warenbeleuchtung durch e3-Plasmaleuchten (
3 ) hingegen ist eine Konzentration der Leuchtdichte auf die Waren realisiert. Der wahrgenommene Kontrast (perceived contrast) ist erhöht, während Blendungen vermieden sind.
- - In the case of goods lighting by fluorescent tubes (
5 ), only the direct reflections are correspondingly bright. This results in a strong direct glare. - - In the case of goods lighting by LEDs (
4 ) there is a strong expression of "highlights" (peak brightnesses) and thus a strong physiological glare. - - In the case of goods lighting by e3 plasma lamps (
3 ), however, a concentration of luminance on the goods is realized. The perceived contrast is increased while glare is avoided.
Die eingesetzte elektrische Leistung wurde für die LED-Beleuchtung (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2 2
- Kühlmöbel refrigeration cabinets
- 4 4
- Ware Would
- 6 6
- Abdeckung cover
- 8 8th
- Betrachter observer
- 10 10
- Blickwinkelbereich Viewing angle
- 12 12
- Leuchtmittel Lamp
- 14 14
- Längskante longitudinal edge
- 16 16
- Reflektor reflector
Claims (2)
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- 2013-09-18 PT PT13185062T patent/PT2708838T/en unknown
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