DE29518202U1 - Lighting device - Google Patents
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Description
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BeleuchtungsvorrichtungLighting device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.
Herkömmliche Beleuchtungsvorrichtungen, insbesondere sogenannte 'Downlighter', in denen eine linienförmige Lichtquelle, wie etwa eine Kompakt-Leuchtstofflampe (Energiesparlampe) eingesetzt ist, werden auf zwei Arten betrieben. Zum einen wird die linienförmige Lichtquelle längs der Reflektorachse eingebaut, wobei der Reflektor im allgemeinen rotationssymmetrisch ist. Zum anderen wird die linienförmige Lichtquelle ungefähr senkrecht zur Reflektorachse eingebaut (wie es im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in der Fig. 1 gezeigt ist).Conventional lighting devices, in particular so-called 'downlighters', in which a linear light source, such as a compact fluorescent lamp (energy saving lamp) is used, are operated in two ways. Firstly, the linear light source is installed along the reflector axis, whereby the reflector is generally rotationally symmetrical. Secondly, the linear light source is installed approximately perpendicular to the reflector axis (as shown in connection with the present invention in Fig. 1).
Beide Einbauarten weisen Nachteile auf. Bei dem Einbau längs 0 der Reflektorachse ist zwar eine rotationssymmetrische Lichtstärkeverteilung gegeben, jedoch ist die Bauhöhe des Reflektors durch die LängserStreckung der Lichtquelle hoch. Bei dem Einbau senkrecht zur Reflektorachse ergibt sich zwar eine um etwa 50% geringere Bauhöhe (bei gleichem Ausblendungswinkel im Vergleich zur ersten Variante), jedoch führt diese Anordnung der Lichtquelle zu großen Abweichungen von der rotationssymmetrischen Lichtstärkeverteilung. In der Figur 4 ist der Strahlengang zweier Lichtbündel (grau unterlegt) eingezeichnet, wobei zu erkennen ist, daß das Lichtbündel im linken Teil der Fig. 4 einen 0 Öffnungswinkel von ca. doppelter Größe im Vergleich zu dem rechten Teil der Fig. 4 aufweist. Dies führt zu Abweichungen von einer rotationssymmetrischen Lichtstärkeverteilung.Both types of installation have disadvantages. When installed along the reflector axis, a rotationally symmetrical light intensity distribution is achieved, but the height of the reflector is high due to the length of the light source. When installed perpendicular to the reflector axis, the height is about 50% lower (with the same blanking angle compared to the first variant), but this arrangement of the light source leads to large deviations from the rotationally symmetrical light intensity distribution. Figure 4 shows the beam path of two light beams (highlighted in gray), whereby it can be seen that the light beam in the left part of Figure 4 has an opening angle of about twice the size compared to the right part of Figure 4. This leads to deviations from a rotationally symmetrical light intensity distribution.
Da Downlighter in der Praxis meist in Rasterform angeordnet werden, wird zwecks gleichmäßiger Ausleuchtung der Nut&zgr;ebene eine rotationssymmetrische Lichtstärkeverteilung angestrebt.Since downlighters are usually arranged in a grid pattern in practice, a rotationally symmetrical light intensity distribution is aimed for in order to evenly illuminate the plane of use.
Aus bautechnischen Gründen muß aber die zweite Variante, mit senkrecht zur Reflektorachse eingebauter linienförmiger Lichtquelle, häufig eingesetzt werden.For structural reasons, however, the second variant, with a linear light source installed perpendicular to the reflector axis, must often be used.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei der mit einer Anordnung der linsenförmigen Lichtquelle senkrecht zur Reflektorachse, eine annähernd rotationssymmetrische Lichtstärkeverteilung erzielt werden kann.It is therefore the object of the present invention to create a lighting device in which an approximately rotationally symmetrical light intensity distribution can be achieved by arranging the lens-shaped light source perpendicular to the reflector axis.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben sind.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
20Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
20
In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Teilquerschnitt;Fig. 1 shows a cross section through a lighting device according to a first embodiment of the present invention with partial cross section;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sowie im rechten Teil einen zugehörigen Teilquerschnitt; Fig. 2 shows a cross section through a lighting device according to a second embodiment of the present invention, as well as an associated partial cross section in the right-hand part;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einem zugehörigen Teilquerschnitt;Fig. 3 shows a cross section through a lighting device according to a further embodiment of the present invention, with an associated partial cross section;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung sowie schematisch eingezeichnete Strahlenverläufe;Fig. 4 shows a cross-section through a lighting device and schematically drawn beam paths;
Fig. 5 eine schematisehe Ansicht einer Ministrukturierimg in Form von Rillen in einer Reflektorwand (in Ebenen senkrecht oder parallel zur Reflektorachse);Fig. 5 a schematic view of a mini-structuring in the form of grooves in a reflector wall (in planes perpendicular or parallel to the reflector axis);
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines topfförmigen Reflektors, mit zonen-strukturierter Oberfläche, von der Öffnungsseite her gesehen.Fig. 6 is a schematic view of a pot-shaped reflector, with zone-structured surface, seen from the opening side.
Im folgenden wird anhand von bevorzugten Ausführungsformen die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.In the following, the present invention will be described using preferred embodiments with reference to the drawings.
In der Figur 1 ist mit 1 ein Reflektor einer Beleuchtungsvorrichtung bezeichnet. Der topfförmige Reflektor 1 besteht aus einem Bodenteil la und einem Seitenteil Ib und ist zu einer Reflektorachse A rotationssymmetrisch aufgebaut. Die Innenseite des Reflektors 1 ist zweigeteilt: einerseits eine Reflektoroberfläche 2, die (alu-) glanzverspiegelt ist und andererseits ein Teilbereich 3, der eine strukturierte Oberfläche aufweist.In Figure 1, 1 designates a reflector of a lighting device. The pot-shaped reflector 1 consists of a base part 1a and a side part 1b and is constructed rotationally symmetrically to a reflector axis A. The inside of the reflector 1 is divided into two parts: on the one hand, a reflector surface 2 which is (aluminum) glossy mirrored and on the other hand, a partial area 3 which has a structured surface.
Der Teilbereich 3 umfaßt einen ersten Bereich 3a, der sich am Bodenteil la des Reflektors 1 befindet sowie einen zweiten Bereich 3b, der sich am Seitenteil Ib des Reflektors 1 befindet. Die strukturierte Oberfläche des Teilbereichs 3 kann z.B. von der Struktur her eine sandgestrahlte Oberfläche.The partial area 3 comprises a first area 3a, which is located on the base part la of the reflector 1, and a second area 3b, which is located on the side part 1b of the reflector 1. The structured surface of the partial area 3 can, for example, be a sandblasted surface in terms of structure.
Durch eine Öffnung 6 {siehe Fig. 4) sind im Übergangsbereich zwischen dem Bodenteil la und dem Seitenteil Ib des Reflektors 1 zwei linienförmige Lichtquellen 4, z.B. Kompakt-Leuchtstofflampen in flacher Ausführung nebeneinander symmetrisch zurThrough an opening 6 (see Fig. 4) in the transition area between the base part la and the side part lb of the reflector 1, two linear light sources 4, e.g. compact fluorescent lamps, in a flat design, are arranged next to each other symmetrically to the
Achse B eingesetzt. Die Achse B schneidet die Reflektorachse A ungefähr rechtwinkelig.Axis B is inserted. Axis B intersects reflector axis A approximately at a right angle.
Eine Öffnung 5 des Reflektors 1 ist kreisförmig (Fig. 1 und 6) und der Rand des Seitenteils Ib des Reflektors 1 ist im Bereich dieser Öffnung 5 nach außen umgebogen. Eine Befestigungsbohrung für den Reflektor 1 ist in den Zeichnungen nicht dargestellt, befindet sich jedoch mittig im Bodenteil la des Reflektors 1.An opening 5 of the reflector 1 is circular (Fig. 1 and 6) and the edge of the side part 1b of the reflector 1 is bent outwards in the area of this opening 5. A fastening hole for the reflector 1 is not shown in the drawings, but is located in the middle of the base part 1a of the reflector 1.
In der Figur 2 ist eine weitere Aus führung s form der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Lichtquelle 4 aus vier stabförmigen Leuchtröhren besteht, die in Quadratform angeordnet sind. Die Bauteile, die bereits in Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurden, werden nicht weiter erklärt werden. Im rechten Teil der Figur 2 ist zu erkennen, daß die beiden Leuchtröhren der Lichtquelle 4 symmetrisch zur Achse B angeordnet sind.Figure 2 shows a further embodiment of the present invention, in which the light source 4 consists of four rod-shaped fluorescent tubes arranged in a square shape. The components that have already been described in connection with Figure 1 will not be explained further. In the right-hand part of Figure 2 it can be seen that the two fluorescent tubes of the light source 4 are arranged symmetrically to the axis B.
Die Figur 3 stellt eine weitere Ausführungsform nach der Erfin-0 dung dar; bei dieser Ausführungsform werden zwei Lichtquellen 4 in ähnlicher Ausführung wie in Fig. 2, symmetrisch zur Achse B nebeneinander angeordnet.Figure 3 shows a further embodiment according to the invention; in this embodiment, two light sources 4 in a similar design to that in Fig. 2 are arranged next to one another symmetrically to the axis B.
In der Figur 4 sind die Strahlenverläufe zweier Lichtbündel dargestellt, die beide von der Lichtquelle 4 ausgehen und die in einem Punkt Pl bzw. P2 an der innenliegenden Oberfläche des Reflektors 1 reflektiert werden, wobei diese beiden Punkte Pl und P2 auf einer Ebene E liegen, die die Reflektorachse A senkrecht schneidet. Pl und P2 liegen auch in zwei Ebenen, die sich 0 in der Reflektorachse A schneiden und aufeinander senkrecht stehen (Teilschnitt).Figure 4 shows the ray paths of two light beams, both of which emanate from the light source 4 and which are reflected at a point Pl or P2 on the inner surface of the reflector 1, whereby these two points Pl and P2 lie on a plane E that intersects the reflector axis A perpendicularly. Pl and P2 also lie in two planes that intersect 0 in the reflector axis A and are perpendicular to each other (partial section).
Der linke Teil der Figur 4 zeigt den Strahlenverlauf eines ersten Lichtbündels, welches von der Lichtquelle 4 ausgeht undThe left part of Figure 4 shows the ray path of a first light beam which emanates from the light source 4 and
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welches sich an der Reflektoroberfläche 2 im Punkt Pl spiegelt und dann den Reflektor 1 durch die Öffnung 5 verläßt.which is reflected on the reflector surface 2 at point Pl and then leaves the reflector 1 through the opening 5.
Der rechte Teil der Figur 4 zeigt den Strahlenverlauf eines zweiten Lichtbündels, welches von der Lichtquelle 4 ausgeht und wie es an einer spiegelnden Oberfläche reflektiert wurde. Das erste Lichtbündel hat z.B. einen Öffnungswinkel von ca. 35°,The right part of Figure 4 shows the ray path of a second light beam, which emanates from the light source 4 and how it was reflected on a reflective surface. The first light beam, for example, has an opening angle of approx. 35°,
während das zweite Lichtbündel einen Öffnungswinkel von ca. 17° aufweist (der gezeigte, grau unterlegte Strahlenverlauf des zweiten Lichtbündels ist auf eine Reflektoroberfläche ohne Strukturierung bezogen). Der Grund für diese Abweichung der Lichtstärkeverteilung von der Rotationssymmetrie liegt darin, daß verschiedene Punkte (zum Beispiel Pl und P2) , die auf der Schnittlinie der zur Reflektorachse {auch Rotations symme tr ieachse) senkrecht verlaufenden Ebene E liegen, die Lichtquelle 4 unter unterschiedlichen Blickwinkeln "sehen". Dies führt zu unterschiedlichen - u.a. durch die Lichtquellenabmessungen und deren Lage bedingten - Lichtstreuungen, die sich auf die Lichtstärkeverteilung auswirken. Durch das Zeichen v*' ist der Strahlenverlauf schematisch angedeutet, der durch die sandgestrahlte Oberfläche des Teilbereichs 3 angestrebt wird, um in P2 ein ähnliches Strahlenbündel wie in Pl zu erzeugen und damit eine Annäherung an die angestrebte rotationssymetrische Lichtstärkeverteilung .while the second light beam has an opening angle of approximately 17° (the grey-shaded beam path of the second light beam shown relates to a reflector surface without structure). The reason for this deviation of the light intensity distribution from rotational symmetry is that different points (for example Pl and P2) which lie on the intersection line of the plane E which is perpendicular to the reflector axis (also rotational symmetry axis) "see" the light source 4 from different angles. This leads to different light scatterings - caused, among other things, by the dimensions of the light source and their position - which affect the light intensity distribution. The symbol v *' schematically indicates the beam path which is aimed for by the sandblasted surface of the partial area 3 in order to produce a beam of rays in P2 which is similar to that in Pl and thus an approximation of the desired rotationally symmetrical light intensity distribution.
D.h., daß durch die Strukturierung der Oberfläche des Reflektors 1 in einem Teilbereich 3 die Unterschiede in der Lichtstreuung, die durch die geometrischen Abmeßungen und durch die Anordnung der Lichtquelle bedingt sind, kompensiert werden.This means that by structuring the surface of the reflector 1 in a partial area 3, the differences in light scattering, which are caused by the geometric dimensions and the arrangement of the light source, are compensated.
Eine Möglichkeit der Ausbildung des Teilbereiches 3 besteht in der Änderung der zonalen Reflexionseigenschaften der Reflektoroberfläche. Eine weitere Annäherung kann durch Bereiche bzw. Zonen mit richtungsabhängigen Streueigenschaften erreicht wer-5 den. Am wirkungsvollsten sind Strukturen mit richtungsabhängi-One way of forming sub-area 3 is to change the zonal reflection properties of the reflector surface. A further approximation can be achieved by areas or zones with direction-dependent scattering properties-5 . The most effective structures are those with direction-dependent
ger variabler Streubreite (Fig. 5, Streuwinkel &thgr;) , wodurchger variable scattering width (Fig. 5, scattering angle &thetas;) , whereby
Streuungen in unterschiedlichen Ebenen optimal angepaßt (kompensiert) werden können, d.h. eine annähernd dreidimensionale
Optimierung erreicht werden kann.
5Scattering in different planes can be optimally adapted (compensated), ie an almost three-dimensional optimization can be achieved.
5
In der Figur 5 sind als Beispiel für eine solche Ministrukturiefung mit richtungsabhängigen Reflexionseigenschaften Rillen vorgesehen, die eine Tiefe t1 bzw. t2 aufweisen, wobei diese Rillen z.B. durch Drehung eines Drückwerkzeuges um seine Symmetrieachse erzeugt werden können (zum Beispiel mit einem Profilmesser) . Ein variabler Streuwinkel G1 bzw. &thgr;2 kann zum Beispiel über eine variable Rillentiefe t1 bzw. t2 erreicht werden, wobei die variable Rillentiefe eventuell durch exzentrisches Drehen realisiert werden kann. Eine weitere Verbesserung der Annäherung an eine rotationssyitimetrische Lichtstärkeverteilung kann erreicht werden, wenn die Oberfläche 2 teilweise mit Rillen variabler Tiefe versehen wird, die auf den Rillen aus dem Teilbereich 3 senkrecht stehen. Diese können z.B. in das Drückwerkzeug eingefräst werden. Dadurch wird eine bessere dreidimensionale Anpassung ermöglicht.In Figure 5, as an example of such a mini-structure indentation with direction-dependent reflection properties, grooves are provided which have a depth t 1 or t 2 , whereby these grooves can be created, for example, by rotating a spinning tool about its axis of symmetry (for example with a profile knife). A variable scattering angle G 1 or θ 2 can, for example, be achieved via a variable groove depth t 1 or t 2 , whereby the variable groove depth can possibly be realized by eccentric rotation. A further improvement in the approximation to a rotationally symmetrical light intensity distribution can be achieved if the surface 2 is partially provided with grooves of variable depth which are perpendicular to the grooves in the partial area 3. These can, for example, be milled into the spinning tool. This enables better three-dimensional adaptation.
Eine schematische Ansicht von der Öffnungseite des Reflektors 1 her ist in der Figur 6 dargestellt. In der Projektion der Darstellung ist die Öffnung 6 für die Lichtquelle 4 zu sehen sowie der Teilbereich 3 durch die Schraffur gekennzeichet ist. Der Teilbereich 3 erstreckt sich in der Projektion gesehen im Beispiel streifenförmig über den gesamten Durchmesser des Reflektors 1 und verläuft rechtwinkelig zur Anordnung der linienförmigen Lichtquelle 4. Je nach Oberflächenstruktur, Lichtquellen 0 und deren Positionierungsmöglichkeiten kann die strukturierte Zone auch andere Formen und Anordnungen haben.A schematic view from the opening side of the reflector 1 is shown in Figure 6. In the projection of the illustration, the opening 6 for the light source 4 can be seen and the partial area 3 is marked by the hatching. In the projection, the partial area 3 extends in the example in strip form over the entire diameter of the reflector 1 and runs at right angles to the arrangement of the linear light source 4. Depending on the surface structure, light sources 0 and their positioning options, the structured zone can also have other shapes and arrangements.
Ist in Sonderfällen eine gezielte Asymmetrie der Lichtstärkeverteilung erwünscht (z. Bsp. Wandanstrahlung) , so kann dieseIf in special cases a targeted asymmetry of the light intensity distribution is desired (e.g. wall illumination), this can
durch eine asymmetrische Anordnung der Lichtquelle 4 gegenüber der Achse B des Reflektors 1 erreicht werden, ohne daß zusätzliche
Änderungen an der Form oder der Oberflächenstruktur des Reflektors 1 erforderlich sind.
5by an asymmetrical arrangement of the light source 4 relative to the axis B of the reflector 1, without additional changes to the shape or surface structure of the reflector 1 being necessary.
5
Eine Beleuchtungsvorrichtung umfaßt einen topfförmigen Reflektor, in dem senkrecht zur Reflektorachse eine linienförmige Lichtquelle angeordnet ist, wobei zumindest ein Teilbereich der Reflektoroberfläche eine unterschiedlich strukturierte Oberfläehe aufweist. Der Teilbereich mit strukturierter Oberfläche weist ein zur Reflektoroberfläche unterschiedliches Reflexionsvermögen auf, d.h. der Teilbereich erzeugt eine größere und eventuell auch anders ausgerichtete Diffusstrahlung oder Streustrahlung als die restliche Reflektoroberfläche. Der Reflexionseigenschaften und Form des Teilbereichs werden durch die geometrischen Abmeßungen des Reflektors, die Form und Anordnung der Lichtquelle und durch die Ansprüche an Ausblendung und Anpassung an die rotationssymmetrische Lichtstärkeverteilung bestimmt. Der Reflektor besteht aus einem Bodenteil und einem Seitenteil. Beide können Teilbereiche mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften enthalten.A lighting device comprises a pot-shaped reflector, in which a linear light source is arranged perpendicular to the reflector axis, with at least a partial area of the reflector surface having a differently structured surface. The partial area with a structured surface has a different reflectivity to the reflector surface, i.e. the partial area generates a larger and possibly differently oriented diffuse radiation or scattered radiation than the rest of the reflector surface. The reflection properties and shape of the partial area are determined by the geometric dimensions of the reflector, the shape and arrangement of the light source and by the requirements for blocking and adaptation to the rotationally symmetrical light intensity distribution. The reflector consists of a base part and a side part. Both can contain partial areas with different reflection properties.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960418 |
|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F21V0007120000 Ipc: F21V0007000000 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19990901 |