QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/740,010 , eingereicht am 2. Oktober 2018, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen wird.This application claims priority from the preliminary U.S. Patent Application No. 62 / 740,010 , filed October 2, 2018, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungskörper und insbesondere Beleuchtungskörper, die Leuchtdioden oder LEDs verwenden.The present invention relates to lighting fixtures and in particular to lighting fixtures that use light-emitting diodes or LEDs.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung einen Beleuchtungskörper bereit, der eine Lichtquelle mit einem Array von Leuchtdioden (LEDs) und einem Reflektor mit einem dem Array von LEDs benachbarten Eingangsende und einem dem Eingangsende gegenüberliegenden Ausgangsende derart umfasst, dass die Lichtquelle Licht durch den Reflektor von dem Eingangsende durch das Ausgangsende abgibt. Der Reflektor umfasst weiterhin eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenwand, die sich vom Eingangsende bis zum Ausgangsende erstrecken. Die erste und die zweite Seitenwand umfassen jeweils eine Innenfläche, die dritte und die vierte Seitenwand umfassen jeweils eine Innenfläche mit einem Reflexionsvermögen, das zerstreuender ist als die Innenflächen der ersten und zweiten Seitenwand. Eine Linse befindet sich benachbart zu dem Ausgangsende des Reflektors.In one embodiment, the invention provides a lighting fixture that includes a light source having an array of light emitting diodes (LEDs) and a reflector having an input end adjacent the array of LEDs and an output end opposite the input end such that the light source emits light through the reflector from the Output end through the output end. The reflector further includes first, second, third, and fourth sidewalls that extend from the input end to the output end. The first and second side walls each include an inner surface, the third and fourth side walls each include an inner surface with a reflectivity that is more diffusing than the inner surfaces of the first and second side walls. A lens is located adjacent to the exit end of the reflector.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Beleuchtungskörper bereit, der eine Lichtquelle mit einem Array von Leuchtdioden (LEDs) und einen Reflektor mit einem dem Array von LEDs benachbarten Eingangsende und einem dem Eingangsende gegenüberliegenden Ausgangsende derart umfasst, dass die Lichtquelle Licht durch den Reflektor von dem Eingangsende durch das Ausgangsende abgibt. Ein Tandem-Linsenarray befindet sich benachbart zu dem Ausgangsende des Reflektors.In a further embodiment, the invention provides a lighting fixture which comprises a light source with an array of light-emitting diodes (LEDs) and a reflector with an input end adjacent to the array of LEDs and an output end opposite the input end such that the light source emits light through the reflector of the input end through the output end. A tandem lens array is located adjacent to the exit end of the reflector.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils des Beleuchtungskörpers von 14. 1 FIG. 10 is an exploded view of part of the lighting fixture of FIG 14 .
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2 ist eine alternative auseinandergezogene Ansicht des Beleuchtungskörpers von 1. 2nd 12 is an alternative exploded view of the lighting fixture of FIG 1 .
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3 ist eine alternative auseinandergezogene Ansicht des Beleuchtungskörpers von 1. 3rd 12 is an alternative exploded view of the lighting fixture of FIG 1 .
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4 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht des Beleuchtungskörpers von 3 entlang der Linie B-B in 3 4th FIG. 10 is an exploded cross-sectional view of the lighting fixture of FIG 3rd along the line BB in 3rd
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines LED-Arrays des Beleuchtungskörpers von 1. 5 10 is a perspective view of an LED array of the lighting fixture of FIG 1 .
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6 stellt eine LED-Farbanordnung des LED-Arrays von 5 dar. 6 provides an LED color arrangement of the LED array from 5 represents.
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7 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Beleuchtungskörpers von 1, die die Farbmischung und Kollimation des LED-Arrays von 5 darstellt. 7 FIG. 12 is an exploded view of the lighting fixture of FIG 1 that the color mixing and collimation of the LED array by 5 represents.
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8 stellt die Oberflächenbeschaffenheit eines Reflektors des Beleuchtungskörpers von 1 dar. 8th represents the surface quality of a reflector of the lighting fixture from 1 represents.
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9 stellt einen Reflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar. 9 represents a reflector according to a further embodiment of the invention.
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Die 10A - 10C stellen mögliche Anordnungen der Oberflächenbeschaffenheit des Reflektors des Beleuchtungskörpers von 1 dar.The 10A - 10C represent possible arrangements of the surface quality of the reflector of the lighting fixture 1 represents.
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11 stellt einen Reflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar. 11 represents a reflector according to a further embodiment of the invention.
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12 stellt eine mögliche Anordnung von Oberflächenbeschaffenheiten des Reflektors von 11 dar. 12th represents a possible arrangement of surface textures of the reflector of 11 represents.
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13A und 13B stellen mögliche Anordnungen von Oberflächenbeschaffenheiten eines Reflektors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar. 13A and 13B represent possible arrangements of surface properties of a reflector according to a further embodiment of the invention.
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14 ist eine perspektivische Ansicht eines Beleuchtungskörpers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 14 is a perspective view of a lighting fixture according to an embodiment of the invention.
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15 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht des Beleuchtungskörpers von 14. 15 FIG. 10 is a partially exploded view of the lighting fixture of FIG 14 .
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16 ist eine perspektivische Ansicht eines Tandem-Linsenarrays gemäß einer Ausführungsform. 16 10 is a perspective view of a tandem lens array according to an embodiment.
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17 ist eine Querschnittsansicht der Linse von 16 entlang der Linie 17 - 17 von 16. 17th Fig. 3 is a cross-sectional view of the lens of Fig 16 along the line 17-17 from 16 .
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18 ist ein vergrößerter Abschnitt von 17. 18th is an enlarged section of 17th .
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19 ist eine perspektivische Ansicht eines Tandem-Linsenarrays gemäß einer weiteren Ausführungsform. 19th is a perspective view of a tandem lens array according to another embodiment.
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20 ist eine perspektivische Ansicht eines Tandem-Linsenarrays gemäß einer weiteren Ausführungsform. 20th is a perspective view of a tandem lens array according to another embodiment.
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21 ist eine perspektivische Ansicht eines Tandem-Linsenarrays gemäß einer weiteren Ausführungsform. 21 is a perspective view of a tandem lens array according to another embodiment.
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22 ist eine perspektivische Ansicht eines Reflektors gemäß einer weiteren Ausführungsform. 22 is a perspective view of a reflector according to another embodiment.
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23 ist eine perspektivische Ansicht eines Reflektors gemäß einer weiteren Ausführungsform. 23 is a perspective view of a reflector according to another embodiment.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bevor Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erläutert werden, sollte verstanden werden, dass sich die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die in der folgenden Beschreibung oder in den folgenden Zeichnungen dargestellten Einzelheiten der Konstruktion und die Anordnung der Bauteile beschränkt. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen aufweisen und kann auf verschiedene Weise ausgeübt oder ausgeführt zu werden.Before embodiments of the invention are explained in detail, it should be understood that the application of the invention is not limited to the details of the construction and the arrangement of the components shown in the following description or in the following drawings. The invention can have other embodiments and can be practiced or carried out in various ways.
14 stellt einen Beleuchtungskörper oder eine Leuchte 10 mit einem Gehäuse 11 dar. Mit Bezug auf die 1 - 4 umfasst der Beleuchtungskörper 10 innerhalb des Gehäuses 11 eine Lichtquelle 12, einen Lichtleiter oder Reflektor 14 und Linsen 16. Der Beleuchtungskörper 10 eignet sich besonders für den Einsatz bei Live-Auftritten, einschließlich Theaterproduktionen, Konzerte, Fernseh- oder Filmstudio-Produktionen und dergleichen. 14 represents a lighting fixture or a lamp 10th with a housing 11 with reference to the 1 - 4th includes the lighting fixture 10th inside the case 11 a light source 12th , a light guide or reflector 14 and lenses 16 . The lighting fixture 10th is particularly suitable for use in live performances, including theater productions, concerts, television or film studio productions and the like.
Mit Bezug auf die 5 und 6 umfasst die Lichtquelle 12 ein Array 20 von Leuchtdioden (LEDs). In der dargestellten Ausführungsform hat das Array 20 der LEDs die Form eines Sechsecks, das im Allgemeinen mit der Querschnittsform des Reflektors 14 übereinstimmt oder ihr entspricht. Das dargestellte Array 20 umfasst 52 einzelne Luxeon C LEDs, die eng beieinander liegen und etwa 10.000 Lumen erzeugen. Das Array 20 umfasst rote 26, neongrüne 24, grüne 30 und indigoblaue 28 Farb-LEDs. Ein Ring aus grünen 30 und neongrünen 24 LEDs ist um den äußeren Umfang des Arrays 20 angeordnet. Ein Ring aus roten LEDs 26 in Sechseckform befindet sich unmittelbar einwärts von der Reihe der grünen 30 und neongrünen 24 LEDs. Innerhalb der Reihe der roten LEDs 26 befinden sich zwei Gruppen von indigoblauen LEDs 28 mit zwei grünen LEDs 30 zwischen den Gruppen von indigoblauen LEDs 28 innerhalb der Reihe der roten LEDS 26. Das dargestellte Array 20 umfasst 12 indigoblaue LEDs, 8 grüne LEDs, 16 neongrüne LEDs und 16 rote LEDs in der in 6 dargestellten Anordnung. In manchen Ausführungsformen umfasst das Array 20 10 bis 20 rote LEDs, 10 bis 20 neongrüne LEDs, 5 bis 12 grüne LEDs und 8 bis 16 indigoblaue LEDs.With regard to the 5 and 6 includes the light source 12th an array 20th of light emitting diodes (LEDs). In the illustrated embodiment, the array 20th The LEDs have the shape of a hexagon, which generally matches the cross-sectional shape of the reflector 14 matches or corresponds to her. The array shown 20th comprises 52 individual Luxeon C LEDs that are close together and generate about 10,000 lumens. The array 20th includes red 26, neon green 24, green 30 and indigo 28 color LEDs. A ring of green 30 and neon green 24 LEDs is around the outer perimeter of the array 20th arranged. A ring of red LEDs 26 in hexagon shape is located immediately inward from the row of green 30 and neon green 24 LEDs. Within the row of red LEDs 26 there are two groups of indigo blue LEDs 28 with two green LEDs 30th between the groups of indigo blue LEDs 28 within the row of red LEDs 26 . The array shown 20th includes 12 indigo blue LEDs, 8 green LEDs, 16 neon green LEDs and 16 red LEDs in the in 6 shown arrangement. In some embodiments, the array includes 20th 10th to 20th red LEDs, 10 to 20 neon green LEDs, 5 to 12 green LEDs and 8 to 16 indigo blue LEDs.
Der Lichtleiter oder Reflektor 14 umfasst ein erstes Ende oder Eingangsende 34 benachbart zu dem Array 20 von LEDs und ein zweites Ende oder Ausgangsende 36 gegenüber dem ersten Ende 34. Der dargestellte Reflektor 14 umfasst sechs Seitenwände 40a - 40f, die sich von dem ersten Ende 34 bis zu dem zweiten Ende 36 erstrecken. Die sechs Seitenwände 40a - 40f sind so angeordnet, dass sie den Reflektor 14 mit einem sechseckigen Querschnitt definieren. Die Seitenwände 40a - 40f umfassen jeweils eine nach innen gerichtete Innenfläche 42 und eine nach außen gerichtete Außenfläche 44. Der Reflektor 14 ist so verjüngt, dass ein Abstand 46 (siehe 5) zwischen den Innenflächen 42 der gegenüberliegenden Seitenwände 40a - 40f in einer Richtung vom ersten Ende 34 des Reflektors 14 zum zweiten Ende 36 zunimmt. Am ersten Ende 34 ist der Abstand 46 der kleinste und am zweiten Ende 36 der größte. In einer Ausführungsform liegt der Abstand 46 am zweiten Ende 36 in einem Bereich von etwa dem 3- bis 5-fachen des Abstandes 46 am ersten Ende 34. Es wurde festgestellt, dass eine verbesserte Kollimation des Arrays 20 erhalten wird, wenn der Abstand 46 am zweiten Ende 36 in einem Bereich von etwa dem 3- bis 5-fachen des Abstands 46 am ersten Ende 34 liegt.The light guide or reflector 14 includes a first end or input end 34 adjacent to the array 20th of LEDs and a second end or output end 36 towards the first end 34 . The reflector shown 14 includes six side walls 40a - 40f that differ from the first end 34 until the second end 36 extend. The six side walls 40a - 40f are arranged so that they are the reflector 14 define with a hexagonal cross section. The sidewalls 40a - 40f each include an inward facing inner surface 42 and an outward facing surface 44 . The reflector 14 is so tapered that a distance 46 (please refer 5 ) between the inner surfaces 42 the opposite side walls 40a - 40f in one direction from the first end 34 of the reflector 14 to the second end 36 increases. At the first end 34 is the distance 46 the smallest and at the second end 36 the biggest. In one embodiment, the distance is 46 at the second end 36 in a range of about 3 to 5 times the distance 46 at the first end 34 . It was found that an improved collimation of the array 20th is obtained when the distance 46 at the second end 36 in a range of about 3 to 5 times the distance 46 at the first end 34 lies.
Am ersten Ende 34 ist der Abstand 46 etwa der gleiche wie eine entsprechende Breite des Arrays 20 von LEDs, um den Spalt 48 (5) zwischen dem Array 20 und den Seitenwänden 40a - 40f zu minimieren. Der Reflektor 14 verjüngt sich, wodurch das von den Seitenwänden 40a - 40f abprallende Licht aus dem LED-Array 20 kollimiert, wie in 7 dargestellt. In der in den 1 - 7 dargestellten Ausführungsform ist die Verjüngung der Seitenwände 40a-40f geradlinig oder linear zwischen dem ersten Ende 34 und dem zweiten Ende 36. Mit Bezug auf 3 ist eine Längsachse 50 des Reflektors 14 als eine Achse definiert, die sich zentral durch das erste Ende 34 und das zweite Ende 36 des Reflektors 14 erstreckt. Die Seitenwände 40a - 40f sind in einem Winkel 52 (4) relativ zur Achse 50 verjüngt. In einer Ausführungsform liegt der Winkel 52 in einem Bereich von ungefähr 10 Grad bis ungefähr 20 Grad. Es wurde festgestellt, dass eine verbesserte Kollimation des Arrays 20 erhalten wird, wenn der Winkel 52 in einem Bereich von ungefähr 10 Grad bis ungefähr 20 Grad liegt.At the first end 34 is the distance 46 about the same as a corresponding width of the array 20th of LEDs to the gap 48 ( 5 ) between the array 20th and the side walls 40a - 40f to minimize. The reflector 14 tapers, causing that from the side walls 40a - 40f bouncing light from the LED array 20th collimated as in 7 shown. In the in the 1 - 7 embodiment shown is the taper of the side walls 40a-40f straight or linear between the first end 34 and the second end 36 . Regarding 3rd is a longitudinal axis 50 of the reflector 14 defined as an axis that is central through the first end 34 and the second end 36 of the reflector 14 extends. The sidewalls 40a - 40f are at an angle 52 ( 4th ) relative to the axis 50 rejuvenated. In one embodiment, the angle is 52 in a range from about 10 degrees to about 20 degrees. It was found that an improved collimation of the array 20th is obtained when the angle 52 is in a range from about 10 degrees to about 20 degrees.
Mit Bezug weiterhin auf 3 ist eine Länge 54 des Reflektors definiert als der Abstand vom ersten Ende 34 zum zweiten Ende 36, gemessen entlang der Achse 50. In einer Ausführungsform ist die Länge 54 ungefähr das 7,5-fache des Abstandes 46 am ersten Ende 34, und der Abstand 46 am zweiten Ende 36 ist ungefähr das 4- bis 5-fache des Abstandes 46 am ersten Ende 34, wobei der dem Winkel 53 der Seitenwände 40a - 40f in einem Bereich von ungefähr 8 bis ungefähr 14 Grad liegt. Es wurde festgestellt, dass der Reflektor 14 mit diesen relativen Abmessungen eine gute Kollimation des Arrays 20 bereitstellt.Still referring to 3rd is a length 54 of the reflector is defined as the distance from the first end 34 to the second end 36 , measured along the axis 50 . In one embodiment, the length is 54 about 7.5 times the distance 46 at the first end 34 , and the distance 46 at the second end 36 is about 4 to 5 times the distance 46 at the first end 34 , where the the angle 53 of the side walls 40a - 40f ranges from about 8 to about 14 degrees. It was found that the reflector 14 with these relative dimensions, a good collimation of the array 20th provides.
Die 8 - 10C stellen die Oberflächenbeschaffenheit der Innenflächen 42 der Seitenwände 40a - 40f des Reflektors 14 dar. In einer Ausführungsform weisen einige der Seitenwände 40a - 40f eine Innenfläche 42 auf, die spiegelnd ist, während einige der Seitenwände 40a - 40f eine Innenfläche 42 aufweisen, die eine Streustruktur umfasst. Die Streustruktur unterstützt die Farbmischung. 8 stellt ein Beispiel für eine solche Streustruktur auf einer Aluminiumoberfläche mit einer Körnung, die als walzblank bezeichnet wird, dar. Die zerstreuende Körnung erstreckt sich entlang der Längsachse 50 des Reflektors 14 oder ist danach ausgerichtet. Die Ausrichtung der Körnung parallel zur Längsachse 50 bewirkt eine Variation des azimutalen Winkels des von der Oberfläche reflektierten Lichts. Dies verbessert die Farbmischung während gleichzeitig der durch die Streuung verursachte Lumenverlust minimiert wird. In weiteren Ausführungsformen können auf den Innenflächen 42 der Seitenwände 40a - 40f andere Arten von Streustrukturen genutzt werden, einschließlich anderer Arten von gewalzten oder geprägten Strukturen. In einer Ausführungsform weisen die Streustrukturen einen diffusen Reflexionswert in einem Bereich von ungefähr 80% bis ungefähr 90% auf. Die spiegelnden Innenflächen 42 einiger der Seitenwände 40a - 40f können aus mit Silber beschichtetem Aluminium gefertigt werden. In anderen Ausführungsformen können andere geeignete Materialien, einschließlich Glas, Kunststoff und/oder andere Arten von Aluminium, verwendet werden.The 8th - 10C represent the surface quality of the inner surfaces 42 of the side walls 40a - 40f of the reflector 14 In one embodiment, some of the side walls have 40a - 40f an inner surface 42 on that is reflective while some of the side walls 40a - 40f an inner surface 42 have a scattering structure. The scatter structure supports the color mixing. 8th represents an example of such a scattering structure on an aluminum surface with a grain, which is referred to as bright rolled. The scattering grain extends along the longitudinal axis 50 of the reflector 14 or is aligned with it. The alignment of the grain parallel to the longitudinal axis 50 causes a variation in the azimuthal angle of the light reflected from the surface. This improves color mixing while minimizing the lumen loss caused by scattering. In other embodiments, on the inner surfaces 42 of the side walls 40a - 40f other types of scattering structures are used, including other types of rolled or embossed structures. In one embodiment, the scattering structures have a diffuse reflection value in a range from approximately 80% to approximately 90%. The reflective inner surfaces 42 some of the side walls 40a - 40f can be made from silver coated aluminum. In other embodiments, other suitable materials, including glass, plastic and / or other types of aluminum, can be used.
In einer Ausführungsform umfasst eine Hälfte der Seitenwände 40a - 40f eine Innenfläche 42 mit einer Streustruktur und eine Hälfte der Seitenwände 40a - 40f umfasst eine Innenfläche 42, die spiegelnd ist. Es wurde festgestellt, dass diese Anordnung eine gute Farbmischung des Arrays 20 mit reduziertem Lumenverlust bereitstellt. Die 10A- 10C stellen mögliche Konfigurationen der Innenflächen 42 dar. In der Ausführungsform der 10A und 10B umfassen die Innenflächen 42S spiegelnde Innenflächen 42 und die Innenflächen 42D umfassen Innenflächen 42 mit einer Streustruktur. Die Innenflächen 42D mit einer Streustruktur, die die gleiche oder eine unterschiedliche Streustruktur sein kann, weisen ein Reflexionsvermögen auf, das zerstreuender ist als die spiegelnden Innenflächen 42S. In der Ausführungsform der 10A wechseln sich die spiegelnden Innenflächen 42S mit den zerstreuenden Innenflächen 42D ab. In der Ausführungsform der 10B umfasst eine Seite des Reflektors 14 spiegelnde Innenflächen 42S, während die andere Seite zerstreuende Innenflächen 42D umfasst. Der Reflektor 14 in der Ausführungsform von 10C umfasst Innenflächen mit drei unterschiedlichen Oberflächen; spiegelnde Innenflächen 42S, zerstreuende Innenflächen 42D und Innenflächen 42SD mit einer unterschiedlichen Innenflächenbeschaffenheit. So haben beispielsweise zerstreuende Innenflächen 42D ein Reflexionsvermögen, das am meisten zerstreut,
spiegelnde Innenflächen 42S haben ein Reflexionsvermögen, das am wenigsten zerstreut, und die Innenflächen 42SD haben ein Reflexionsvermögen mit einem Streuvermögen, das zwischen 42D und 42S liegt.In one embodiment, half of the side walls comprise 40a - 40f an inner surface 42 with a scattering structure and half of the side walls 40a - 40f includes an inner surface 42 that is reflective. It was found that this arrangement mixed the array well 20th with reduced lumen loss. The 10A - 10C represent possible configurations of the interior surfaces 42 in the embodiment of 10A and 10B embrace the inner surfaces 42S reflective inner surfaces 42 and the inner surfaces 42D include interior surfaces 42 with a scatter structure. The inner surfaces 42D with a diffusing structure, which can be the same or a different diffusing structure, have a reflectivity that is more diffusing than the reflecting inner surfaces 42S . In the embodiment of the 10A the reflecting inner surfaces change 42S with the diverging inner surfaces 42D from. In the embodiment of the 10B includes one side of the reflector 14 reflective inner surfaces 42S while the other side has diverging inner surfaces 42D includes. The reflector 14 in the embodiment of 10C includes interior surfaces with three different surfaces; reflective inner surfaces 42S , diverging inner surfaces 42D and inner surfaces 42SD with a different inner surface texture. For example, have diverging inner surfaces 42D a reflectivity that most diffuses,
reflective inner surfaces 42S have a reflectivity that is the least diffused, and the inner surfaces 42SD have a reflectivity with a diffusion that is between 42D and 42S lies.
Die 11 und 22 zeigen einen Reflektor 114 gemäß einer weiteren Ausführungsform, die mit dem Beleuchtungskörper 10 anstelle des Reflektors 14 verwendet werden kann. Der Reflektor 114 weist Seitenwände 140 auf, die in der dargestellten Ausführungsform gekrümmt und parabolisch sind. Die 9 und 23 stellen einen Reflektor 314 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dar. Der Reflektor 314 ist im Allgemeinen trompetenförmig mit Seitenwänden 340, die in der dargestellten Ausführungsform gekrümmt und parabolisch sind. Ferner kann die Querschnittsform der Reflektoren 114, 314 kreisförmig, elliptisch oder ein Polygon sein. Die Reflektoren 114, 314 können ferner Teile der Innenfläche(n) der Seitenwand(wände) 140, 340 umfassen, wobei einige Oberflächen spiegelnd sind und einige Oberflächen eine Streustruktur umfassen. 12 stellt eine mögliche Innenflächenkonfiguration für die Reflektoren 114, 314 der 9 und 11 dar. Wie in 12 dargestellt, umfasst etwa eine Hälfte der Seitenwände 140, 340 die spiegelnde Innenfläche 42S, während die andere Hälfte der Seitenwände 140, 340 die zerstreuende Innenfläche 42D umfasst.The 11 and 22 show a reflector 114 according to a further embodiment, that with the lighting fixture 10th instead of the reflector 14 can be used. The reflector 114 has sidewalls 140 on, which are curved and parabolic in the illustrated embodiment. The 9 and 23 put a reflector 314 according to yet another embodiment. The reflector 314 is generally trumpet-shaped with side walls 340 which are curved and parabolic in the illustrated embodiment. Furthermore, the cross-sectional shape of the reflectors 114 , 314 circular, elliptical or a polygon. The reflectors 114 , 314 can also parts of the inner surface (s) of the side wall (walls) 140 , 340 with some surfaces being specular and some surfaces with a scattering structure. 12th represents a possible inner surface configuration for the reflectors 114 , 314 of the 9 and 11 as in 12th shown, comprises about half of the side walls 140 , 340 the reflective inner surface 42S while the other half of the side walls 140 , 340 the diverging inner surface 42D includes.
Obwohl die Reflektoren 14, 114 und 314 der 10A-10C sechs Seitenwände 40a - 40f umfassen, kann der Reflektor in anderen Ausführungsformen mehr als sechs Seitenwände oder weniger als sechs Seitenwände aufweisen. Die 13A - 13B zeigen beispielsweise einen Reflektor 214, der vier Seitenwände 240a - 240d umfasst. In der Ausführungsform von 13A weisen die Seitenwände 240b und 240d Innenflächen 42D auf, die eine Streustruktur aufweisen, und die Seitenwände 240a und 240c weisen Innenflächen 42S auf, die eine spiegelnde Oberfläche umfassen. In der Ausführungsform von 13B umfassen die benachbarten Seitenwände 240a und 240d auf einer Seite des Reflektors 214 Innenflächen 42S, die eine spiegelnde Oberfläche umfassen, und die benachbarten Seitenwände 240b und 240c auf der gegenüberliegenden Seite umfassen Innenflächen 42D, die die Streustruktur umfassen.Although the reflectors 14 , 114 and 314 of the 10A-10C six side walls 40a - 40f in other embodiments, the reflector may include more than six sidewalls or less than six Have side walls. The 13A - 13B show for example a reflector 214 , the four side walls 240a - 240d includes. In the embodiment of 13A point the side walls 240b and 240d Interior surfaces 42D which have a scattering structure and the side walls 240a and 240c have inner surfaces 42S that include a reflective surface. In the embodiment of 13B encompass the adjacent side walls 240a and 240d on one side of the reflector 214 Interior surfaces 42S , which comprise a reflective surface, and the adjacent side walls 240b and 240c on the opposite side include interior surfaces 42D that include the scattering structure.
Mit Bezug auf 1 können die Seitenwände 40a - 40f in einigen Ausführungsformen aus gefalztem Metall oder aus einzelnen Metallteilen hergestellt werden, die mit Laschen versehen, verschweißt oder mit Klebstoff an der Innenseite eines geriffelten Gehäuses befestigt sind, um den Reflektor 14 zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann der Reflektor 14 ferner aus Glas oder Kunststoff hergestellt werden, wobei Abschnitte des Reflektors ein geformtes Muster oder eine durch Sandstrahlen oder Ätzen erzeugte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.Regarding 1 can the side walls 40a - 40f in some embodiments, are made from crimped metal or from individual metal parts that are tabbed, welded, or glued to the inside of a corrugated housing around the reflector 14 to build. In other embodiments, the reflector 14 are also made of glass or plastic, with portions of the reflector having a shaped pattern or a surface finish created by sandblasting or etching.
Mit Bezug auf 2 umfasst der Beleuchtungskörper weiterhin ein Effektmodul 60. Das dargestellte Effektmodul 60 umfasst ein erstes Goborad 62, ein zweites Goborad 64 und eine Irisblende 66. Das Goborad 64 umfasst Blenden 68, die jeweils einen Durchmesser oder eine Innenabmessung 70 aufweisen. In einer Ausführungsform beginnt die Auslegung für die Abmessung des Reflektors 14 mit der Blendenabmessung 70. In einer Ausführungsform liegt der Abstand 46 am zweiten Ende 36 des Reflektors 14 im Bereich von ungefähr dem 1,3- bis ungefähr dem 1,4-fachen der Blendenabmessung 70. Dann, wie im obigen Beispiel besprochen, ist die Länge 54 des Reflektors 14 ungefähr das 7,5-fache des Abstandes 46 am ersten Ende 34 und der Abstand 46 am zweiten Ende 36 ist ungefähr das 4- bis 5-fache des Abstandes 46 am ersten Ende 34, wobei der Winkel 53 der Seitenwände 40a - 40f in einem Bereich von ungefähr 8 bis ungefähr 14 Grad liegt. Diese Abmessungen sorgen für eine gute Farbmischung der Anordnung 20.Regarding 2nd the lighting fixture further comprises an effect module 60 . The effect module shown 60 includes a first gobo wheel 62 , a second gobo wheel 64 and an iris diaphragm 66 . The gobo wheel 64 includes bezels 68 , each with a diameter or an inside dimension 70 exhibit. In one embodiment, the dimensioning of the reflector begins 14 with the aperture dimension 70 . In one embodiment, the distance is 46 at the second end 36 of the reflector 14 in the range of approximately 1.3 to approximately 1.4 times the aperture dimension 70 . Then, as discussed in the example above, the length is 54 of the reflector 14 about 7.5 times the distance 46 at the first end 34 and the distance 46 at the second end 36 is about 4 to 5 times the distance 46 at the first end 34 , the angle 53 of the side walls 40a - 40f ranges from about 8 to about 14 degrees. These dimensions ensure good color mixing of the arrangement 20th .
Mit Bezug auf die 3 - 4 umfassen die Linsen 16 eine Feldlinse 72 und Zoom-Projektionslinse 74. In einer Ausführungsform stellen die Zoom-Projektionslinsen 74 ein achromatisches Design mit einem 3:1-Zoom bereit. Die Zoom-Projektionslinsen 74 projizieren das Gobo oder die Irisblende auf eine Wand oder Leinwand. Die Feldlinse 72 passt den Winkel des von dem Reflektor 14 und der Lichtquelle 12 empfangenen Lichts an, um den Blenden 68 und der Zoomoptik 74 zu entsprechen. Der dargestellte Beleuchtungskörper 10 umfasst ferner Streumedien 76, die in den und aus dem Lichtweg schwenken können, um Licht aus dem Beleuchtungskörper 10 zu streuen.With regard to the 3rd - 4th embrace the lenses 16 a field lens 72 and zoom projection lens 74 . In one embodiment, the zoom projection lenses 74 an achromatic design with a 3: 1 zoom ready. The zoom projection lenses 74 project the gobo or iris diaphragm onto a wall or canvas. The field lens 72 adjusts the angle of that of the reflector 14 and the light source 12th received light to the aperture 68 and the zoom optics 74 correspond to. The lighting fixture shown 10th also includes spreading media 76 that can pivot in and out of the light path to get light from the lighting fixture 10th to scatter.
Die 16 und 17 stellen eine Linse 172 dar, die ein Tandem-Linsenarray ist, das in einem Beleuchtungskörper gemäß einer weiteren Ausführungsform verwendet werden kann. Das Tandem-Linsenarray 172 ist sechseckig und kann benachbart zu oder innerhalb des zweiten Endes 36 des sechseckigen Reflektors 14 anstelle der Linse 72 von 4 positioniert werden. In einer solchen Ausführungsform kann der Beleuchtungskörper die Zoom-Projektionslinse 74 möglicherweise nicht umfassen. Vielmehr kann der Beleuchtungskörper eine Fresnel-Linse umfassen, die entlang der Längsachse 50 beweglich ist, um den Abstrahlwinkel des Lichtstrahls von dem Beleuchtungskörper zu verändern. In anderen Ausführungsformen kann die Tandem-Linsenanordnung 172 andere geeignete Formen aufweisen, um der Form des zweiten Endes des Reflektors zu entsprechen. Im Allgemeinen durchläuft das gesamte von dem Reflektor 14 abgegebene Licht die Tandem-Linsenanordnung 172. In einer Ausführungsform des Beleuchtungskörpers mit dem Tandem-Linsenarray 174 umfasst der Reflektor 14 keine inneren Seitenwände mit einer vorstehend beschriebenen Streustruktur. Vielmehr sind alle Innenflächen des Reflektors hochglänzend, da die Farbmischung durch das Tandem-Linsenarray 172 verbessert wird. Die Tandem-Linsenanordnung 172 eignet sich besonders für den Einsatz in einem Beleuchtungskörper vom Typ WashBeam.The 16 and 17th put a lens 172 which is a tandem lens array that can be used in a lighting fixture according to another embodiment. The tandem lens array 172 is hexagonal and can be adjacent to or within the second end 36 of the hexagonal reflector 14 instead of the lens 72 from 4th be positioned. In such an embodiment, the lighting fixture can use the zoom projection lens 74 may not include. Rather, the lighting fixture can comprise a Fresnel lens that runs along the longitudinal axis 50 is movable to change the beam angle of the light beam from the lighting fixture. In other embodiments, the tandem lens arrangement 172 have other suitable shapes to match the shape of the second end of the reflector. In general, everything passes through the reflector 14 emitted light the tandem lens assembly 172 . In one embodiment of the lighting fixture with the tandem lens array 174 includes the reflector 14 no inner side walls with a scattering structure as described above. Rather, all of the inner surfaces of the reflector are high-gloss, since the color mixture is created by the tandem lens array 172 is improved. The tandem lens arrangement 172 is particularly suitable for use in a WashBeam lighting fixture.
Das Tandem-Linsenarray 172 ist in einer Ausführungsform ein einzelnes Substrat, das eine erste Seite 174, die dem Array 20 von LEDs zugewandt ist, und eine zweite Seite 176, die der ersten Seite 172 gegenüberliegt, umfasst. Die erste Seite 174 umfasst ein Array von etwa halbkugelförmigen Linsen 178, die in einem sich wiederholenden Muster angeordnet sind. Die zweite Seite 176 umfasst das gleiche Array von etwa halbkugelförmigen Linsen 178. Die Linsen 178 sind ungefähr halbkugelförmig, da die Linsen 178 eine Blendenzahl aufweisen, die in der dargestellten Ausführungsform ungefähr 1,159 beträgt. Eine Blendenzahl von 1,0 würde Linsen entsprechen, die eine genaue oder präzise Halbkugelform aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann das Muster der Linsen eher zufällig als wiederholend sein. Das Tandem-Linsenarray 172 zerlegt das Licht nach dem Mischen und Kollimieren in dem Reflektor 14 in mehrere überlappende Strahlen oder Köhler-Beleuchtungen, die das Licht weiter zu einer besseren Gleichmäßigkeit mischen.The tandem lens array 172 In one embodiment, a single substrate is a first side 174 that the array 20th facing LEDs, and a second side 176 that the first page 172 opposite, includes. The first page 174 comprises an array of approximately hemispherical lenses 178 that are arranged in a repeating pattern. The second page 176 comprises the same array of approximately hemispherical lenses 178 . The lenses 178 are roughly hemispherical because of the lenses 178 have an f-number which is approximately 1.159 in the illustrated embodiment. An aperture of 1.0 would correspond to lenses that have an accurate or precise hemisphere shape. In other embodiments, the pattern of the lenses may be random rather than repetitive. The tandem lens array 172 breaks down the light after mixing and collimating in the reflector 14 in several overlapping beams or Köhler illuminations, which continue to mix the light for better uniformity.
Mit Bezug auf 18 weisen die Linsen 178 auf der ersten Seite 174 in der dargestellten Ausführungsform entsprechende Linsen 178 (oder ein passendes Paar) auf der zweiten Seite 176 mit einer gemeinsamen Achse 179 auf, die sich mittig durch die entsprechenden Linsen 178 erstreckt. Ein Linsenpaar 178a und 178b von den Seiten 174, 176 ist in 18 mit der gemeinsamen Achse 179 gekennzeichnet. In einer Ausführungsform weisen die Linsen 178 einen Krümmungsradius 180 (18) von etwa 1,6 mm auf und die Linse 172 weist eine Dicke 182 auf, die, gemessen von der ersten Seite 174 bis zur zweiten Seite 176, etwa 5 mm beträgt. In einer solchen Ausführungsform beträgt die numerische Apertur des Linsenpaares 178a, 178b etwa 0,43 mit einer Blendenzahl von etwa 1,159. Das Tandem-Linsenarray 172 kann in einem Beleuchtungskörper mit ungefähr 44 mehrfarbigen LEDs mit einem maximalen Array-Durchmesser 46 (5) von ungefähr 19,5 mm verwendet werden. Der Beleuchtungskörper kann ferner einen sechseckigen Reflektor 14 mit einem maximalen Durchmesser am Eingangsende 34 von etwa 21 mm umfassen. Es wurde festgestellt, dass bei der beispielhaften Linse 172 und dem in diesem Abschnitt beschriebenen Beleuchtungskörper ein Reflektor 14 mit einem Verjüngungswinkel 52 (4) zwischen ungefähr 5 Grad und 20 Grad für eine angemessene Farbmischung der mehrfarbigen LEDs bevorzugt wird. Es wurde festgestellt, dass eine in der folgenden Tabelle angegebene Reflektorlänge (d.h. der Abstand von Eingangsseite 34 zu Ausgangsseite 36 (4)) für jeden der angegebenen Winkel 52 bevorzugt wird, um den maximal möglichen optischen Wirkungsgrad von etwa 80 Prozent oder mehr zu erreichen. Die Reflektorlänge für alle aufgeführten Winkel 52 kann deutlich kürzer sein, wenn etwas niedrigere Wirkungsgrade (z.B. von etwa 60 Prozent bis etwa 75 Prozent) akzeptabel sind. Wenn beispielsweise ein optischer Wirkungsgrad von 60 Prozent gewünscht oder akzeptabel ist, beträgt die Länge bei 5 Grad etwa 150 mm, bei 10 Grad beträgt die Länge etwa 75 mm, bei 15 Grad beträgt die Länge etwa 65 mm, bei 20 Grad beträgt die Länge etwa 50 mm. Die Reflektorlänge und der Reflektorwinkel 52 ergeben dann den maximalen Durchmesser des in der Tabelle dargestellten Ausgangs 36. Es wurde festgestellt, dass die Tandem-Linsenanordnung 172 die für eine angemessene Farbmischung der mehrfarbigen LEDs erforderliche Länge des Reflektors reduziert.
Winkel 52(Grad) Länge des Reflektors (mm) Max. Durchmesser Ausgangsende 36 (mm)
5 200 56
10 150 74
15 110 80
20 95 90
Regarding 18th point the lenses 178 on the first page 174 corresponding lenses in the illustrated embodiment 178 (or a matching pair) on the second page 176 with a common axis 179 on, which is centered by the corresponding lenses 178 extends. A pair of lenses 178a and 178b from the sides 174 , 176 is in 18th with the common axis 179 featured. In one embodiment, the lenses have 178 a radius of curvature 180 ( 18th ) of about 1.6 mm and the lens 172 has a thickness 182 on that, measured from the first page 174 to the second page 176 , is about 5 mm. In such an embodiment, the numerical aperture of the pair of lenses is 178a , 178b about 0.43 with an aperture of about 1.159. The tandem lens array 172 can be in a lighting fixture with approximately 44 multicolor LEDs with a maximum array diameter 46 ( 5 ) of approximately 19.5 mm can be used. The lighting fixture can also have a hexagonal reflector 14 with a maximum diameter at the entrance end 34 of about 21 mm. It was found that the exemplary lens 172 and the lighting fixture described in this section is a reflector 14 with a taper angle 52 ( 4th ) between about 5 degrees and 20 degrees is preferred for adequate color mixing of the multicolor LEDs. It was found that a reflector length given in the following table (ie the distance from the input side 34 to exit side 36 ( 4th )) for each of the specified angles 52 is preferred in order to achieve the maximum possible optical efficiency of about 80 percent or more. The reflector length for all listed angles 52 can be significantly shorter if somewhat lower efficiencies (e.g. from about 60 percent to about 75 percent) are acceptable. For example, if an optical efficiency of 60 percent is desired or acceptable, the length at 5 degrees is approximately 150 mm, at 10 degrees the length is approximately 75 mm, at 15 degrees the length is approximately 65 mm, at 20 degrees the length is approximately 50 mm. The reflector length and the reflector angle 52 then give the maximum diameter of the output shown in the table 36 . It was found that the tandem lens assembly 172 reduces the length of the reflector required for adequate color mixing of the multicolored LEDs. Angle 52 (degrees) Length of the reflector (mm) Max. Diameter outlet end 36 (mm)
5 200 56
10th 150 74
15 110 80
20th 95 90
19 stellt ein Tandem-Linsenarray 272 gemäß einer weiteren Ausführungsform dar, das anstelle dem vorstehend beschriebenen Tandem-Linsenarray 172 verwendet werden kann. Das Tandem-Linsenarray 272 umfasst einzelne Linsen 278, die einen äußeren Umfang in Form eines Kreises anstatt eines Sechsecks aufweisen. Die Linsen 278 bilden ein sich wiederholendes sechseckiges Muster. 20 stellt eine weitere Ausführungsform eines Tandem-Linsenarrays 372 dar. Das Tandem-Linsenarray 372 umfasst die Linsen 378, die in einem kreisförmigen Muster um eine Mitte 373 des Tandem-Linsenarrays 372 angeordnet sind. 21 stellt ein Tandem-Linsenarray 472 gemäß einer weiteren Ausführungsform dar. Das Tandem-Linsenarray umfasst die Linsen 478, die eine zufällig geformte Anordnung aufweisen. 19th represents a tandem lens array 272 according to a further embodiment, that instead of the tandem lens array described above 172 can be used. The tandem lens array 272 includes individual lenses 278 which have an outer circumference in the form of a circle instead of a hexagon. The lenses 278 form a repeating hexagonal pattern. 20th represents another embodiment of a tandem lens array 372 The tandem lens array 372 includes the lenses 378 that are in a circular pattern around a center 373 of the tandem lens array 372 are arranged. 21 represents a tandem lens array 472 according to a further embodiment. The tandem lens array comprises the lenses 478 which have a randomly shaped arrangement.
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US 62740010 [0001]US 62740010 [0001]
