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Die
Neuerung betrifft eine Leuchtvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 und 7.
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Gattungsgemäße
Leuchtvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.
Sie bestehen im Wesentlichen aus zumindest einem Leuchtmittel und
einer dem Leuchtmittel in Lichtabstrahlrichtung vorgelagerten Lichtstreueinrichtung, die
eine flächige Lichtverteilung bewirkt, um eine möglichst
gleichmäßige Beleuchtung in dem jeweiligen zu
beleuchtenden Raum zu erreichen. Die Lichtstreueinrichtung wird
meist durch eine transparente oder semitransparente Glas-, Acrylglas-
oder Kunststoffabdeckung gebildet, die über optische Brechungs-
bzw. Beugungseffekte eine möglichst gleichmäßige
Lichtverteilung zu erreichen versucht.
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Nachteilig
am aufgezeigten Stand der Technik ist, dass insbesondere bei punktförmig
strahlenden Leuchtmitteln durch transparente oder semitransparente
Glas- oder Kunststoffabdeckungen der Lichtpunktcharakter dieser
Leuchtmittel nicht derart aufgehoben werden kann, dass eine nahezu
gleichmäßige flächige Leuchtwirkung durch
diese Lichtstreueinrichtungen erzielt wird. Vielmehr bleiben im Bereich
der Leuchtmittel hell strahlende Bereiche bestehen.
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Zudem
kann speziell bei Verwendung von Hochleistungsleuchtdioden, sog.
Power-LEDs durch die vollständige Abdeckung innerhalb der
Leuchtvorrichtung ein Wärmestau entstehen, wobei durch
die hohen Temperaturen im Inneren der Leuchtvorrichtung die Lebensdauer
der Halbleiterbauelemente, insbesondere der Leuchtdioden stark reduziert
wird.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung
anzugeben, die eine möglichst gleichmäßige
flächige Lichtverteilung ermöglicht und dabei
gleichzeitig einen verbesserten Wärmeaustausch mit der
die Leuchtvorrichtung umgebenden Raumluft ermöglicht. Die Aufgabe
wird ausgehend von einer Leuchtvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff der Schutzansprüche 1 und 7 durch deren kennzeichnende
Merkmale gelöst.
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Der
wesentliche Aspekt der neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung
besteht darin, dass die Lichtstreueinrichtung durch zumindest zwei
zueinander beabstandete, eine Vielzahl von Lichtdurchtrittsöffnungen
aufweisende Lichtstreuelemente gebildet wird. Durch die zumindest
zwei Lichtstreuelemente wird eine Lichtstreueinrichtung erreicht,
die zum einen eine sehr gleichmäßige, flächige
Beleuchtung ermöglicht, zum anderen ist durch die Lichtdurchtrittsöffnungen
der Innenraum der Leuchtvorrichtung, in dem durch die Leuchtmittel
und ggf. durch weitere elektrische oder elektronische Bauelemente
Wärme entsteht, nach außen hin offen, so dass
ein Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft stattfinden kann.
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Alternativ
kann die Lichtstreueinrichtung durch zumindest ein eine Vielzahl
von Lichtdurchtrittsöffnungen aufweisendes Lichtstreuelement
gebildet und ein zum Lichtstreuelement beabstandetes Reflektionselement
vorgesehen sein, wobei die Leuchtmittel auf dem Lichtstreuelement
angeordnet und zur Beleuchtung des Reflektionselements ausgerichtet sind.
Vorzugsweise sind die Leuchtmittel an zwischen den Lichtdurchtrittsöffnungen
befindlichen Lichtstreuelementbereichen angeordnet und strahlen das
durch sie erzeugte Licht in Richtung des Reflektionselements, d.
h. entgegen der Abstrahlrichtung der Leuchteinrichtung ab. Am Reflektionselement, das
insbesondere durch die Rückwand der Leuchtvorrichtung gebildet
ist, wird das Licht reflektiert, so dass es durch die Lichtdurchtrittsöffnungen
hindurch aus der Leuchtvorrichtung austritt. Dadurch wird wiederum
eine sehr gleichmäßige, flächige Lichtabstrahlung
bei gleichzeitig effektivem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft
ermöglicht.
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Um
eine weitere Lichtbrechung zu erhalten, kann dem ersten Lichtstreuelement,
das die Leuchtmittel aufweist, ein zweites Lichtstreuelement vorgelagert
sein. Diese zusätzliche Brechung ergibt eine verbesserte,
flächig homogene Lichtabstrahlung.
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Vorzugsweise
sind ein erstes und ein zweites Lichtstreuelement vorgesehen, wobei
diese jeweils durch ein im Wesentlichen flächiges Element,
insbesondere ein Lochblech oder ein gelochtes Kunststoffelement
gebildet sind. Derartige Elemente sind sehr kostengünstig
herstellbar. Des Weiteren kann mit diesen eine sehr gleichmäßige,
flächige Beleuchtung kombiniert mit einer niedrigen Aufbauhöhe
der Leuchtvorrichtung erreicht werden. Zudem sind derartige Elemente
im Vergleich zu Lichtstreueinrichtungen aus Glas wesentlich leichter,
was insbesondere bei Wartungsarbeiten oder auch beim Einsatz der Leuchtvorrichtung
bei Aufzügen von Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass die neuerungsgemäßen Lichtstreuelemente
im Vergleich zu Lichtstreueinrichtungen aus Glas oder Acrylglas
weniger schmutzempfindlich sind, da im Bereich der Lichtdurchtrittsöffnungen
kein Schmutz oder Staub liegen kann. Die Löcher bleiben
somit stets frei. Zudem haben die gelochten Lichtstreueinrichtungen eine
Schall absorbierende Wirkung, was insbesondere in kleinen Räumen,
beispielsweise in Aufzugkabinen wirkungsvoll ist.
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In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die
Lichtdurchtrittsöffnungen des ersten und zweiten Lichtstreuelements
zueinander versetzt angeordnet. Dadurch kann ein von dem Leuchtmittel
erzeugter Lichtstrahl in Abstrahlrichtung nicht direkt aus der Leuchtvorrichtung
austreten, sondern es bedarf erst zumindest einer Doppelreflektion, um
den Lichtstrahl austreten zu lassen. Dadurch wird bei der Verwendung
von Leuchtdioden als Leuchtmittel deren punktförmige Strahlcharakteristik
vollständig aufgehoben. Insbesondere bei weißen
Leuchtdioden tritt ein weiterer, gewichtiger Vorteil zu Tage. Bei diesen
Leuchtdioden sind Farbabweichungen bekannt, d. h. mehrere weiße
Leuchtdioden liefern unterschiedlich „weiße” Farbnuancen.
Diese werden bei Lichtstreueinrichtungen aus Glas oder Acrylglas verstärkt
sichtbar. Durch die neuerungsgemäßen löchrigen
Lichtstreuelemente werden durch die Reflexionen die Lichtstrahlen
unterschiedlicher Leuchtdioden überlagert, so dass ein
homogen weißes Licht aus der Leuchtvorrichtung abgestrahlt
wird.
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Vorzugsweise
ist die Größe bzw. die Anzahl der Lichtdurchtrittsöffnungen
derart gewählt ist, dass die aufsummierte Fläche
aller Lichtdurchtrittsöffnungen eines Lichtstreuelements
kleiner ist als die Fläche der zwischen den Lichtdurchtrittsöffnungen
befindlichen, nicht von Licht durchdringbaren Materialflächen,
d. h. die von Licht durchdringbare Fläche ist kleiner als
die nicht durchdringbare Fläche. Dadurch wird auch bei
schräger Abstrahlung von Licht aus den Leuchtmitteln ein
direktes Austreten der Lichtstrahlen ohne Reflektionen weitgehend
unterbunden.
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Um
eine möglichst hohe Energieeffizienz zu erhalten, sind
die Leuchtmittel vorzugsweise Leuchtdioden, insbesondere Hochleistungs-LEDs.
Diese zeichnen sich durch eine hohe Beleuchtungsstärke bei
im Vergleich zu herkömmlichen Glühbirnen nur geringer
Wärmeentwicklung aus.
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Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel auf Leiterplatinen angeordnet, wobei diese
wiederum an einem Licht reflektierenden, insbesondere verspiegelt ausgebildeten
Trägerelement befestigt sind. Zudem reflektieren auch die
Lichtstreuelemente an ihren den Leuchtmitteln zugewandten Seiten
Licht, d. h. sie weisen dort beispielsweise auch eine reflektierende Schicht,
beispielsweise eine Chrombeschichtung auf. Weiterhin bevorzugt ist
das zwischen Trägerelement und zweitem Lichtstreuelement
angeordnete erste Lichtstreuelement beidseitig Licht reflektierend ausgebildet,
so dass mehrfache Lichtreflexionen zwischen Trägerelement
und erstem Lichtstreuelement bzw. erstem und zweitem Lichtstreuelement
stattfinden können. Dadurch wird die Lichtabsorption an
diesen Elementen nahezu vollständig unterbunden und damit
die Effektivität der gesamten Leuchtvorrichtung gesteigert.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Leuchtvorrichtung
in eine Aufzugkabine, insbesondere in die Aufzugkabinendecke integriert. Weiterhin
vorzugsweise erstreckt sich die Leuchtvorrichtung über
die gesamte Aufzugkabinendecke, so dass die Kabine vollständig
und gleichmäßig beleuchtet werden kann. Zu diesem
Zweck ist die gesamte Leuchtvorrichtung nichtbrennbar ausgeführt, so
dass die Brandschutzklasse A der DIN 4102 erreicht
wird. Aus diesem Grunde werden vorzugsweise metallische Lichtstreuelemente
verwendet.
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Die
Neuerung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Neuerung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich
Gegenstand der Neuerung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird
der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung
gemacht.
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Es
wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Neuerung
keinesfalls auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein
soll. Es zeigen
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1 beispielhaft
eine seitliche Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
einer neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
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2 beispielhaft
eine seitliche Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
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3 beispielhaft
eine seitliche Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
einer neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
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4 beispielhaft
eine Längsschnittdarstellung durch eine Aufzugkabine mit
neuerungsgemäßer Leuchtvorrichtung.
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In 1 ist
mit dem Bezugszeichen 1 eine neuerungsgemäße
Leuchtvorrichtung bezeichnet. Sie besteht im Wesentlichen aus einer
Vielzahl von Leuchtmitteln 2 und einer den Leuchtmitteln 2 in
Abstrahlrichtung AR vorgelagerter Lichtstreueinrichtung 3,
die zur Erzeugung einer flächigen Lichtverteilung ausgebildet
ist.
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Neuerungsgemäß wird
die Lichtstreueinrichtung 3 durch zwei zueinander beabstandete,
eine Vielzahl von Lichtdurchtrittsöffnungen 4 aufweisende Lichtstreuelemente 5, 6 gebildet.
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Die
beiden Lichtstreuelemente 5, 6 sind als flächige
oder im Wesentlichen flächige Elemente ausgebildet und
zueinander parallel und beabstandet sowie beabstandet zu den Leuchtmitteln 2 angeordnet.
Vorzugsweise werden die Lichtstreuelemente 5, 6 jeweils
durch Lochbleche oder durch gelochte, nicht brennbare Kunststoffelemente
gebildet, wobei die Löcher dieser Elemente die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 bilden.
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Weiterhin
bevorzugt sind die beiden Lichtstreuelemente 5, 6 derart
angeordnet, dass die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 des
ersten und zweiten Lichtstreuelements 5, 6 zueinander
versetzt sind und zwar insbesondere derart, dass in Abstrahlrichtung
AR, d. h. in lotrechter Richtung zu den flächigen Lichtstreuelementen 5, 6 kein
direkter Lichtdurchtritt durch die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 der
beiden Lichtstreuelemente 5, 6 ermöglicht
wird. Ein Lichtaustritt aus der Leuchtvorrichtung 1 heraus
ist somit nur reflektiertem oder mehrfach reflektiertem Licht, das
von den Leuchtmitteln 2 ausgesandt wird, möglich.
Dies bewirkt eine vollständige Aufhebung der punktförmigen Lichtstrahlcharakteristik
der Leuchtmittel. Dazu ist weiterhin vorzugsweise die Größe
bzw. die Anzahl der Lichtdurchtrittsöffnungen 4 derart
gewählt, dass die aufsummierte Fläche aller Lichtdurchtrittsöffnungen 4 kleiner
ist als die Fläche der zwischen den Lichtdurchtrittsöffnungen 4 befindlichen,
nicht von Licht durchdringbaren Materialflächen. Dadurch
wird eine direkte Abstrahlung des von den Leuchtmitteln 2 erzeugten
Lichts ohne Reflektionen nahezu vollständig unterbunden
und damit eine sehr gleichmäßige, flächige
Leuchtcharakteristik der Leuchtvorrichtung ermöglicht.
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Zur
Erreichung einer möglichst hohen Effizienz der Leuchtvorrichtung 1 sind
die Lichtstreuelemente 5, 6 vorzugsweise an ihren
den Leuchtmitteln 2 zugewandten Seiten 5.1, 6.1 lichtreflektierend,
insbesondere verspiegelt ausgebildet, so dass die Lichtabsorption
minimiert und damit die Effektivität der Leuchtvorrichtung
entscheidend gesteigert wird. Die Verspiegelung kann beispielsweise
durch Aufbringen einer Chromschicht auf die Lichtstreuelemente 5, 6 erfolgen.
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Um
zwischen den Lichtstreuelementen 5, 6 Mehrfachreflektionen
des von den Leuchtmitteln 2 emittierten Lichts zu erreichen,
ist vorzugsweise das erste Lichtstreuelement 5 beidseitig
lichtreflektierend, insbesondere verspiegelt ausgebildet, d. h. nicht
nur die den Leuchtmitteln zugewandte Seite 5.1, sondern
auch die dem zweien Lichtstreuelement 6 zugewandte Seite 5.2 des
ersten Lichtstreuelements 5 ist lichtreflektierend ausgebildet,
so dass auch auf dieser Seite 5.2 die Reflektion des von
den Leuchtmitteln 2 ausgesandten Lichts verbessert wird. Beispielhaft
sind in 1 zwei Lichtstrahlen L gezeigt,
wobei einer der beiden einer Doppelreflexion und der zweite einer
Mehrfachreflexion unterliegt.
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2 und 3 zeigen
weitere Ausführungsformen der neuerungsgemäßen
Leuchtvorrichtung 1. Die Leuchtvorrichtungen 1 bestehen
wiederum aus einer Vielzahl von Leuchtmitteln 2 und einer eine
flächige Lichtverteilung bewirkenden Lichtstreueinrichtung 3,
wobei die Lichtstreueinrichtung 3 durch zumindest ein eine
Vielzahl von Lichtdurchtrittsöffnungen 4 aufweisendes
Lichtstreuelement 5', 6' gebildet ist.
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Die
Lichtstreuelemente 5', 6' sind hierbei gleich
den Lichtstreuelementen 5, 6 des ersten Ausführungsbeispiels
ausgebildet, insbesondere werden auch sie jeweils durch Lochbleche
oder durch gelochte, nicht brennbare Kunststoffelemente gebildet, wobei
die Löcher dieser Elemente die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 bilden.
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Unterschiedlich
zum ersten Ausführungsbeispiel weisen die Leuchtvorrichtungen 1 der 2 und 3 ein
zum Lichtstreuelement 5' beabstandetes Reflektionselement 12 auf, das
durch die Leuchtmittel 2, die auf dem Lichtstreuelement 5' angeordnet sind,
beleuchtet wird. An diesem Reflektionselement 12, das insbesondere
hoch reflektierend bzw. verspiegelt ausgebildet ist, wird das Licht
reflektiert, so dass es durch die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 aus
der Leuchtvorrichtung 1 austreten kann. Dadurch ergibt sich
ein von der neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1 abgestrahltes
homogenes und diffuses Lichtfeld, und zwar auch bei punktförmig
strahlenden Leuchtmitteln 2.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Reflektionselement 12 durch
die Rückwand der Leuchtvorrichtung 1 gebildet.
Diese ist beispielsweise lichtreflektierend beschichtet oder verspiegelt, so
dass sich eine hohe Reflektivität ergibt.
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Wie
in 3 gezeigt, kann dem ersten Lichtstreuelement 5' ein
zweites Lichtstreuelement 6' in Abstrahlrichtung AR der
Leuchtvorrichtung 1 vorgelagert sein. Vorzugsweise sind
hierbei die einander zugewandten Seiten 5.2', 6.1' des
ersten und zweiten Lichtstreuelements 5', 6' lichtreflektierend,
insbesondere verspiegelt ausgebildet, so dass damit wiederum die
Effektivität der Leuchtvorrichtung gesteigert wird. Wie
die in den 2 und 3 beispielhaft skizzierten
zwei Lichtstrahlen L zeigen, wird das abgestrahlte Licht der Leuchtmittel 2 zumindest
einmal am Reflektionselement 12 reflektiert. Eine direkte
Abstrahlung des von den Leuchtmitteln 2 emittierten Lichts
ist nicht möglich.
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Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel 2 aus Gründen der Energieeffizienz
und der längeren Lebensdauer als Leuchtdioden ausgebildet.
Um eine möglichst hohe Leuchtwirkung der Leuchtvorrichtung 1 zu
erreichen, sind die Leuchtdioden vorzugsweise Hochleistungsleuchtdioden,
sogenannte Power-LEDs. Vorzugsweise können mehrere Leuchtdioden
zu einem Leuchtmodul zusammengefasst sein, wobei ein derartiges
Modul durch eine Leiterplatine 7 mit Leuchtdioden und vorzugsweise
weiteren für den Betrieb der Leuchtdioden notwendigen elektrischen bzw.
elektronischen Bauelementen 11 gebildet wird.
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Die
Leiterplatinen 7 sind vorzugsweise gedruckte Leiterplatinen,
auf denen sich die Leuchtmittel 2 und ggf. weitere elektrische
bzw. elektronische Bauelemente 11, die zum Betrieb und
zur Ansteuerung der Leuchtdioden erforderlich sind, befinden. Diese
können beispielsweise mittels COB-Technik (Chip an Board-Technik)
auf die Leiterplatine 7 aufgebracht sein. Vorzugsweise
sind die Leuchtmittel 2 sowie die elektrischen bzw. elektroni schen
weiteren Bauelemente 11 als SMD-Bauelemente (Surface Mounted
Device) ausgebildet.
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Die
Leuchtmodule sind im ersten Ausführungsbeispiel auf einem
Trägerelement 8 angeordnet, dessen den Leuchtmodulen
zugewandte Seite 8.1 Licht reflektierend bzw. verspiegelt
ausgebildet ist. Dadurch wird auch eine Reflexion von Licht zwischen
dem ersten Lichtstreuelement 5 und dem Trägerelement 8 ermöglicht.
In den Ausführungsbespielen der 2 und 3 sind
die Leuchtmodule auf dem Lichtstreuelement 5' angeordnet
und zwar auf den nicht durch die Lichtdurchtrittsöffnungen 4 durchdrungenen
Lichtstreuelementbereichen 5.3'.
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In 4 ist
die Integration der neuerungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1 in
eine Aufzugskabine 9 gezeigt. Die neuerungsgemäße
Leuchtvorrichtung 1 erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die
gesamte Aufzugskabinendecke 10, wobei das Lichtstreuelement 6 die
neuerungsgemäße Leuchtvorrichtung 1 vom
Aufnahmeraum 9.1 der Aufzugskabine 9 abtrennt.
Durch die Integration der Leuchtvorrichtung 1 in die Aufzugskabinendecke 10 kann trotz
einer geringeren Aufbauhöhe im Vergleich zu herkömmlichen
Leuchtvorrichtungen eine besonders gleichmäßige
Ausleuchtung der Aufzugskabine 9 erreicht werden. Zudem
werden durch die Verwendung von nicht brennbaren Materialien, insbesondere durch
die Verwendung von metallischen Lichtstreuelementen 5, 6 die
in Aufzugskabinen 9 bestehenden Brandschutzanforderungen
erfüllt. Zudem ergibt sich aufgrund der Verwendung von
energieeffizienten Leuchtdioden eine geringe Wärmeentwicklung
innerhalb der Kabine.
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Die
neuerungsgemäße Leuchtvorrichtung 1 ist
jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern
kann vielmehr auch anderweitig eingesetzt werden.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen
der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke
verlassen wird.
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- 1
- Leuchtvorrichtung
- 2
- Leuchtmittel
- 3
- Lichtstreueinrichtung
- 4
- Lichtdurchtrittsöffnungen
- 5,
5'
- Lichtstreuelement
- 5.1,
5.1'
- Seite
- 5.2,
5.2'
- Seite
- 5.3'
- Lichtstreuelementbereich
- 6,
6'
- Lichtstreuelement
- 6.1,
6.1'
- Seite
- 7
- Leiterplatine
- 8
- Trägerelement
- 9
- Aufzugskabine
- 9.1
- Aufnahmeraum
- 10
- Aufzugskabinendecke
- 11
- elektrisches/elektronisches
Bauelement
- 12
- Reflektionselement
- AR
- Abstrahlrichtung
- L
- Lichtstrahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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