DE102016103288A1 - Luminaire module especially for street lights - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Leuchtenmodul mit einer Anordnung aus mehreren LEDs, und einer Anordnung aus mehreren Freiformlinsen, die jeweils einer der LEDs zugeordnet sind, wobei jede der Freiformlinsen eine der zugeordneten LED zugewandten Lichtaintrittsfläche und gegenüberliegend wenigstens eine Lichtaustrittsfläche aufweist und einen ersten Abschnitt aufweist, in welchem Licht, das von der Lichteintrittsfläche zur Lichtaustrittsfläche verläuft, durch Reflexion, insbesondere Totalreflexion, umgelenkt wird, und einen zweiten lichtlenkenden Abschnitt, der eine lichtlenkende Grenzfläche besitzt, die einen Teil der Lichtaustrittsfläche bildet, und mit einer Anordnung aus Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen, wobei jeder der Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen jeweils seitlich zu einer Freiformlinse angeordnet ist, um einen Teil des aus der Lichtaustrittsfläche der jeweils betreffenden Freiformlinse austretenden Lichts umzulenken oder abzublocken.The invention relates to a luminaire module having an arrangement of a plurality of LEDs, and an arrangement of a plurality of freeform lenses, each associated with one of the LEDs, each of the freeform lenses having one of the associated LED facing light entrance surface and opposite at least one light exit surface and having a first portion, in which light, which passes from the light entry surface to the light exit surface, is deflected by reflection, in particular total reflection, and a second light directing section having a light directing interface forming part of the light exit surface and an array of reflector strips or absorption strips, each one the reflector strip or absorption strip is in each case arranged laterally to a free-form lens in order to deflect or block off a part of the light emerging from the light exit surface of the respectively relevant free-form lens.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtenmodul, welches insbesondere für den Einsatz in Straßenleuchten konzipiert ist, wobei das Leuchtenmodul eine Anordnung von LEDs als Leuchtmittel aufweist.The present invention relates to a luminaire module, which is designed in particular for use in street lights, wherein the luminaire module has an arrangement of LEDs as lighting means.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Leuchten bekannt, die auf LED (worunter in der vorliegenden Anmeldung jede Halbleiterlichtquelle zu verstehen ist, einschließlich der OLED) beruhen und die auch als Straßenbeleuchtung vorgesehen sind. In der Regel werden hierzu eine Vielzahl von LEDs auf einer Fläche vorgesehen und ggf. zur Ausbildung einer besonderen Lichtverteilung mit Linsen, insbesondere Freiformlinsen, welche von der üblichen Rotationssymmetrie einer Linse abweichen, versehen. Beispielsweise offenbart die
Selbst bei einer optisch präzise geformten Linse stellt sich jedoch das Problem, dass die Straßenleuchten teilweise doch noch eine Lichtstrahlung in unerwünschte Richtungen abgeben. Beispielsweise ist eine Lichtemission auf eine zur Straßenleuchte rückwärtig angeordnete Häuserfassade unerwünscht, weil es dort auch Lichtreflexe in Wohnräumen erzeugen kann. In anderen Situationen ist es jedoch gerade wünschenswert, das Licht einer Straßenleuchte auch in einem rückwärtigen Bereich abzugeben, um beispielsweise einen angrenzenden Gehweg oder einen angrenzenden Fahrradweg parallel zur Straße auszuleuchten. Ferner erfordern es manche Verkehrsgegebenheiten, wie beispielsweise ein Fußgängerüberweg, dass die Lichtverteilung auf dem Straßenraum den Besonderheiten anzupassen ist.However, even with a visually precisely shaped lens, there is the problem that the street lights still partly give off a light radiation in undesired directions. For example, a light emission to a street light arranged rearward facade of the house is undesirable because it can also generate light reflections in living spaces. In other situations, however, it is desirable to also emit the light of a street lamp in a rearward area, for example, to illuminate an adjacent walkway or bicycle path parallel to the street. Furthermore, some traffic conditions, such as a pedestrian crossing, require that the light distribution on the road space be adapted to the particularities.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leuchtenmodul für eine Straßenleuchte bereitzustellen, welches auf LED basiert und an die Besonderheiten der Beleuchtungsaufgabe der Straßenleuchte angepasst ist.The object of the invention is to provide a lamp module for a street lamp, which is based on LED and adapted to the specifics of the lighting task of the street lamp.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtenmodul mit einer Anordnung aus mehreren LEDs, und einer Anordnung aus mehreren Freiformlinsen, die jeweils einer der LEDs zugeordnet sind, wobei jede der Freiformlinsen eine der zugeordneten LED zugewandten Lichteintrittsfläche und gegenüberliegend wenigstens eine Lichtaustrittsfläche aufweist und einen ersten Abschnitt aufweist, in welchem Licht, das von der Lichteintrittsfläche zur Lichtaustrittsfläche verläuft, durch Reflexion, insbesondere Totalreflexion, umgelenkt wird, und einen zweiten lichtlenkenden Abschnitt, der eine lichtlenkende Grenzfläche besitzt, die einen Teil der Lichtaustrittsfläche bildet, und mit einer Anordnung aus Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen, wobei jeder der Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen jeweils seitlich zu einer Freiformlinse angeordnet ist, um einen Teil des aus der Lichtaustrittsfläche der jeweils betreffenden Freiformlinse austretenden Lichts umzulenken oder abzublocken.The object is achieved by a luminaire module having an arrangement of a plurality of LEDs, and an arrangement of a plurality of freeform lenses, each associated with one of the LEDs, each of the freeform lenses having one of the associated LED facing light entry surface and opposite at least one light exit surface and having a first portion in which light which passes from the light entry surface to the light exit surface is deflected by reflection, in particular total reflection, and a second light directing section which has a light directing interface which forms part of the light exit surface and with an arrangement of reflector strips or absorption strips, wherein each of the reflector strips or absorption strips is arranged laterally to a free-form lens in order to deflect or block off a part of the light emerging from the light exit surface of the particular free-form lens concerned.
Eine Besonderheit der Erfindung liegt in der Kombination der besonderen Freiformlinsen, die den LEDs zugeordnet sind, und der Reflektorstreifen, welche den Freiformlinsen zugeordnet sind. Die Freiformlinsen können durch eine Kombination von Lichtbrechung und Lichtreflexion, insbesondere Totalreflexion, bereits eine Lichtverteilung erzeugen, die für die Beleuchtung einer Straße besonders geeignet ist. Insbesondere kann durch den lichtbrechenden Abschnitt eine breite Lichtverteilung erzeugt werden, welche von der durch einen weiteren Abschnitt in der Linse, in dem Reflexion stattfindet, erzeugten Lichtverteilung überlagert wird. So lässt sich beispielsweise eine langgestreckte Lichtverteilung erzeugen, die im mittleren Bereich, d. h. unterhalb oder vor dem Leuchtenmodul, zusätzlich aufgehellt wird. Der Reflektorstreifen sorgt in Ergänzung dafür, dass die Lichtverteilung weiter für die Beleuchtungsaufgabe modifiziert wird. Abhängig von der Anordnung des Reflektorstreifens zu der Freiformlinse kann ein Licht, welches hinter die Leuchte, z. B. zu einer Häuserfassade, abgegeben wurde, abgeblockt oder umgelenkt werden. Alternativ kann der Reflektorstreifen auch dafür eingesetzt werden, die Lichtverteilung der Straßenleuchte, welche üblicherweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene senkrecht zur Fahrbahnlängserstreckung (d. h. die C270/90-Ebene der Leuchte) ist, asymmetrisch zu verändern. Diese Ausführungsform eignet sich dazu, eine besondere Lichtverteilung für Fußgängerüberwege zu erzeugen. Der Reflektorstreifen kann jedoch auch in dem Leuchtenmodul so angeordnet werden, dass ein Teil des Lichts absichtlich von der Straße weg in eine Richtung hinter die Leuchte umgelenkt wird, um z. B. einen angrenzenden Fahrrad- oder Gehweg, der parallel zur Straße verläuft, mit auszuleuchten. Die Anzahl, die Größe und der Winkel der Reflektorstreifen können sich in den Ausführungsformen unterscheiden, abhängig von der gewünschten Beleuchtungsaufgabe.A special feature of the invention lies in the combination of the special free-form lenses, which are associated with the LEDs, and the reflector strips, which are associated with the freeform lenses. By means of a combination of refraction of light and reflection of light, in particular total reflection, the freeform lenses can already produce a light distribution which is particularly suitable for illuminating a road. In particular, a broad distribution of light can be generated by the refractive section, which is superimposed by the light distribution produced by a further section in the lens in which reflection takes place. For example, it is possible to produce an elongated distribution of light which in the central region, i. H. below or in front of the luminaire module, is additionally brightened. In addition, the reflector strip ensures that the light distribution is further modified for the lighting task. Depending on the arrangement of the reflector strip to the free-form lens, a light which is behind the lamp, for. B. to a house facade, was issued, blocked or deflected. Alternatively, the reflector strip may also be used to asymmetrically change the light distribution of the street lamp, which is typically mirror-symmetrical to a plane perpendicular to the roadway longitudinal extent (i.e., the C270 / 90 plane of the luminaire). This embodiment is suitable for generating a special light distribution for pedestrian crossings. However, the reflector strip can also be arranged in the luminaire module so that a part of the light is intentionally deflected away from the road in a direction behind the lamp to z. B. an adjacent bike or walkway that runs parallel to the street to illuminate with. The number, size and angle of the reflector strips may vary in the embodiments, depending on the desired lighting task.
Die Freiformlinsen gemäß der vorliegenden Erfindung können im Prinzip ausgebildet sein, wie in der Patentanmeldung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anordnung von Reflektorstreifen mehrere parallel zueinander angeordnete Reflektorstreifen auf. In dieser Ausführungsform werden alle Lichtverteilung der einzelnen Freiformlinsen, die mit einem Reflektorstreifen versehen sind, in der gleichen Weise beeinflusst, um die Lichtverteilung des Leuchtenmoduls anzupassen. Dabei können gemäß den verschiedenen Ausführungsformen alle oder nur einige der Freiformlinsen mit einem entsprechenden Reflektorstreifen versehen sein.According to a preferred embodiment, the arrangement of reflector strips on a plurality of mutually parallel reflector strips. In this embodiment, all the light distribution of the individual free-form lenses, which are provided with a reflector strip, influenced in the same way to adjust the light distribution of the lamp module. In this case, according to the various embodiments, all or only some of the freeform lenses can be provided with a corresponding reflector strip.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung der LEDs, der Freiformlinsen und/oder der Reflektorstreifen jeweils in einer Ebene matrixförmig. Der Aufbau in Form einer Matrix lässt sich besonders einfach herstellen. Ferner ist gewährleistet, dass das Leuchtenmodul über die gesamte Fläche das Licht gleichmäßig abgibt, weil die LEDs gleichmäßig in der Fläche verteilt sind. Dabei ist von besonderem Vorteil, dass die Anordnung der LEDs, der Freiformlinsen und der Reflektorstreifen jeweils in einer Ebene erfolgt. Beispielsweise können die LEDs zusammen auf einer durchgängigen Platine angeordnet werden. Die Freiformlinsen können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einstückig in einem zusammenhängenden Trägermaterial ausgebildet sein, welches z. B. über die gesamte Matrix der LED oder über einen Teilbereich dieser Matrix angeordnet wird. Die Reflektorstreifen können ebenfalls in einem einstückigen Element matrixförmig miteinander verbunden sein, wobei die Matrix aus Reflektorstreifen die vollständige Matrix der LEDs oder der Freiformlinsen oder einem Teil von diesen überdeckt.According to a preferred embodiment, the arrangement of the LEDs, the free-form lenses and / or the reflector strips are each matrix-shaped in one plane. The structure in the form of a matrix can be produced particularly easily. Furthermore, it is ensured that the luminaire module emits light uniformly over the entire surface, because the LEDs are distributed uniformly in the surface. It is of particular advantage that the arrangement of the LEDs, the free-form lenses and the reflector strips takes place in each case in one plane. For example, the LEDs can be arranged together on a continuous board. The freeform lenses may be integrally formed according to a preferred embodiment in a continuous carrier material, which z. B. over the entire matrix of the LED or over a portion of this matrix is arranged. The reflector strips can likewise be connected to one another in a matrix-like manner in an integral element, the matrix of reflector strips covering the complete matrix of the LEDs or the freeform lenses or a part of these.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung aus Reflektorstreifen einstückig ausgebildet und über der Anordnung der Freiformlinsen angebracht. Dadurch lassen sich die Reflektorstreifen besonders einfach an dem Leuchtenmodul montieren. Ferner bietet diese Ausführungsform verschiedene Möglichkeiten, um die Anordnung aus Reflektorstreifen besonders kostengünstig herzustellen. Beispielsweise können alle Reflektorstreifen der Anordnung aus einem Blech ausgestanzt und zu einer Seite herausgebogen werden, um eine einstückige Anordnung der Anordnung des Reflektorstreifens zu bilden.According to a preferred embodiment, the arrangement of reflector strips is integrally formed and mounted over the arrangement of free-form lenses. As a result, the reflector strips can be very easily mounted on the lamp module. Furthermore, this embodiment offers various possibilities for producing the arrangement of reflector strips in a particularly cost-effective manner. For example, all of the reflector strips of the assembly may be punched out of a sheet and bent out to one side to form an integral arrangement of the array of the reflector strip.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung aus Reflektorstreifen durch eine Ebene gebildet, welche eine Vielzahl von Öffnungen für jeweils wenigstens eine der Freiformlinsen aufweist, und die Reflektorstreifen verlaufen am Rand der Öffnungen. Diese Anordnung lässt sich einfach herstellen, z. B. mit einem Biege-Stanz-Prozess wie vorhergehend erwähnt. Die Anordnung kann mit den Öffnungen über den Freiformlinsen angeordnet werden, so dass jede Freiformlinse durch die Öffnung in Richtung zur Lichtaustrittseite des Leuchtenmoduls hindurchragt und der Reflektorstreifen auf gleicher Höhe der Freiformlinse seitlich von dieser zu liegen kommt.According to a preferred embodiment, the array of reflector strips is formed by a plane which has a plurality of openings for at least one of the free-form lenses, and the reflector strips extend at the edge of the openings. This arrangement can be easily produced, for. B. with a bending-punching process as previously mentioned. The arrangement can be arranged with the openings on the free-form lenses, so that each free-form lens protrudes through the opening in the direction of the light exit side of the lamp module and the reflector strip comes to rest laterally therefrom at the same height of the free-form lens.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung aus Reflektorstreifen in unterschiedlichen, insbesondere in wenigstens zwei, drei oder vier zueinander gedrehten Positionen über der Anordnung von Freiformlinsen montierbar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass mit der gleichen Reflektorstreifenanordnung unterschiedliche Ausführungsformen des Leuchtenmoduls realisiert werden können, indem die Anordnung aus Reflektorstreifen in unterschiedliche Positionen über den Freiformlinsen montiert wird. Gegebenenfalls kann die Montage der Reflektorstreifen über den Freiformlinsen sogar noch am Montageort des Leuchtenmoduls vorgenommen werden. Abhängig von dem Ort der Leuchte kann dadurch eine unterschiedliche Beleuchtungsaufgabe z. B. für die Beleuchtung eines rückwärtigen Fahrrad- oder Gehweges, eines seitlich angeordneten Fußgängerüberweges oder einer anderen räumlichen Situation angepasst werden. Bei einer matrixförmigen Anordnung der LEDs, der Freiformlinsen und der Reflektorstreifen können in einer Ausführungsform mit vier zueinander gedrehten Montagepositionen der Reflektorstreifen-Anordnung alle möglichen Variationen der Lichtverteilung durch einfaches Ummontieren der Reflektorstreifenanordnung erzielt werden.According to a preferred embodiment, the arrangement of reflector strips in different, in particular in at least two, three or four mutually rotated positions on the arrangement of free-form lenses can be mounted. This embodiment has the advantage that with the same reflector strip arrangement different embodiments of the lamp module can be realized by the arrangement of reflector strips is mounted in different positions on the freeform lenses. Optionally, the mounting of the reflector strips on the freeform lenses can be made even at the installation of the lamp module. Depending on the location of the lamp can thereby a different lighting task z. B. for the lighting of a rear bicycle or sidewalk, a laterally arranged pedestrian crossing or other spatial situation. In a matrix-like arrangement of the LEDs, the free-form lenses and the reflector strips, in an embodiment with four mutually rotated mounting positions of the reflector strip arrangement, all possible variations of the light distribution can be achieved by simply re-mounting the reflector strip arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Anordnung aus Reflektorstreifen jeweils ein Reflektorstreifen einzeln nur einer Freiformlinse und/oder jeweils ein Reflektorstreifen einer Reihe von der Anordnung der Freiformlinsen nebeneinanderliegenden Freiformlinsen zugeordnet. Bei einer einzelnen Zuordnung der Reflektorstreifen zu den Freiformlinsen können diese individuell auf die Freiformlinsen abgestimmt werden. Beispielsweise können auch unterschiedliche Neigungswinkel der Reflektorstreifen gewählt werden. Sofern die Reflektorstreifen Reihen von LEDs zugeordnet werden, weisen diese in der Regel einen einheitlichen Neigungswinkel gegenüber der betreffenden Linsenreihe auf. In dieser Ausführungsform muss für eine Reihe von nebeneinanderliegenden Freiformlinsen nur ein Reflektorstreifen ausgebildet werden, wodurch die Herstellungskosten verringert werden. Die Ausführungsformen können auch kombiniert werden. Das heißt, in der gleichen Anordnung der Reflektorstreifen können einzelne Reflektorstreifen nur jeweils einer Freiformlinse zugeordnet sein und weitere Reflektorstreifen jeweils einer Reihe von nebeneinanderliegenden Freiformlinsen zugeordnet sein.According to a preferred embodiment, in the arrangement of reflector strips, one reflector strip is individually associated with only one free-form lens and / or one reflector strip is associated with a row of free-form lenses adjacent to the arrangement of the free-form lenses. In the case of a single assignment of the reflector strips to the freeform lenses, these can be individually matched to the freeform lenses. For example, different angles of inclination of the reflector strips can be selected. If the reflector strips are assigned to rows of LEDs, these generally have a uniform angle of inclination relative to the lens row in question. In this embodiment, only one reflector strip needs to be formed for a series of adjacent free-form lenses, thereby reducing manufacturing costs. The embodiments may also be combined. That is, in the same arrangement of reflector strips individual reflector strips can be assigned only one free-form lens each and further reflector strips are each assigned to a number of adjacent free-form lenses.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung aus Reflektorstreifen gegenüber der Anordnung von Freiformlinsen so montierbar, dass die Reflektorstreifen in Bezug auf die ihr zugeordnete Freiformlinse oder -linsen angrenzend an dem jeweils ersten lichtlenkenden Abschnitt, seitlich rechts oder links des jeweils ersten lichtlenkenden Abschnitts und/oder gegenüberliegenden zu dem ersten lichtlenkenden Abschnitt angeordnet sind. Der erste lichtlenkende Abschnitt der Freiformlinse sorgt durch Reflexion, insbesondere Totalreflexion, für eine zur optischen Achse der Linse stark abgelenkte Lichtabgabe. Durch die Anordnung des Reflektorstreifens in Bezug auf diesen Abschnitt der Freiformlinse lässt sich die Lichtverteilung daher sehr gezielt beeinflussen. Die seitliche Anordnung des Reflektorstreifens zu dem ersten Reflektorabschnitt (rechts oder links davon) kann dazu dienen, eine asymmetrische Lichtverteilung zu erzeugen, insbesondere asymmetrisch zu der C180/0-Ebene. Die Anordnung der Reflektorstreifen an dem ersten lichtlenkenden Abschnitt angrenzend kann insbesondere dazu dienen, den Teil der Lichtverteilung, welcher rückwärtig von der Leuchte abgegeben wird, zu verringern. Die Anordnung der Reflektorstreifen auf der dem ersten lichtlenkenden Abschnitt entgegengesetzten Seite der Freiformlinse kann insbesondere dazu dienen, gezielt einen Teil des Lichts hinter die Leuchte zu lenken, um z. B. einen Fahrrad- oder einen Gehweg hinter der Leuchte mit zu beleuchten. Es kann auch vorgesehen sein, dass innerhalb der Anordnung von Reflektorstreifen die Reflektorstreifen zu den Freiformlinsen unterschiedlich angeordnet sind. Beispielsweise kann nur für einen Teil der Freiformlinsen vorgesehen sein, das Licht nach hinten umzulenken, um einen bestimmten Anteil des Gesamtlichtstroms der Leuchte für die Beleuchtungsaufgabe hinter der Leuchte nutzbar zu machen. Ein Vorteil diese Ausführungsform ist auch darin zu sehen, dass wahlweise eine unterschiedliche Anzahl von Reflektorstreifen in einer bestimmten Position eingesetzt werden können, so dass nur jeweils zum Teil das Licht der Vielzahl von LEDs für die besondere Beleuchtungsaufgabe genutzt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein bestimmter prozentualer Anteil der LEDs, z. B. ein, zwei oder drei von vier Reihen, für die Beeinflussung der Lichtverteilung mit einem entsprechenden Reflektorstreifen versehen ist. Ferner kann auch eine Reflektoranordnung vorgesehen sein, welche Reflektorstreifen in unterschiedlichen Positionen zu den Freiformlinsen bzw. zum ersten und zweiten Abschnitt der Freiformlinsen angeordnet sind. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Anordnung aus Reflektorstreifen wahlweise in einer der genannten vier Positionen (d. h. an dem ersten Abschnitt der Freiformlinse, seitlich rechts, seitlich links oder gegenüberliegend) montierbar ist. Wie vorhergehend ausgeführt, ermöglicht diese Ausführungsform die individuelle Gestaltung der Lichtverteilung für eine besondere Beleuchtungsaufgabe unter Verwendung jeweils identischer Bauteile, welche die Anordnung der Reflektorstreifen bilden. According to a preferred embodiment, the arrangement of reflector strips relative to the arrangement of free-form lenses is mounted so that the reflector strips with respect to their associated free-form lens or lenses adjacent to the respective first light-directing section, laterally right or left of each first light-guiding section and / or are arranged opposite to the first light-directing section. The first light-directing section of the free-form lens provides by reflection, in particular total reflection, for a light deflection strongly deflected to the optical axis of the lens. The arrangement of the reflector strip with respect to this section of the freeform lens, the light distribution can therefore be influenced very targeted. The lateral arrangement of the reflector strip to the first reflector portion (right or left thereof) may serve to produce an asymmetric light distribution, in particular asymmetric to the C180 / 0 plane. The arrangement of the reflector strips adjacent to the first light-directing section may in particular serve to reduce the part of the light distribution which is emitted from the rear of the luminaire. The arrangement of the reflector strips on the first light-guiding section opposite side of the free-form lens can be used in particular to direct a portion of the light behind the lamp to z. B. to illuminate a bike or a walkway behind the lamp with. It can also be provided that within the arrangement of reflector strips, the reflector strips are arranged differently to the freeform lenses. For example, it may be provided only for a part of the freeform lenses to redirect the light back to make a certain proportion of the total luminous flux of the luminaire for the lighting task behind the light usable. An advantage of this embodiment is also to be seen in that optionally a different number of reflector strips can be used in a certain position, so that only in each case the light of the plurality of LEDs is used for the particular lighting task. For example, it may be provided that a certain percentage of the LEDs, z. B. one, two or three of four rows, is provided for influencing the light distribution with a corresponding reflector strip. Furthermore, a reflector arrangement can also be provided, which reflector strips are arranged in different positions relative to the freeform lenses or to the first and second sections of the freeform lenses. According to one development of this embodiment, it can be provided that the arrangement of reflector strips can be mounted either in one of the four positions mentioned (ie on the first section of the freeform lens, laterally right, laterally left or opposite). As stated above, this embodiment allows the individual design of the light distribution for a particular lighting task using identical components that form the arrangement of the reflector strips.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen parallel zu der C180/0-Ebene angeordnet oder parallel zu der C270/90-Ebene angeordnet. Als C-Ebenen werden vertikale Ebenen durch eine Leuchte bezeichnet. Die C180/0-Ebene kann insbesondere die Ebene sein, welche senkrecht durch die Leuchte und parallel zu einer von der Leuchte beleuchteten Straße verläuft. Eine sich in einer Richtung parallel zur C180/0-Ebene breit erstreckende Lichtverteilung eignet sich daher besonders zur gleichmäßigen Ausleuchtung eines größeren Straßenabschnitts. Durch die Beeinflussung der Lichtverteilung mit den Reflektorstreifen und/oder Absorptionsstreifen kann diese Lichtverteilung ggf. den örtlichen Bedingungen angepasst werden. Beispielsweise können die Reflektorstreifen parallel zu der C180/0-Ebene angeordnet sein, um die Lichtströmung hinter die Leuchte, d. h. in einer Richtung in der C270/90-Ebene, zu verringern. Dazu sind die Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen parallel zu der C180/0-Ebene auf der Seite der Freiformlinse anzuordnen, die von der Straßenseite abgewandt ist. Alternativ kann vorgesehen sein, einen Teil des Lichts gezielt für eine Beleuchtungsaufgabe hinter die Straßenleuchte umzulenken. Dazu können die Reflektorstreifen parallel zu der C180/0-Ebene auf der zur Straße gewandten Seite der jeweiligen Freiformlinse angeordnet sein. Alternativ können die Reflektorstreifen auch parallel zu der C270/90-Ebene angeordnet sein und ggf. auch noch die Freiformlinsen gedreht werden. Dadurch wird die Lichtverteilung asymmetrisch zur Längserstreckung der Straße verzerrt. Derartige Lichtverteilungen sind insbesondere zur Beleuchtung von Fußgängerüberwegen über die Straße von Vorteil.According to a preferred embodiment, the reflector strips or absorption strips are arranged parallel to the C180 / 0 plane or arranged parallel to the C270 / 90 plane. C-planes refer to vertical planes through a light. The C180 / 0 plane may be, in particular, the plane which runs vertically through the luminaire and parallel to a road illuminated by the luminaire. A light distribution extending in a direction parallel to the C180 / 0 plane is therefore particularly suitable for the uniform illumination of a larger road section. By influencing the light distribution with the reflector strips and / or absorption strips, this light distribution can optionally be adapted to the local conditions. For example, the reflector strips may be arranged parallel to the C180 / 0 plane to control the light flow behind the luminaire, i. H. in one direction in the C270 / 90 plane. For this purpose, the reflector strips or absorption strips are to be arranged parallel to the C180 / 0 plane on the side of the freeform lens, which faces away from the road side. Alternatively it can be provided to divert a portion of the light targeted for a lighting task behind the street lamp. For this purpose, the reflector strips can be arranged parallel to the C180 / 0 plane on the side facing the road of the respective free-form lens. Alternatively, the reflector strips can also be arranged parallel to the C270 / 90 plane and possibly even the freeform lenses are rotated. As a result, the light distribution is distorted asymmetrically to the longitudinal extent of the road. Such light distributions are particularly advantageous for illuminating pedestrian crossings over the road.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten Abschnitte der Linsen eine Längsstreckung auf, welche vorzugsweise parallel zu der C180/0-Ebene oder parallel zu der C270/90-Ebene ausgerichtet sind. Diese Ausführungsformen sind insbesondere bevorzugt in Verbindung mit den vorhergehend genannten Ausrichtungen der Reflektor- bzw. Absorptionsstreifen. Der erste lichtlenkende Abschnitt sorgt dafür, dass Licht von der Linse durch Reflexion relativ stark abgelenkt wird. Die Anordnung der Reflektor- oder Absorptionsstreifen parallel zu diesen Abschnitten dient dazu, diesen Lichtanteil in die gewünschte Richtung zur Erzeugung einer besonderen Beleuchtungsaufgabe umzulenken oder teilweise abzublocken. Beispielsweise werden für ein Leuchtenmodul, das bevorzugt zur Ausleuchtung eines Fußgängerüberweges eingesetzt wird, die ersten reflektierenden Abschnitte der Freiformlinsen parallel zum Fußgängerüberweg, d. h. parallel zu der C270/90-Ebene, ausgerichtet, während in den übrigen Ausführungsformen, welche die Straße der Länge nach beleuchten soll, die ersten optischen Abschnitte vorzugsweise parallel zu der C180/0-Ebene ausgerichtet sind. In der Ausführungsform für Fußgängerüberwege kann dadurch ein ausgeprägtes Maximum der Lichtverteilung zwischen einer C40-Ebene und der C80-Eben für eine Lichtverteilung für einen Fußgängerweg rechts der Leuchte erzeugt werden. Wenn die Leuchte links des Fußgängerweges angeordnet ist, ist ein ausgeprägtes Maximum zwischen der C100-Ebene und der C140-Ebene bevorzugt. Diese Ausführungsformen lassen sich z. B. dadurch erzeugen, dass der erste lichtreflektierende Abschnitt der Linse eine Längserstreckung aufweist, die parallel zu der C270/90-Ebene ausgerichtet ist und ferner die Reflektorstreifen parallel zu der gleichen Ebene ausgerichtet sind. Für ein Leuchtenmodul, welches die Straße der Länge nach beleuchten soll, sind hingegen Lichtverteilungskurven bevorzugt, die spiegelsymmetrisch zur C270/90-Ebene liegen und vorzugsweise eine Längserstreckung in einer Ebene aufweisen, die sich parallel zu der C180/0-Ebene längs der Straße erstrecken. Die sich längs erstreckende Lichtverteilung ist jedoch nicht genau in der C180/0-Ebene sondern dazu parallel versetzt vorgesehen, um die Straße der Länge nach mit einer Leuchte beleuchten zu können, die seitlich am Straßenrand angeordnet ist. Diese Lichtverteilung wird auch als Lichtbandknickung bezeichnet. Für diese Ausführungsform ist bevorzugt der erste lichtreflektierende Abschnitt der Freiformlinse parallel zu der C180/0-Ebene ausgerichtet. Ferner können in dieser Ausführungsform die Reflektorstreifen und/oder Absorptionsstreifen dazu dienen, die Lichtverteilung in verschiedener Weise zu modifizieren. Gemäß einer Ausführungsform sollen die Reflektorstreifen oder Absorptionsstreifen verhindern, dass Licht hinter die Leuchte, d. h. in die C270-Ebene gelangt. Dies kann durch Absorptionsstreifen oder Reflektorstreifen parallel zur C180/0-Ebene oder durch Reflektorstreifen parallel zur C180/0-Ebene erfolgen, die jeweils auf der von der Straße abgewandten Seite der Freiformlinsen angeordnet sind. Alternativ können auch Ausführungsformen vorgesehen sein, bei denen Reflektorstreifen gezielt einen Teil des Lichtes hinter die Leuchte umlenken, um beispielsweise einen Fahrrad- oder Gehweg parallel zur Straße hinter der Leuchte zu beleuchten. In diesen Ausführungsformen sind die Reflektorstreifen ebenfalls parallel zur C180/0-Ebene angeordnet, jedoch auf der zur Straße gewandten Seite der betreffenden Freiformlinsen. Insgesamt kann das Leuchtenmodul einer solchen Ausführungsform eine Lichtverteilung mit vier ausgeprägten Maxima erzeugen. Zwei Maxima zwischen der C0-Ebene und der C180-Ebene für die Straßenbeleuchtung, bevorzugt in der C25-Ebene (±20°) bzw. der C155-Ebene (±20°), um die Straße neben der Leuchte der Länge nach auszuleuchten. Zwei weitere Maxima zwischen der C180-Ebene und der C360-Ebene für die Beleuchtung des rückwärtigen Weges können je nach Größe und Winkel des Reflektorstreifens variabel erzeugt werden. Bevorzugt liegen die Maxima in der C195-Ebene (±10°) und der 345-Ebene (±10°).According to a preferred embodiment, the first portions of the lenses have a longitudinal extension, which are preferably aligned parallel to the C180 / 0 plane or parallel to the C270 / 90 plane. These embodiments are particularly preferred in connection with the aforementioned orientations of the reflector or absorption strips. The first light-directing section ensures that light from the lens is relatively strongly deflected by reflection. The arrangement of the reflector or absorption strips parallel to these sections serves to redirect or partially block this portion of light in the desired direction to produce a particular lighting task. For example, for a luminaire module which is preferably used to illuminate a pedestrian crossing, the first reflective portions of the freeform lenses are aligned parallel to the pedestrian crossing, ie parallel to the C270 / 90 plane, while in the rest Embodiments intended to illuminate the road lengthwise, the first optical sections are preferably aligned parallel to the C180 / 0 plane. In the embodiment for pedestrian crossings thereby a pronounced maximum of the light distribution between a C40 plane and the C80 plane for a light distribution for a pedestrian lane to the right of the lamp can be generated. If the luminaire is located to the left of the pedestrian path, a pronounced maximum between the C100 plane and the C140 plane is preferred. These embodiments can be z. B. in that the first light-reflecting portion of the lens has a longitudinal extent, which is aligned parallel to the C270 / 90 plane and further, the reflector strips are aligned parallel to the same plane. For a luminaire module which is intended to illuminate the road lengthwise, on the other hand, light distribution curves are preferred which are mirror-symmetrical to the C270 / 90 plane and preferably have a longitudinal extension in a plane extending parallel to the C180 / 0 plane along the road , However, the longitudinally extending light distribution is not exactly in the C180 / 0-level but offset in parallel provided to illuminate the road in length with a light can be arranged laterally on the roadside. This light distribution is also called Lichtbandknickung. For this embodiment, preferably, the first light reflecting portion of the free-form lens is aligned parallel to the C180 / 0 plane. Further, in this embodiment, the reflector strips and / or absorption strips may serve to modify the light distribution in various ways. According to one embodiment, the reflector strips or absorption strips are intended to prevent light from passing behind the luminaire, ie into the C270 plane. This can be done by absorption strips or reflector strips parallel to the C180 / 0 plane or by reflector strips parallel to the C180 / 0 plane, which are each arranged on the side facing away from the road side of the freeform lenses. Alternatively, embodiments may be provided in which reflector strips specifically divert a portion of the light behind the lamp to illuminate, for example, a bicycle or walkway parallel to the road behind the lamp. In these embodiments, the reflector strips are also arranged parallel to the C180 / 0 plane, but on the side facing the road of the respective free-form lenses. Overall, the luminaire module of such an embodiment can produce a light distribution with four pronounced maxima. Two maxima between the C0 plane and the C180 level for street lighting, preferably in the C25 plane (± 20 °) or the C155 plane (± 20 °), to illuminate the street next to the luminaire lengthwise. Two further maxima between the C180 plane and the C360 plane for the illumination of the rearward path can be variably generated depending on the size and angle of the reflector strip. Preferably, the maxima are in the C195 plane (± 10 °) and the 345 plane (± 10 °).
In allen vorhergehend genannten Ausführungsformen der Erfindung können anstelle der Reflektorstreifen oder zusätzlich zu diesen auch Absorptionsstreifen vorgesehen sein, welche auf einer zur jeweiligen Freiformlinse weisenden Seite lichtabsorbierend ausgebildet ist. Die Absorptionsstreifen haben den Vorteil, dass das Licht in die betreffende Richtung vollständig abgeblockt wird, um störende Lichtreflexe zu vermeiden. Allerdings verringert sich dadurch der Gesamtwirkungsgrad der Leuchte. Insbesondere für die Ausführungsformen, in denen ein Anteil des Lichts, welches von dem Leuchtenmodul in einer Straßenleuchte zu der der Straße abgewandten Seite gelenkt würde, aber durch eine absorbierende Blende kann dieser störende Lichtanteil sehr wirksam verhindert werden.In all of the aforementioned embodiments of the invention, instead of the reflector strips or in addition to them, absorption strips may also be provided which are designed to absorb light on a side facing the respective free-form lens. The absorption strips have the advantage that the light is completely blocked in the relevant direction in order to avoid disturbing light reflections. However, this reduces the overall efficiency of the luminaire. In particular, for the embodiments in which a portion of the light, which would be directed from the lamp module in a street lamp to the side facing away from the road, but by an absorbing diaphragm, this disturbing light component can be prevented very effectively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Reflektorstreifen jeweils eine ebene Reflexionsfläche, die in Bezug auf eine optische Achse der ihr zugeordneten LED oder Freiformlinse geneigt ist. Beispielsweise sind Neigungswinkel zwischen 3° und 30° bevorzugt. Durch den Neigungswinkel lässt sich der horizontale Abstrahlwinkel des Lichts von der Freiformlinse manipulieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass die Reflexionsfläche parallel zur optischen Achse, d. h. mit einem Winkel von 0° zur optischen Achse angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird das Licht in der Horizontalen sehr stark abgelenkt. Ferner ist es auch möglich, dass die Reflektorstreifen eine Krümmung, insbesondere eine in Richtung zur Freiformlinse konkave Krümmung aufweisen. Durch die Krümmung lässt sich eine Lichtbündelung erzielen. Auch in diesen Ausführungsformen kann ein Winkel zwischen der Reflektorfläche und der optischen Achse der Freiformlinse vorgesehen sein. Der Winkel wird dabei an einer mittleren Tangente der gekrümmten Reflektorfläche gemessen.According to a preferred embodiment, the reflector strips each form a plane reflection surface, which is inclined with respect to an optical axis of its associated LED or freeform lens. For example, inclination angles between 3 ° and 30 ° are preferred. The angle of inclination allows the horizontal angle of the light to be manipulated by the free-form lens. According to an alternative embodiment, however, it can also be provided that the reflection surface is parallel to the optical axis, ie. H. is arranged at an angle of 0 ° to the optical axis. In this embodiment, the light in the horizontal is deflected very much. Furthermore, it is also possible that the reflector strips have a curvature, in particular a concave curvature in the direction of the free-form lens. Due to the curvature, a light bundling can be achieved. Also in these embodiments, an angle between the reflector surface and the optical axis of the free-form lens may be provided. The angle is measured at a middle tangent of the curved reflector surface.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren beschrieben werden. In den Figuren ist Folgendes dargestellt.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which will be described in conjunction with the accompanying drawings. The following is shown in the figures.
Bezugnehmend auf die
Ein Leuchtenmodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Anordnung von LEDs (in den Figuren nicht dargestellt), die in einer Ebene matrixförmig angeordnet sind. Insbesondere kann die Anordnung 4 × 4 LEDs aufweisen, wobei diese Anzahl nur ein Beispiel ist und jede andere Anzahl von LEDs insbesondere in quadratischer Anordnung, vorgesehen sein kann. Über den LEDs ist jeweils eine Freiformlinse
Im Folgenden wird eine der Freiformlinsen
Über der Linsenanordnung
Die Reflektoranordnung
Die
Eine Besonderheit der in den
Die
Sind die Linsen
In der Ausführungsform nach
Weitere Modifikationen der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung, welche durch die Ansprüche definiert ist, möglich. Insbesondere können unterschiedliche Reflektoranordnungen mit verschiedenen Linsenanordnungen kombiniert werden. Die Anzahl und die Ausrichtung der Reflektorstreifen in Bezug auf die Linsen kann sich innerhalb eines Modules und innerhalb von mehreren Modulen innerhalb einer Leuchte ändern.Further modifications of the preferred embodiments described above are possible within the scope of the invention, which is defined by the claims. In particular, different reflector arrangements can be combined with different lens arrangements. The number and orientation of the reflector strips relative to the lenses may vary within a module and within multiple modules within a lamp.
Die Linsenelemente und die Reflektorelemente oder die Blenden können auch durch ein Spritzgussverfahren realisiert werden. Die Linsenanordnung kann gemeinsam mit der Reflektoranordnung in einem Stück durch ein Spritzgusselement, vorzugsweise aus zwei verschiedenen Komponenten, einer lichttransparenten und einer lichtundurchlässigen Komponente, gebildet sein.The lens elements and the reflector elements or the diaphragms can also be realized by an injection molding process. The lens arrangement can be formed together with the reflector arrangement in one piece by an injection molding element, preferably of two different components, a light transparent and an opaque component.
Bei einem optischen System für die Reduzierung des rückwärtigen Anteils des Lichts wird direkt auf die Linsenanordnung eine Blende hinter den Linsen erzeugt. Diese Blende besteht dabei nicht wie die Linse aus einem klartransparenten Material, sondern aus einem lichtundurchlässigen oder nicht klar transparenten Material (zweite Spritzgusskomponente). Dadurch, dass es sich bei der Linsenanordnung und der Reflektor- bzw. Blendenanordnung dann nur um ein Bauteil handelt, ist die Montage auf der LED-Platine besonders einfach.In an optical system for reducing the rearward portion of the light, a shutter is created behind the lenses directly onto the lens assembly. This aperture is not like the lens of a clear transparent material, but of an opaque or not clear transparent material (second injection molding component). Due to the fact that the lens arrangement and the reflector or shutter arrangement are then only one component, mounting on the LED board is particularly simple.
Ferner können auch bei optischen Systemen für Fußgängerüberwege, wie vorhergehend beschrieben, oder bei einem Leuchtenmodul für die Erzeugung eines rückwärtigen Anteils ebenfalls reflektierende Flächen, wie oben für die Reflektoren
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
- Reflektoranordnungreflector assembly
- 22
- Öffnungopening
- 33
- Reflektorstreifenreflector strips
- 44
- Linsenanordnunglens assembly
- 55
- FreiformlinseFreeform lens
- 66
- Seite der StraßeSide of the road
- 77
- Bereich hinter der LeuchteArea behind the light
- 88th
- LED-PlatineLED board
- 99
- Straßenleuchtestreet lamp
- 1010
- Absorptionsstreifenabsorption bands
- 5151
- Abschnitt der LinseSection of the lens
- 5252
- Abschnitt der LinseSection of the lens
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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