EP2198197A1 - Beleuchtungssystem - Google Patents

Beleuchtungssystem

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EP2198197A1
EP2198197A1 EP08803587A EP08803587A EP2198197A1 EP 2198197 A1 EP2198197 A1 EP 2198197A1 EP 08803587 A EP08803587 A EP 08803587A EP 08803587 A EP08803587 A EP 08803587A EP 2198197 A1 EP2198197 A1 EP 2198197A1
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EP
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led panel
light
lighting system
led
lighting
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EP08803587A
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English (en)
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EP2198197B1 (de
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Erwin Melzner
Dennis Jackstien
Michael Jonischkeit
Kerstin Schlegel
Regine KRÄMER
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Arnold and Richter KG
Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Arnold and Richter KG
Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2198197B1 publication Critical patent/EP2198197B1/de
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting system with at least one LED panel according to the preamble of claim 1.
  • Light-emitting diodes, light-emitting diodes or LEDs designated light bulbs offer the possibility to produce flat and over the surface homogeneous light radiating headlamps in larger designs than surface lights with the names "Softlight”, "Filllight” or brighteners in all areas of professional lighting, can be used as portrait lights in the immediate vicinity of a motion picture or video camera, in confined spaces, such as vehicles and staircases, and for the construction of light walls in the event and stage lighting.
  • EP 0 921 568 A2 discloses a lighting device in which a plurality of LED chips which emit monochromatic light of different color are inserted in recesses of a three-dimensional support of rectangular cross-section, electrically connected to conductor tracks and sealed with a transparent plastic. In the emission direction of the LED chips, a diffuser plate of transparent plastic consisting of microlenses for light control is connected to the three-dimensional support.
  • Object of the present invention is to provide an illumination system with light-emitting diodes (LEDs), which emits light with variable color, brightness and radiation characteristics and modular is arbitrarily configurable and expandable.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the solution according to the invention provides an illumination system with light-emitting diodes, which emits light with variable color, brightness and radiation characteristics and can be configured and expanded in any desired modular manner.
  • the modular configuration of the lighting system with light-emitting diodes allows either a compact or a large-area construction for an LED floodlight or an LED surface light in conjunction with a suitable optics for bundling or widening the beams emitted by the LEDs and for connecting to decentralized, the individual LED panels associated control devices and / or a central, a plurality of interconnected LED panels associated control device for setting parameters such as light color, color temperature and chromaticity and brightness of the light emitted from the light modules of the LED panel light.
  • the illumination system has at least one LED panel, but preferably a plurality of at least mechanically, but preferably electrically and mechanically interconnected LED panels that a polygonal, preferably rectangular housing frame with one or more connection structures either only for mechanical coupling or mechanical coupling and electrical Connecting with similar LED panels, a board integrated in the housing frame to accommodate the lighting modules and arranged at the top of the housing frame receptacle for an optical device.
  • the individual lighting modules integrated in the LED panel have the LEDs combined to form a light source, emitting light of different wavelengths, module electronics for driving the LEDs, a module carrier for receiving the LEDs and the module electronics, and the LEDs receiving the module carrier connected to heat sink.
  • optics for light mixing and / or beam shaping can be coupled to the lighting module. Due to the arrangement of a large number of Modules, the module electronics are connected to a higher-level control or regulating device, a controllable and controllable light source can be made for a lighting device, which can be connected to other optical devices for beam shaping.
  • the light module can emit a light mixture whose parameters such as light color, color temperature and chromaticity in addition to the brightness of the emitted by the light module Light are adjustable.
  • the module electronics equipped with a microcontroller makes it possible to vary the control program for driving the LEDs or the lighting module with a superordinate, external, i. to connect separate from the light module controller, so that the module electronics of the light module performs the entire control and possibly regulation of the self-sufficient light module and thus relieves the external controller.
  • the module electronics preferably control the LEDs as a function of the temperature and / or the power of the lighting module and / or the brightness and / or the color of the light mixture emitted by the lighting module in such a way that the LEDs emitting light of different wavelengths combine the brightness, color and chromaticity of the light mixture is constant, which allows local temperature compensation and a self-sufficient light module without the need or use of an external control device.
  • the underside of the housing frame is designed as a heat sink surface with cooling fins, into which at least one receptacle for a positively insertable connection element, in particular for a with a support member such as a tripod, a rig or the like, connectable pin is integrated.
  • the cooling body surface provided with cooling fins on the underside of the housing frame is connected to the heat sinks with the heat sinks receiving the LEDs of the light modules, so that the heat emitted by the LEDs is optimally dissipated via the cooling fins of the heat sink surface and light modules with high power can be used.
  • Tripod or a rig guaranteed.
  • the arranged in the housing frame of the LED panel board has openings and fixtures for the lighting modules, a power supply and interface electronics for the lighting modules, a microprocessor for colorimetric calculations and a convection temperature compensation and arranged on side edges of the board and aligned perpendicular to the board connectors with a connection structure for the positive mechanical coupling and the electrically conductive connection.
  • the board thus serves as a carrier for both the individual light modules of the LED panel and for the power supply device and interface electronics for the electrical coupling of the lighting modules with a likewise arranged on the board microprocessor.
  • the LED panel can be provided with further LED panels, with a control element associated with a decentralized LED panel or a group of interconnected LED panels and / or with a control panel be connected to a variety of LED panels controlling central power control unit.
  • the rectangular, in particular square, lighting modules are connected in a matrix-like lattice structure with a plurality of rows and columns with the board, wherein the heat sink connected to the module carriers of the light modules can be used in openings of the board and good heat conducting with the at the bottom of the LED Panels arranged heatsink surface are connected, so that an optimal heat transfer is ensured by the LEDs to the heat sink surface and thereby the light output of the LEDs can be fully utilized.
  • the LED panel has a rectangular housing frame, the upper side of which can be connected to an optical device which has optics associated with the lighting modules and / or a common optical system common to all lighting modules.
  • the LED panels can be positively connected to one another at least on the narrow sides of their rectangular housing frame and a plurality of LED panels interconnected in rows can be mechanically and / or electrically coupled to one another via transverse connectors.
  • an accumulator which can be coupled to the connection structure of at least one LED panel and is preferably adapted to the design of the LED panel can be provided which mechanically connects the LED panel connected to it or several with this LED panel and electrically coupled LED panels feeds.
  • a plug-in to the connection structure of the LED panel and with the module electronics of the light modules of the LED panel electrically connectable control is provided after entering data or setting the parameters again can be disconnected from the LED panel.
  • the control has a tap changer with which a number of pre-programmed Lichteinstelllitch, so-called. Presets, can be adjusted. This makes it possible, for example, for the user to pre-program certain frequently used settings before using the LED panel at the filming location or in the studio, and then retrieve them quickly when needed, without the LED panels having to do with more complex, larger ones and heavy operating devices, such as DMX consoles or computers must be connected. This is particularly advantageous when it comes to filming at tight locations, which may still be a high time pressure.
  • the control has a HeI- level controller and an on / off switch. Each setting on the control affects all electrically connected LED panels in the same way, so that even larger assemblies of LED panels with the control can be operated quickly and easily.
  • a plug can be connected to the connection structure of at least one of the LED panels for power supply and data transmission, which is connected via a cable for power supply and data transmission with another LED panel or with a central power control unit, so that larger lighting units from a Variety of LED panels can be electrically connected to each other.
  • connection structure is for mechanical connection of the LED panels, cross connector or connector preferably designed as a slide rail connection in the manner of a dovetail connection, a compound of a slotted box profile with a T-profile or the like with an end stop and has the electrical connection of the LED panels , Cross connector or connector spring contact pins and flat contacts on.
  • the central power control unit which drives a single LED panel or a multiplicity of LED panels preferably comprises a power supply and docking station with at least one connection for receiving a power supply and data transmission line to at least one LED panel and one connected to the power supply and docking station connected or connectable control device having a wireless and / or wired connection to the power supply and docking station and is connected via a plug-in receptacle with the power supply and docking station, so that an operation of the control unit both at the power supply and docking station and separated from the Stromthesesund docking station is possible and thus comfortable operation is ensured, for example, arranged at a higher height LED panels.
  • a so-called “power adapter” can also be attached to the LED panel or an LED panel group. be closed, which has only one socket for the power supply to the LED panel or the LED panel group V.
  • a data radio module is plugged onto each LED panel or each LED panel group, which communicates directly with the control unit, wherein the respective wireless model or LED panel or each LED panel group only power from a power supply or a battery is supplied and the data transmission is via radio.
  • control unit continues to take over the communication, in which case a so-called system distributor is connected to the control unit, which contains the necessary connectors and signal converter.
  • the radio modules can be set to different (hardware) channels, ie to different frequencies and (software) addresses, so that either several LED panels or LED panel groups are controlled simultaneously on the same channel or each LED panel or each LED panel group is operated on a separate channel.
  • the receiving means of the LED panels for the intended for light shaping optical device may consist of a arranged at the top of the frame plug-in connection, a tongue and groove connection or a magnetic device which is connected to the circuit board on the one hand and with the optical device on the other and securely connect and disconnect the optical device to and from the LED panel.
  • the LED panel is covered on its light-emitting side either by an anti-reflective glass or has on its light-emitting side on a continuous plastic cover in which only the openings for the light-emitting LEDs remain free. These openings can in turn be covered with individual, preferably non-reflective glass panes.
  • the advantage of the continuous plastic cover with openings for the LEDs is in comparison to a large glass plate, which is sensitive to tension and shock loads, greater strength and the ability to fasten a shielding plate above the individual LEDs below the plastic cover, so that the Sensitivity and emission of interfering signals can be effectively reduced.
  • the rectangular housing frame of the LED panel is preferably formed as a plastic frame, which partially protrudes beyond the heat sink surface, so that the LED panel does not have to be touched on the hot heat sink surface, but can be used on the much cooler plastic surface.
  • the optical device can be a soft-optics with an array of from the individual light modules of the LED panels associated, in particular designed as a cone-shaped mirror or parabolic mirror reflectors with a central opening, the light emitted by the LEDs of the light modules in a full Coupling light conductor.
  • the light guide is used to mix the incident colored light and is preferably made of polymethyl acrylate (PMMA) or polycarbonate (PC). It preferably has a defined roughness at the upper side or preferably regular structures, such as e.g. At an angle of 120 ° milled triangular grooves to prevent at this point the total reflection back into the light guide and to facilitate the ride of the light rays upwards.
  • PMMA polymethyl acrylate
  • PC polycarbonate
  • the VoII light guide is surrounded on the underside and on the sides with a highly reflective cover or coating, which is preferably designed as a reflector plate, which also serves as a mechanically stable frame for the soft optics.
  • a diffuse plate or foil is fixed, which collects the radiated light from the full light guide and the side reflector sheets again, further mixed and evenly as a secondary source again radiates.
  • the soft optics in this case preferably only consist of the highly mirrored plastic or sheet metal housing and the diffusely radiating plate which is fastened to the LED panel, in particular by means of magnets affixed internally to the bottom of the sheet metal housing.
  • the optical device may be formed as a spot optic and arranged in a lens frame, the individual lighting modules associated lens systems comprising, in particular, consist of TIR lenses with attached honeycomb condensers.
  • the soft optics or the spot optics in turn can have magnets on which further optical accessories, such as diffusion foils, scattering plates, straightening gratings or the like, can be fastened.
  • 1 and 2 are schematic overview diagrams of two different embodiments of a lighting system with an LED panel and a plurality of combined into a group LED panels.
  • FIG. 3 is an isometric view of an LED panel with eight light modules
  • FIG. 4 shows a plan view of the LED panel according to FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a side view of the LED panel according to FIG. 3;
  • FIG. 6 is a bottom view of the LED panel of FIG. 3; FIG.
  • FIG. 7 shows an isometric view of a lighting module with a plurality of LEDs forming a light source; 8 is a plan view of a board of the LED panel without equipment;
  • 9 is an isometric view of the board of an LED panel from the upper side with eight lighting modules, electronic components and lateral
  • Fig. 1 1 is a front view of the LED panel with an input connector
  • Fig. 12 is an isometric view of an input connector with flat contacts
  • Fig. 13 is a rear view of the LED panel with an output connector
  • Fig. 14 is an isometric view of an output connector
  • FIGS. 15 and 16 are isometric views of an LED panel with a spot optic
  • FIG. 17 shows a side view of the spot optics according to FIGS. 15 and 16 without optics housing
  • FIG. 18 shows a section through a TIR lens of the spot optic
  • Fig. 19 is an exploded isometric view of a soft optic
  • FIG. 20 shows a longitudinal section through the soft optic according to FIG. 19;
  • Fig. 21 is an isometric view of a charging circuit accumulator for an LED panel
  • FIGS. 22 to 24 are an isometric view, a side view and a plan view of a remote control for being plugged into an LED panel; 25 and 26 an isometric view and a rear view of a power supply and docking station of a central power control unit;
  • FIGS. 27 and 28 show an isometric view and a front view of a control device of the central power control unit which can be electrically and / or mechanically connected to the power supply and docking station;
  • 29 is an isometric view of an electromechanical cross connector for forming larger luminous areas of two or more LED's.
  • connection cable for connecting the central power control unit to the light modules of an LED panel
  • Fig. 31 is a perspective view of a connection cable between two LED panels
  • 32 is a plan view of a radio data module for docking to a LED
  • FIG. 33 shows a perspective view of a system distributor used in the embodiment of the modular illumination system according to FIG. 2;
  • FIG. 34 is a perspective view of an accumulator used in the embodiment of the modular lighting system according to FIG. 2 as a "power adapter” and dockable to an LED panel;
  • 35 shows an isometric view of a foil holder for fastening diffuser and effect foils in front of one or more LED panels
  • Fig. 36 is an isometric view of a tripod pin for attaching
  • Fig. 37 is a side view of the tripod pin of FIG. 30 with wegkitem
  • FIG. 1 shows a single LED panel 1, in which eight lighting modules 2 are arranged with a light source composed of light of different wavelengths and thus emitting color.
  • the LED panel 1 forms a luminous element, which additionally can be placed on the upper side of the LED panel 1 soft optics 3 or spot optics 4 for an additional light mixing of the light of different wavelength and thus color emitting LEDs to a desired beam shaping is expandable.
  • the LED panels 1 have lateral electromechanical plug connectors 13, 14, via which a plurality of LED panels 1 can be electrically and mechanically connected to form an LED panel row. By means of additional cross connectors 9, a plurality of LED panel rows can be combined to form an LED panel group V with a matrix-shaped structure.
  • a single control element 7 for decentralized control of the relevant LED panel 1 or an LED panel group V can be connected to a single LED panel 1 or to an LED panel group V and enables individual control or Adjustment of light parameters of the lighting modules of the relevant LED panel 1 or the LED panel group V.
  • the control element 7 can be disconnected from the LED panel 1 again after entering data or setting the parameters.
  • a single LED panel 1 or an LED panel group V can be connected to an accumulator 10, which is preferably also directly or via a connecting element to the LED panel 1 and the LED panel group V plugged ,
  • a central power control unit 5, 6 serves to supply power to an LED panel 1 or an LED panel group V and to input desired values for controlling the light modules 2 of the individual LED panels 1 and consists of a power supply and docking station 5 and a control unit 6, which can be plugged into the power supply and docking station 5 or operated via a radio or line connection separately from the power supply and docking station 5.
  • the power The supply and docking station 5 has a plurality of sockets which produce an electrical connection for power supply and control of the LED panel 1 or the LED panel group V via connecting cable 8.
  • LED panels 1 or LED panel groups 1 ' are coupled in a star shape with power and data cables to the power supply and docking station 5.
  • the power supply and docking station 5 is omitted in an alternative embodiment, and the control unit 6 assumes all control functions.
  • a data radio module 18 is plugged onto each LED panel 1 or each LED panel group V, which communicates directly with the control unit 6, wherein the respective radio data module 18 or LED panel 1 or each LED panel group. 1 'only power from a power supply or a battery 10' is supplied and the data transmission is via radio.
  • control unit 6 continues to take over the communication, wherein a so-called system distributor 9 is connected to the control unit 6, which contains the necessary connector and signal converter ,
  • the radio data transmission modules 18 can be set to different (hardware) channels, that is, to different frequencies and (software) addresses, so that either a plurality of LED panels 1 or LED panel groups 1 'are simultaneously activated on the same channel or each LED panel 1 or each LED panel group V is operated on its own channel.
  • a so-called "power adapter”10' can be connected to the LED.
  • Panel 1 or an LED panel group 1 ' are connected, which has only one socket for the power supply to the LED panel or the LED panel group 1'.
  • an emergency connection can be established via cable.
  • the radio data transmission modules 18, the control unit 6, the decentralized control element 7 and the power adapter therefore have a jack socket into which a data cable can be plugged. If required, a software update (download) can also be carried out via this connection.
  • FIGS. 1 and 2 The structure and the function of the individual functional elements of the modular illumination system schematically illustrated in FIGS. 1 and 2 and their interaction are explained in more detail below.
  • FIG. 3 shows an isometric view
  • FIG. 4 shows a plan view of an LED panel 1, which has a rectangular housing frame 1 1 with a closed underside, designed as a heat sink surface 15 with cooling fins 151, into which a circuit board 12 can be inserted has on the narrow sides connected to the board 12 input connector 13 and output connector 14.
  • the circuit board 12 is mechanically and electrically connected to eight identically formed lighting modules 2. Between the arranged in two rows and eight columns light modules 2, three mounting magnets 16 are arranged, which can be used for attaching an attachable to the housing frame 1 1 optical device in the form of soft optics 3 and the spot optics 4 shown in FIGS serve.
  • the rectangular housing frame 1 1 of the LED panel 1 is preferably formed as a plastic frame, which partially protrudes beyond the heat sink surface 15, so that the LED panel 1 does not have to be touched on the hot heat sink surface 15, but resorted to the much cooler plastic surface can be.
  • the soft optics 3 and the spot optics 4 may in turn comprise magnets on which further optical accessories such as scattering films, scattering plates, straightening grid or the like, can be attached.
  • Receivers 152, 153, 154 integrated, in which a connecting element used and positively connected to the LED panel 1 can be connected.
  • a connecting element is used in particular in particular a connecting pin connected or connectable to a stand, a rig or another carrier element, as shown and described, for example, in FIGS. 30 and 31.
  • the receptacles 152, 153, 154 are formed in the manner of a slotted box profile with and without an additional groove, while the connecting pin has a corresponding T-shaped counter profile, which by plugging the connecting pin from the side of the housing frame 1 1 in the receptacles 152, 153, 154 can be used and locked with the LED panel 1 or secured by a clamping device.
  • a side view of the LED panel 1 is shown in Fig. 5 and shows on the left side a slider 17 for unlocking and left an output connector 14 with flat contacts and right an input connector 13 with spring contact pins, while at the bottom of the heat sink surface 15th with the cooling ribs 151 and with the cross and T-shaped recesses 152, 153, 154 for the insertion of a connection pin, in particular a tripod pin, and in the middle a thread for screwing the LED panel 1 on tripods, terminals and the like can be seen.
  • the bottom view of the LED panel 1 shown in FIG. 6 shows the cooling fins 151 of the cooling body surface 15 in plan view, the input connector 13 of the LED panel 1 on the left narrow side and the output of the LED panel 1 on the right side Slider 17 for unlocking the connection of a connector or another LED panel.
  • the LED panel 1 shown in FIGS. 3 to 6 can already be used in the illustrated form as a wide-angle and flat light source without a patch optical device.
  • the LED panel 1 can be optionally provided with a continuous, anti-glare glass or with a continuous plastic cover in which only the openings for the light-emitting LEDs remain free.
  • the advantage of the continuous plastic cover with openings for the LEDs is in the opposite to a large glass plate, which is sensitive to tension and shock loads, greater strength and the ability to attach a shield above the individual LEDs below the plastic cover, so that the susceptibility to interference and emission of interference can be effectively reduced.
  • a lighting module 2 which consists of a quadrangular module carrier 20 designed as a printed circuit board on which module electronics are arranged and which has a recess 24 through which a base 250 of a module heat sink projecting beyond the surface of the module carrier 20 25 is plugged, and which is connected to the bottom with a connector strip 23, via which the module electronics with the decentralized control element 7 or the central power control unit 5, 6 is connected.
  • a light source 21 with a plurality of arranged on a cuboid metal core board, in this embodiment twelve LEDs 22, the pair of light of different wavelengths and thus color, a temperature sensor 28 and traces for connecting the LEDs 22 and the Temperature sensor 28 disposed to the edges of the metal core board, from where they are connected via a direct wire or bond connection with the module electronics.
  • the light module 2 shown in FIG. 7 is characterized by an optimum dissipation of the heat emitted by the LEDs 22 via the metal core board and the module heat sink 25 to the heat sink surface 15 of the LED panel 1 by a secure and simple mechanical connection between the light module 2 and a headlight housing or a cooling device, wherein the module carrier 20 is not mechanically loaded and the light source 21 is arranged so that the beam path of the LEDs 22 not by fasteners 26, 27 on the module carrier 2 or by the electronic components of the module electronics, not shown is disturbed, so that the downstream in the emission direction of the light source 21 optics can capture the output from the LEDs 22 light rays and make it very effective.
  • the heat sink 25 is made of a very good heat conductive material such as copper or aluminum and has on its underside a threaded hole through which a safe and simple mechanical connection the entire light module 2 can be made with the LED panel 1.
  • the connection of the module electronics with the decentralized control element 7 or the central power control unit 5, 6 and the power supply of the light module via the connector strip 23 on the underside of the module carrier 20, which has five contacts in one embodiment, with two voltage sources, a ground potential and with two contacts of a serial interface to the decentralized control element 7 or the central power control unit 5, 6 are connected.
  • the LEDs 22 are composed of a plurality of LEDs which emit light of different wavelengths, i. different colors, with multiple LEDs also having the same wavelength, i. Can emit light of the same color.
  • an adjustable by the selection of LEDs light mixture of the different colors is generated, which is still optimized by additional measures such as optical light bundling and light mixing and kept constant by other control and regulatory measures regardless of, for example, the temperature can be to adjust a desired color temperature, brightness and the like.
  • FIG. 8 shows a plan view of the circuit board 12 of the LED panel 1, which is designed as a motherboard and has, inter alia, a controller and further memory, control and interface elements.
  • the circuit board 12 has eight openings 121 are provided for inserting the module heatsink 25 of the light module 2 and sockets 122 for receiving the power strips 2 of the light modules 2, each with a different orientation.
  • the electronic components of the memory, control and interface elements arranged on both sides of the circuit board 12 are omitted in the plan view according to FIG. 8.
  • the rectangular board 12 On its narrow sides, the rectangular board 12 has the input connector 13 and the output connector 14, which are aligned perpendicular to the plane of the board 12 and form signal inputs and outputs and power supply contacts of the LED panel 1.
  • the spaced apart arranged fastening magnets 16 for fixing the optical device 3 or 4 according to FIGS. 1 and 2 are arranged.
  • the top and bottom of the populated board 12 are shown in an isometric view and show the matrix-shaped arrangement of the Leuchtmo- modules 2, the inserted into the openings 121 of the board 12 module heatsink 25 and the inserted into the sockets 122 power strips 23 of the eight lighting modules 2 and the arrangement of the mounting magnets 16 and the electronic components of the memory, control and interface elements of the LED panel 1 and the assignment of the input and output connectors 13, 14th
  • the board 12 is provided with eight connectors and eight openings 121 for the module heatsink 25 of the eight lighting modules 2.
  • On the board 12 are the power supply and the interface electrode for the lighting modules 2 and a microprocessor for the colorimetric calculations and the convection temperature compensation.
  • Fig. 1 1 is a front view of the LED panel 1 with the arranged on the narrow side of the housing frame 1 1 input connector 13 is shown, which has a plurality of arranged in a grid spring contact pins 91, which when connecting to another LED panel 1 or spring back a connector and create in the end position of corresponding grid-shaped arranged flat contacts for signal transmission or power supply.
  • Fig. 12 shows an isometric view of an input connector 13 with a base plate 130 with a ramp 133, on the flat contacts 92, a left-side stop 131 and a part-circular bore 93 are arranged, in which the ball of a locking bolt, optionally with an LED Panel 1 can be connected, can engage.
  • an insertion be seen 134 On the right side of the input connector 13, an insertion be seen 134 to which the spring contact pins of a mating contact to the flat contacts 92 of the input connector 13 are pressed so that they grind without side pressure on the flat contacts 92.
  • Fig. 13 shows a rear view of the LED panel 1 with the arranged on the other narrow side of the housing frame 1 1 output connector 14 and the slider 17 for unlocking the mating contact.
  • the output connector 14 has a plurality of flat contacts 92, a part-circular bore 93 into which the ball of a locking bolt, which can be optionally connected to an LED panel 1, can engage, and a left-side stop 141 on. About three screws 145, 146, 147 the output connector 14 is connected to the housing frame 1 1 of the LED panel 1.
  • FIG. 14 shows an isometric view of a long version of an output connector 140 having a ball detent pin 94 arranged in the right-hand end region and an insertion bevel 148 of the T-shaped groove connection and a plurality of grid-shaped spring contact pins 91 for signal transmission and power supply, and three screws 145, FIG. 146, 147, with which the output connector 14 with the housing frame 1 1 of the LED panel 1, a connector or the power supply and docking station 5 can be connected.
  • FIGS. 15 to 20 show exemplary embodiments of optical devices which can be placed on the light-radiating top side of the LED panel 1 and, depending on the desired emission characteristic, are designed as soft optics 3 or spot optics 4.
  • FIG. 15 shows an LED panel 1 with a spot optic 4 in an isometric view.
  • the spot optic 4 connected to the upper side of the LED panel 1 has a frame 40, on the upper side of which condenser plates 41 are arranged, which are arranged above the light sources 21 of the light modules 2, in the isometric view according to FIGS in a side view of FIG. 16 shown TIR lenses 42 emitted light mix.
  • the height of the modular spot optic 4 is 22 mm in the illustrated embodiment and has a half-beam angle of 18 °.
  • FIG. 16 shows in an isometric view the matrix-shaped arrangement of the TIR lenses 42 assigned to the individual lighting modules of the LED panel 1, which are shown in a side view without housing in FIG. 17.
  • the TIR lenses 42 consist of a plurality of spherical lenses and have the shape shown in a longitudinal section in FIG. 18 with a cup-shaped lens part 421 provided with a central bore 423 and a hemispherical lens part 422.
  • the side view of the spot optic 4 without housing shown in FIG. 17 shows, above the TIR lenses 42, the condenser plates 41 shown in FIG. 15, including the TIR lenses 42 and below the TIR lenses 42 three iron disks 160 as counterparts to the mounting magnets 16 of the LED panel 1 for connecting the spot optics 4 with the LED panel 1 serve.
  • the TIR lenses 42 are located approximately 5 mm above the combined to a light source LEDs of the lighting modules of FIG. 7.
  • FIGS. 19 and 20 show in an exploded isometric view and in a longitudinal section a soft optic 3 which can be connected to the LED panel 1 and is composed of a diffusely radiating plate 30, which encloses a housing frame 31 of the soft opit 3 to the upper side and a light-scattering plate 33 made of polymethyl acrylate (PMMA) or polycarbobate (PC) with reflectors 32 arranged therein, which are inserted into openings 36 of the light-scattering plate 33, in which of the LEDs 22 of the light source 21 of Light modules 2 radiated light is coupled.
  • PMMA polymethyl acrylate
  • PC polycarbobate
  • the light scattering plate 33 is mirrored on the sides and at the bottom for optimum reflection of the light emitted by the LEDs 22, including a mirror plate 34 arranged at the bottom of the light scattering plate 34 with openings 35 at the locations of the openings 36 of the light scattering Plate 33 is provided.
  • the light-diffusing plate 33 made of PMMA or PC can additionally be structured on the top and bottom, for example in the form of alternating grooves and elevations.
  • the soft optic 3 preferably consists only of a highly reflective sheet metal housing and the diffusely radiating plate 30, which is fastened to the LED panel 1, in particular by means of magnets affixed to the bottom of the sheet metal housing.
  • the decentralized control element 7 is usually disconnected again after setting by the relevant LED panel 1, while the LED panel 1 with the set color and brightness remains lit.
  • the decentralized control 7 controls all the LED panels which are arranged electrically behind it.
  • the decentralized control element 7 has, according to the isometric view shown on the left in FIG. 22, a preset selection switch 71 with four fixed settings for different light colors (3200 K, 4300, 5600 K and 6300 K) and two settings to be programmed by a user (user I and II) and on the right a brightness regulator 72 with a dimming range of 0 to 100% and below an on-off switch 73.
  • the side view and top view of the decentralized control element 7 shown in FIGS. 23 and 24 is an output connector 74 with a latch 75 for unlocking the mating contact and an input connector 76 with spring contact pins 91 refer to, which was housed at this point so enough space for the large, front-side controls 71 to 73 remains. In this way, the setting can be changed from all positions of the user.
  • a decentralized control element 7 which can be plugged onto an LED panel 1 or an LED panel group V can replace the preset selector switch 71 and brightness controller projecting beyond the surface of the control element 7 in FIGS. 22 to 24 72 sunk built-in knobs that prevent accidental adjustment.
  • the central power control unit 5, 6 is composed of the power supply and docking station 5 illustrated in FIG. 25 in an isometric view and in FIG. 26 in a rear side view and in FIG. 27 in a consistent manner isometric view and shown in Fig. 28 in a front view controller 6 together.
  • the power supply and docking station 5 has four output sockets 501 to 504 for four lines of light modules or LED panels and an on-off switch 510 on an angled section of the upper side 51 of the housing of the power supply and docking station 5.
  • a radio antenna 53 is arranged and provided on a front inclined surface 50 of the power supply and docking station 5, an output connector 55 with flat contacts to the control unit 6, so that the control unit 6 with a corresponding input connector in the on the sloping front of the power supply and docking station 5 arranged output connector 55 can be engaged.
  • a table operating device is formed, while with separate arrangement of the control unit 6 and the power supply and docking station 5, a radio control to the power supply and docking station 5 or alternatively via a cable connection, a cable control to the power supply and docking station 5 can take place.
  • the power supply and docking station 5 represents the central power supply and communication device for the entire lighting system.
  • the rear side 52 of the power supply and docking station 5 shown in FIG. 26 shows in the upper row the four sockets 501 to 504 for the light modules of the LED panels, in the middle row a DMX input and output socket 520 for remote control, charging sockets 521 522 for recharging accumulators and a network socket 530, while in the lower row an RS232 programming interface 540, a fuse 550 and a network input socket 560 are arranged.
  • Bottom left is a cover, below which are further service interfaces such as USB interfaces, serial interfaces and Ethernet interfaces.
  • control unit 6 shows in the isometric view of FIG. 27, a radio antenna 60 for the radio connection to the power supply and docking station 5, a gripping surface 61, a socket 62nd for a cable connection as well as several buttons and knobs explained below for setting various setpoints and parameters as well as a display 67.
  • the control unit 6 is used for comprehensive adjustment and programming of the light modules of the LED panels, wherein the control unit 6 itself has comparatively little intelligence and essentially serves keyboard commands, rotary knob positions and the data to be displayed on the display 67 with the power supply and docking station 5 exchange.
  • the actual computing power for the colorimetry and the operation of the communication interfaces is associated with the power supply and docking station 5 and the microcontrollers and microprocessors of the lighting modules 2.
  • the control unit 6 has an autonomous power supply by means of accumulators and an integrated charging circuit.
  • FIG. 27 shows four color-memory user locations 601, four output select buttons 620 for connection to various LED panels, the center LCD display 67, a push-pull menu knob 63, an operating mode Movie lighting selection button 610 (WHITE), a color effect lighting mode selection button 61 1 (COLOR), and an operation mode selection button 612 (FILTER) for digitally stored, industry standard color filters.
  • WHITE operating mode Movie lighting selection button 610
  • COLOR color effect lighting mode selection button 61 1
  • FILTER operation mode selection button
  • a brightness controller (DIM) 64 and color temperature controller (CT) 65, 66 and the green value (GREEN) in the WHITE mode or for the color tone (HUE) and the saturation (SAT) in COLOR mode are provided.
  • FIG. 28 shows an RJ45 socket 68 for the connection of a standard network cable as an emergency connection to the power supply and docking station 5 when a radio link is not possible or the radio link fails.
  • a spring contact connection 69 is shown with spring contact pins 91 for the power supply and docking station 5, via which the control unit 6 is docked to the power supply and docking station 5.
  • electromechanical cross connector 9 For a cross connection of several interconnected in rows via connector LED panels corresponding to the connection of the LED panel group V of FIG. 1 is used in Fig. 29 in isometric view shown electromechanical cross connector 9, with the aid of larger luminous surfaces of two or more LED panels can be formed.
  • the electromechanical cross connector 9 contains panel compatible input and output connectors 130, 140 with a latch 90.
  • a strip or a row of two to four LED panels with the dimensions 80 ⁇ 230/480/640 can be formed, while with a transverse connector 9 a square illuminated area of 160 ⁇ 160 mm or a rectangular luminous area of 16O x 320 mm can be formed.
  • Fig. 30 shows a connecting cable 81 for connecting the power supply and docking station 5 with the LED panels 1, which at one end with a plug 83 for connection to the sockets of the power supply and docking station 5 and at its other end with a Connector 82 is provided according to the connector shown in Fig. 12 with stop.
  • Fig. 31 shows a connecting cable 80 for electrically connecting two LED panels 1 with a cable 85 with end-side connectors 82, 84, as input and output connectors 130, 140 with spring contact pins or with flat contacts and a bore or a Spherical locking bolts are equipped.
  • LED panels 1 or LED panel groups V are coupled in star shape with power and data cables to the power supply and docking station 5.
  • the power supply and docking station 5 is omitted and the control unit 6 assumes all control functions.
  • a data radio module 18 is plugged onto each LED panel 1 or each LED panel group V, which communicates directly with the control unit 6, wherein the respective radio data module 18 or LED panel 1 or each LED panel group V only power from a power supply or a battery is supplied and the data transmission is via radio.
  • the 32 shows a plan view of a data radio module 18 for docking to an LED panel 1 or an LED panel group V which communicates wirelessly with the control unit 6 via a radio antenna covered by a plastic cover 180.
  • the data radio module 18 contains on the rear side, not shown, a plug contact for docking to an LED panel 101 or an LED panel group 1 ', a power supply. supply connection 181, an on-off switch 182 and indicator lights 183, 184 and a rotary switch 185 for setting the transmission channel as well as for inputting an LED of an LED panel to be controlled.
  • FIG. 33 shows a system distributor 9 used in the embodiment of the modular lighting system according to FIG. 2, which can be connected to the control unit 6 via a contact strip 910.
  • the system distributor 9 has a power supply connection 900, four line connections 901 to 904, a DMX input 905 and DMX output 906, PC and programming connections 907, 908 and a CAN connection 909.
  • a "power adapter” can also be connected to the LED panel 1 or an LED panel group V, which has only one socket for the power supply to the LED panel or the LED panel group V.
  • FIG. 34 shows such a power adapter 10 'used in the embodiment of the modular lighting system according to FIG. 2, which can be docked via a docking connection 104 to an LED panel 1 or an LED panel group V and via spring contacts 105 with corresponding mating contacts of the LED panel 1 and the LED panel group V can be contacted.
  • control unit 6 continues to take over the communication, wherein a so-called system distributor is connected to the control unit 6, which contains the required connector and signal converter.
  • the radio modules can be set to different (hardware) channels, ie to different frequencies and (software) address, so that either several LED panels 1 or LED panel groups 1 'are simultaneously driven on the same channel or each LED panel 1 or each LED panel group V is operated on its own channel.
  • Various accessories for the LED lighting system according to the invention are shown in FIGS. 35 to 37, which can be supplemented, if necessary, with further accessories for extending the function of the LED lighting system.
  • FIG. 35 shows in an isometric view a foil holder 86 for fixing diffuser and effect foils in front of the LED panels 1, which is fastened to a thread of the LED panels 1 with a knurled screw inserted through a claw 863 of a foil holder base 862, so that formed as a wire bracket 861 film holder 86 comes to rest in front of the soft or spot optics.
  • the foils can then be clamped in front of the optical device with the wire bracket 861.
  • a connecting pin 87 shown in FIGS. 36 and 37 for attaching one or more LED panels 1 to a tripod, rig or other holder is composed of a hollow pin 870 which is connected to the pin or pin of a tripod, a rig or a other holder can be connected by plugging, and a T-shaped slide 871, 872 with a T-shaped cross section 873 and a centrally biased locking disc 874 together.
  • the T-shaped slider 871, 872 which is insertable into the receptacles 152, 153, 154 (FIG.
  • the connecting pin 87 can be moved until it audibly into one of the circular recesses 155, 156, 157 (FIG. 6) on the underside of the LED panels. 1 locks.
  • Fig. 37 shows in a side view with wegkitem hollow pin 870 the connecting pin 87 with the arranged in the middle of the slider 871 locking disk 874, which engages in the receptacles of the heat sink surface on the underside of the LED panels.
  • the connecting pin 87 By compressing the side slide 871, 872 is the locking disc 874 raised as a result of the inclined surface 875 connected to the locking disc 874 and pressed down by the spring 876 connected to the inclined surface 875.
  • the connection between the connecting pin 87 and the LED panel 1 is thus produced in that the lateral slides 871, 872 are positively connected to the recession profile of the heat sink surface and the locking disc 874 by the spring pressure in the in the heat sink surface at the bottom of the LED panels arranged recesses engages.
  • CT Color Temperature Controller
  • HUE Hue color control

Landscapes

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Description

Beleuchtungssystem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit mindestens einem LED-Panel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Leuchtdioden, Licht emittierende Dioden oder LEDs bezeichnete Leuchtmittel bieten die Möglichkeit, flache und über die Fläche homogen Licht abstrahlende Scheinwerfer herzustellen, die in größeren Bauformen als Flächenleuchten mit den Bezeichnungen „Softlight", „Filllight" oder Aufheller in allen Bereichen der professionellen Beleuchtung, als Portrait-Leuchten in unmittelbarer Umgebung einer Laufbild- oder Videokamera, in engen Räumen, wie beispielsweise Fahrzeugen und Treppenhäusern, und zum Aufbau von Leuchtwänden bei der Event- und Bühnenbeleuchtung eingesetzt werden können.
Aus der EP 0 921 568 A2 ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der mehrere LED-Chips, die monochromatisches Licht unterschiedlicher Farbe abgeben, in Vertiefungen eines dreidimensionalen Trägers mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt, elektrisch mit Leiterbahnen verbunden und mit einem transparenten Kunststoff versiegelt werden. In Abstrahlrichtung der LED-Chips ist eine aus Mikrolinsen zur Lichtsteuerung bestehende Diffusorplatte aus transparentem Kunststoff mit dem dreidimensionalen Träger verbunden. Die matrixförmige Kombination mehrerer in den Vertiefungen des Trägers angeordneter Module mit LEDs, die monochromatisches rotes, grünes, blaues und gelbes Licht bei unterschiedlicher Farbmischung und Lichtstreuung abstrahlen, führt zu einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarer Lichtfarbe und Lichtstreuung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem mit Leuchtdioden (LEDs) anzugeben, das Licht mit veränderbarer Färb-, Helligkeits- und Strahlungscharakteristik abgibt und modular beliebig konfigurierbar und erweiterbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein Beleuchtungssystem mit Leuchtdioden bereit, das Licht mit veränderbarer Färb-, Helligkeits- und Strahlungscharakteristik abgibt und modular beliebig konfigurierbar und erweiterbar ist. Die modulare Konfiguration des Be- leuchtungssystems mit Leuchtdioden ermöglicht wahlweise einen kompakten oder einen großflächigen Aufbau für einen LED-Scheinwerfer oder eine LED-Flächenleuchte in Verbindung mit einer geeigneten Optik zur Bündelung oder Aufweitung der von den LEDs abgegebenen Lichtstrahlen sowie zum Verbinden mit dezentralen, den einzelnen LED- Panels zuzuordnenden Steuereinrichtungen und/oder einer zentralen, einer Vielzahl miteinander verbundener LED-Panels zugeordneten Steuereinrichtung zur Einstellung von Parametern wie Lichtfarbe, Farbtemperatur und Farbart sowie Helligkeit des von den Leuchtmodulen des LED-Panels abgegebenen Lichts.
Das Beleuchtungssystem weist mindestens ein LED-Panel, vorzugsweise aber mehrere zumindest mechanisch, vorzugsweise aber elektrisch und mechanisch miteinander verbundene LED-Panels auf, die einen polygonalen, vorzugsweise rechteckförmigen Gehäuserahmen mit einer oder mehreren Verbindungsstrukturen entweder nur zum mechanischen Ankoppeln oder zum mechanischen Ankoppeln und elektrischen Verbinden mit gleichartigen LED-Panels, eine in den Gehäuserahmen integrierten Platine zur Auf- nähme der Leuchtmodule und eine an der Oberseite des Gehäuserahmens angeordnete Aufnahme für eine optische Einrichtung aufweisen. Die einzelnen, in das LED-Panel integrierten Leuchtmodule weisen die zu einer Lichtquelle zusammengefassten, Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgebenden LEDs, eine Modulelektronik zur Ansteuerung der LEDs, einen Modulträger zur Aufnahme der LEDs und der Modulelektronik so- wie einen die LEDs aufnehmenden und mit dem Modulträger verbundenen Kühlkörper auf.
Durch eine Erweiterung des Leuchtmoduls mit einem oder mehreren Temperatur- und/ oder Farbsensoren, die zusammen mit den LEDs in kompakter Form auf einer mit dem Modulträger verbundenen Leiterplatte angeordnet sind, ist eine autarke elektrische Ansteuerung und Regelung der aus den LEDs gebildeten Lichtquelle mittels der einen Microcontroller aufweisenden Modulelektronik möglich.
In weiterer Ausgestaltung kann eine Optik zur Lichtmischung und/oder Strahlformung an das Leuchtmodul angekoppelt werden. Durch die Anordnung einer Vielzahl von Leucht- modulen, deren Modulelektronik mit einer übergeordneten Steuer- oder Regeleinrichtung verbunden wird, kann eine Steuer- und regelbare Lichtquelle für ein Beleuchtungsgerät hergestellt werden, die mit weiteren optischen Einrichtungen zur Strahlformung verbunden werden kann.
Durch Auswahl und Zusammensetzung der Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgebenden LEDs und deren Anordnung auf der Platine der Lichtquelle sowie durch eine entsprechende Ansteuerung der LEDs durch die Modulelektronik kann das Leuchtmodul eine Lichtmischung abgeben, deren Parameter wie Lichtfarbe, Farbtemperatur und Farbart neben der Helligkeit des vom Leuchtmodul abgegebenen Lichts einstellbar sind.
Mit einer individuellen Ansteuerung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgebenden LEDs oder Gruppen von jeweils Licht gleicher Wellenlänge abgebenden LEDs durch die Modulelektronik ist eine gezielte und von der Temperatur unabhängige Ein- Stellung der Lichtmischung aus dem von den verschiedenfarbigen LEDs abgegebenen Licht gewährleistet.
Die mit einem Mikrocontroller ausgestattete Modulelektronik ermöglicht es, das Steuerprogramm zur Ansteuerung der LEDs zu variieren oder das Leuchtmodul mit einem ü- bergeordneten, externen, d.h. vom Leuchtmodul getrennten Controller zu verbinden, so dass die Modulelektronik des Leuchtmoduls die gesamte Steuerung und gegebenenfalls Regelung des autarken Leuchtmoduls vornimmt und damit den externen Controller entlastet.
Vorzugsweise steuert die Modulelektronik die LEDs in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder der Leistung des Leuchtmoduls und/oder der Helligkeit und/oder der Farbe der von dem Leuchtmodul abgegebenen Lichtmischung derart an, dass die aus den Licht unterschiedlicher Wellenlänge abgebenden LEDs zusammengesetzte Helligkeit, Farbe und Farbart der Lichtmischung konstant ist, was eine lokale Temperaturkompensation und ein autarkes Leuchtmodul ohne die Notwendigkeit oder Inanspruchnahme einer externen Steuer- und Regeleinrichtung ermöglicht.
Die Unterseite des Gehäuserahmens ist als Kühlkörperfläche mit Kühlrippen ausgebildet, in die mindestens eine Aufnahme für ein formschlüssig einsetzbares Verbindungs- element, insbesondere für einen mit einem Trägerelement wie einem Stativ, einem Rig oder dergleichen, verbindbaren Zapfen integriert ist.
Die mit Kühlrippen versehene Kühlköperfläche an der Unterseite des Gehäuserahmens ist gut wärmeleitend mit den die LEDs der Leuchtmodule aufnehmenden Kühlkörpern verbunden, so dass die von den LEDs abgegebene Wärme optimal über die Kühlrippen der Kühlkörperfläche abgeleitet wird und dadurch Leuchtmodule mit großer Leistung eingesetzt werden können. Durch die Integration von Aufnahmen für ein formschlüssig einsetzbares Verbindungselement in die Kühlkörperfläche sind ein kompakter Aufbau der LED-Panele sowie deren sichere Verbindung mit einem Trägerelement wie einem
Stativ oder einem Rig gewährleistet.
Die in dem Gehäuserahmen des LED-Panels angeordnete Platine weist Öffnungen und Befestigungsvorrichtungen für die Leuchtmodule, eine Stromversorgungseinrichtung und Interface-Elektronik für die Leuchtmodule, einen Mikroprozessor für farbmetrische Berechnungen und eine Konvektions-Temperaturkompensation sowie an Seitenrändern der Platine angeordnete und senkrecht zur Platine ausgerichtete Steckverbinder mit einer Verbindungsstruktur zum formschlüssigen mechanischen Ankoppeln und zur elektrisch leitenden Verbindung auf. Die Platine dient somit als Träger sowohl für die einzel- nen Leuchtmodule des LED-Panels als auch für die Stromversorgungseinrichtung und Interface-Elektronik zur elektrischen Kopplung der Leuchtmodule mit einem ebenfalls auf der Platine angeordneten Mikroprozessor. Über die an den Seitenrändern der Platine angeordneten Eingangs- und Ausgangs-Steckverbinder kann das LED-Panel mit weiteren LED-Panels, mit einem dezentralen, dem LED-Panel oder einer Gruppe mit- einander verbundener LED-Panels zugeordneten Steuerelement und/oder mit einer eine Vielzahl von LED-Panels ansteuernden zentralen Leistungssteuereinheit verbunden werden.
Die rechteckförmigen, insbesondere quadratischen, Leuchtmodule sind in einer matrix- förmigen Gitterstruktur mit mehreren Reihen und Spalten mit der Platine verbunden, wobei die mit den Modulträgern der Leuchtmodule verbundenen Kühlkörper in Öffnungen der Platine einsetzbar und gut Wärme leitend mit der an der Unterseite des LED- Panels angeordneten Kühlkörperfläche verbunden sind, so dass eine optimale Wärmeübertragung von den LEDs zur Kühlkörperfläche gewährleistet ist und dadurch die Lichtleistung der LEDs voll ausgeschöpft werden kann. In einer bevorzugten Ausführung weist das LED-Panel einen rechteckförmigen Gehäuserahmen auf, dessen Oberseite mit einer optischen Einrichtung verbunden werden kann, die den Leuchtmodulen zugeordnete Optiken und/oder eine sämtlichen Leucht- modulen gemeinsame Optik aufweist.
Zur Erweiterung des Beleuchtungssystems sind die LED-Panels zumindest an den Schmalseiten ihres rechteckförmigen Gehäuserahmens formschlüssig miteinander verbindbar und mehrere in Reihen miteinander verbundene LED-Panels über Querverbin- der mechanisch und/oder elektrisch miteinander koppelbar.
Für einen autonomen, von einer externen Stromversorgung unabhängigen Betrieb kann ein an die Verbindungsstruktur mindestens eines LED-Panels ankoppelbarer, vorzugsweise der Bauform des LED-Panels angepasster Akkumulator vorgesehen werden, der das mit ihm verbundene LED-Panel oder mehrere mit diesem LED-Panel mechanisch und elektrisch gekoppelte LED-Panels speist.
Zur individuellen Ansteuerung oder Einstellung von Lichtparametern der Leuchtmodule eines LED-Panels ist ein an die Verbindungsstruktur des LED-Panels ansteckbares und mit der Modulelektronik der Leuchtmodule des LED-Panels elektrisch verbindbares Steuerelement vorgesehen, das nach der Eingabe von Daten bzw. Einstellung der Parameter wieder von dem LED-Panel getrennt werden kann. Dadurch ist unter anderem eine Feinjustierung der LED-Panels zur Abgabe von Licht mit einer gewünschten Lichtfarbe und Helligkeit und/oder zur unterschiedlichen Einstellung der LED-Panels zur Er- zeugung von Lichteffekten möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Steuerelement einen Stufenschalter, mit dem eine Anzahl von vorprogrammierten Lichteinstelllungen, sog. Presets, eingestellt werden kann. Dadurch ist es z.B. möglich, dass sich der Anwender vor dem Ein- satz des LED-Panels am Drehort oder im Studio bestimmte, häufig genutzte Einstellungen vorprogrammiert und später bei Bedarf wieder schnell abrufen kann, ohne dass die LED-Panels dafür an komplexere, größere und schwere Bediengeräte, wie z.B. DMX- Konsolen oder Computer angeschlossen werden müssen. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn es sich um Filmaufnahmen an engen Drehorten handelt, bei denen ggf. noch ein hoher Zeitdruck besteht. Weiterhin besitzt das Steuerelement noch einen HeI- ligkeitsregler und einen Ein-/Ausschalter. Jede Einstellung am Steuerelement wirkt sich auf alle elektrisch nachgeschalteten LED-Panels gleichermaßen aus, so dass auch größere Zusammenstellungen von LED-Panels mit dem Steuerelement schnell und einfach bedient werden können.
Weiterhin kann zur Stromversorgung und Datenübertragung ein Stecker an die Verbindungsstruktur mindestens eines der LED-Panele angesteckt werden, der über ein Kabel zur Stromversorgung und Datenübertragung mit einem weiteren LED-Panel oder mit einer zentralen Leistungssteuereinheit verbunden wird, so dass größere Beleuchtungs- einheiten aus einer Vielzahl von LED-Panels elektrisch miteinander verbunden werden können.
Die Verbindungsstruktur ist zur mechanischen Verbindung der LED-Panels, Querverbinder oder Steckverbinder bevorzugt als Gleitschienenverbindung nach Art einer Schwal- benschwanzverbindung, einer Verbindung eines geschlitzten Kastenprofils mit einem T- Profil oder dergleichen mit einem endseitigen Anschlag ausgebildet und weist zur elektrischen Verbindung der LED-Panele, Querverbinder oder Steckverbinder Federkontaktstifte und Flachkontakte auf.
Die ein einzelnes LED-Panel oder eine Vielzahl von LED-Panels ansteuernde zentrale Leistungssteuereinheit besteht vorzugsweise aus einer Stromversorgungs- und Andockstation mit mindestens einem Anschluss zur Aufnahme einer Stromversorgungs- und Datenübertragungsleitung zu mindestens einem LED-Panel und aus einem mit der Stromversorgungs- und Andockstation verbundenen oder verbindbaren Steuergerät, das eine drahtlose und/oder drahtgebundene Verbindung zur Stromversorgungs- und Andockstation aufweist und über eine Steckaufnahme mit der Stromversorgungs- und Andockstation verbindbar ist, so dass eine Bedienung des Steuergeräts sowohl an der Stromversorgungs- und Andockstation als auch getrennt von der Stromversorgungsund Andockstation möglich ist und damit eine komfortable Bedienung bei beispielsweise in größerer Höhe angeordneten LED-Panels gewährleistet ist.
Soll das LED-Panel nur in einer vorprogrammierten Einstellung Licht abgeben, so kann anstelle einer Stromversorgungs- und Andockstation und eines Steuergeräts auch ein so genannter „Power- Adapter" an das LED-Panel oder eine LED-Panel-Gruppe' ange- schlössen werden, der nur eine Buchse für die Stromzufuhr zum LED-Panel bzw. der LED-Panel-Gruppe V aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform entfällt die Stromversorgungs- und Andockstation und das Steuergerät übernimmt alle Steuerfunktionen. In dieser Ausführungsform wird auf jedes LED-Panel bzw. jede LED-Panel Gruppe ein Datenfunkmodul aufgesteckt, das direkt mit dem Steuergerät kommuniziert, wobei dem jeweiligen Funkmodel bzw. LED-Panel oder jeder LED-Panel-Gruppe nur noch Strom aus einem Netzteil oder einem Akku zugeführt wird und die Datenübertragung über Funk erfolgt.
Wird eine Ansteuerung über DMX 512, über einen Personal Computer oder über eine serielle Schnittstelle gewünscht, dann übernimmt das Steuergerät weiterhin die Kommunikation, wobei dann ein so genannter Systemverteiler an das Steuergerät angeschlossen wird, der die hierfür erforderlichen Steckverbinder und Signalkonverter ent- hält.
Die Funkmodule können auf verschiedene (Hardware-) Kanäle, das heißt auf verschiedene Frequenzen und (Software-) Adressen eingestellt werden, so dass entweder mehrere LED-Panels bzw. LED-Panel-Gruppen gleichzeitig auf dem gleichen Kanal ange- steuert werden oder jedes LED-Panel bzw. jede LED-Panel-Gruppe auf einem eigenen Kanal betrieben wird.
Die Aufnahmeeinrichtung der LED-Panels für die zur Lichtformung vorgesehene optische Einrichtung kann aus einer am oberen Rand des Rahmens angeordneten Steck- Verbindung, einer Nut- und Federverbindung oder aus einer Magnetvorrichtung bestehen, die mit der Platine einerseits und mit der optischen Einrichtung andererseits verbunden ist und ein sicheres Verbinden und Lösen der optischen Einrichtung mit und vom LED-Panel ermöglicht.
Das LED-Panel ist auf seiner Licht abstrahlenden Seite entweder durch eine entspiegelte Glasscheibe abgedeckt oder weist auf seiner Licht abstrahlenden Seite eine durchgehende Kunststoffabdeckung auf, in der nur die Öffnungen für die Licht abgebenden LEDs frei bleiben. Diese Öffnungen können wiederum mit einzelnen, vorzugsweise entspiegelten Glasscheiben abgedeckt werden. Der Vorteil der durchgehenden Kunststoffabdeckung mit Öffnungen für die LEDs besteht in der gegenüber einer großen Glasplatte, die empfindlich gegenüber Verspannungen und Stoßbelastungen ist, größeren Festigkeit sowie in der Möglichkeit, ein Abschirmblech über den einzelnen LEDs unterhalb der Kunststoffabdeckung zu befesti- gen, so dass die Störempfindlichkeit und Aussendung von Störsignalen wirkungsvoll reduziert werden kann.
Der rechteckförmige Gehäuserahmen des LED-Panels ist vorzugsweise als Kunststoffrahmen ausgebildet, der teilweise über die Kühlkörperfläche hinausragt, so dass das LED-Panel nicht an der heißen Kühlkörperfläche angefasst werden muss, sondern an der deutlich kühleren Kunststofffläche gegriffen werden kann.
Die optische Einrichtung kann als Soft-Optik mit einem Array aus von den einzelnen Leuchtmodulen der LED-Paneele zugeordneten, insbesondere als kegelförmigen Spie- gel oder Parabolspiegel ausgebildete Reflektoren mit einer zentralen Öffnung bestehen, die das von den LEDs der Leuchtmodule abgestrahlte Licht in einen Voll-Lichtleiter ein- koppeln. Der Lichtleiter dient zum Durchmischen des eingestrahlten farbigen Lichts und besteht vorzugsweise aus Polymethylacrylat (PMMA) oder Polycarboat (PC). Er besitzt vorzugsweise an der Oberseite eine definierte Rauhigkeit oder vorzugsweise regelmä- ßige Strukturen, wie z.B. in einem Winkel von 120° eingefräste dreieckige Rillen, um an dieser Stelle die Totalreflexion zurück in den Lichtleiter zu verhindern und den Ausritt der Lichtstrahlen nach oben zu erleichtern.
Zur Steigerung der Helligkeit und zur Verbesserung der Lichtmischung ist der VoII- Lichtleiter auf der Unterseite und auf den Seiten mit einer hoch reflektierenden Abdeckung oder Beschichtung umgeben, die vorzugsweise als Reflektorblech ausgeführt ist, das gleichzeitig als mechanisch stabiler Rahmen für die Soft-Optik dient. Um eine vollständig homogen abstrahlende Leuchtfläche zu erreichen, ist außerdem in einem geringen Abstand von der beschriebenen Anordnung eine diffuse Platte oder Folie befestigt, welche das vom Voll-Lichtleiter und von den seitlichen Reflektorblechen abgestrahlte Licht wieder aufsammelt, weiter durchmischt und als sekundäre Quelle gleichmäßig wieder abstrahlt. Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, bei einer vergleichsweise geringen Bauhöhe eine vollständige Durchmischung des Lichts von den einzelnen Leuchtmodulen zu erreichen. Bei gleichartiger Lichtabstrahlung der einzelnen LEDs des LED-Panels kann bei der Soft-Optik auf die lichtstreuende Platte mit den darin vorgesehenen Öffnungen und den darin eingesetzten Reflektoren verzichtet werden, da in diesem Falle eine Mischung des von den LEDs abgegebenen Lichts in der Soft-Optik nicht mehr erforderlich ist. Die Soft- Optik besteht in diesem Falle vorzugsweise nur noch aus dem hochverspiegelten Kunststoff- oder Blechgehäuse und der diffus abstrahlenden Platte, die insbesondere mittels innen auf den Boden des Blechgehäuses aufgeklebter Magnete am LED-Panel befestigt wird.
Alternativ kann die optische Einrichtung als Spot-Optik ausgebildet sein und in einem Linsenrahmen angeordnete, den einzelnen Leuchtmodulen zugeordnete Linsensysteme aufweisen, die insbesondere aus TIR-Linsen mit aufgesetzten Wabenkondensoren bestehen. Die Softoptik bzw. die Spot-Optik können ihrerseits Magnete aufweisen, auf denen wei- teres optisches Zubehör wie beispielsweise Streufolien, Streuplatten, Richtgitter oder dergleichen, befestigt werden können.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 schematische Übersichtsdiagramme von zwei verschiedenen Ausführungsformen eines Beleuchtungssystems mit einem LED-Panel und mehreren zu einer Gruppe zusammengefassten LED-Panels;
Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines LED-Panels mit acht Leuchtmodulen;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das LED-Panel gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht des LED-Panel gemäß Fig. 3;
Fig. 6 eine Unterseitenansicht des LED-Panel gemäß Fig. 3;
Fig. 7 eine isometrische Ansicht eines Leuchtmoduls mit mehreren, eine Lichtquelle bildenden LEDs; Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Platine des LED-Panels ohne Bestückung;
Fig. 9 eine isometrische Ansicht der Platine eines LED-Panels von der Ober- seite mit acht Leuchtmodulen, elektronischen Bauteilen und seitlichen
Steckverbindern;
Fig. 10 eine isometrische Ansicht der Unterseite der bestückten Platine des
LED-Panels gemäß Fig. 9;
Fig. 1 1 eine Frontansicht des LED-Panels mit einem Eingangs-Steckverbinder;
Fig. 12 eine isometrische Ansicht eines Eingangs-Steckverbinders mit Flachkontakten;
Fig. 13 eine Rückansicht des LED-Panels mit einem Ausgangs-Steckverbinder;
Fig. 14 eine isometrische Ansicht eines Ausgangs-Steckverbinders;
Fig. 15 und 16 isometrische Ansichten eines LED-Panels mit einer Spot-Optik;
Fig. 17 eine Seitenansicht der Spot-Optik gemäß den Fig. 15 und 16 ohne Optik-Gehäuse;
Fig. 18 einen Schnitt durch eine TIR-Linse der Spot-Optik;
Fig. 19 eine isometrische Explosionsdarstellung einer Soft-Optik;
Fig. 20 einen Längsschnitt durch die Soft-Optik gemäß Fig. 19;
Fig. 21 eine isometrische Ansicht eines Akkumulators mit Ladeschaltung für ein LED-Panel;
Fig. 22 bis 24 eine isometrische Ansicht, eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf ein dezentrales Steuerelement zum Anstecken an ein LED-Panel; Fig. 25 und 26 eine isometrische Ansicht und eine Rückansicht einer Stromversor- gungs- und Andockstation einer zentralen Leistungssteuereinheit;
Fig. 27 und 28 eine isometrische Ansicht und eine Frontansicht eines mit der Strom- versorgungs- und Andockstation elektrisch und/oder mechanisch verbindbaren Steuergeräts der zentralen Leistungssteuereinheit;
Fig. 29 eine isometrische Ansicht eines elektromechanischen Querverbinders zur Bildung größerer Leuchtflächen aus zwei oder mehreren LED-
Panels;
Fig. 30 eine perspektivische Darstellung eines Anschlusskabels zur Verbindung der zentralen Leistungssteuereinheit mit den Leuchtmodulen ei- nes LED-Panels;
Fig. 31 eine perspektivische Darstellung eines Verbindungskabels zwischen zwei LED-Panelen;
Fig. 32 eine Draufsicht auf ein Datenfunkmodul zum Andocken an ein LED-
Panel;
Fig. 33 eine perspektivische Ansicht eines in der Ausführungsform des modula- ren Beleuchtungssystems gemäß Fig. 2 eingesetzten Systemverteilers;
Fig.34 eine perspektivische Darstellung eines in der Ausführungsform des modularen Beleuchtungssystems gemäß Fig. 2 als „Power-Adapter" eingesetzten, an ein LED-Panel andockbaren Akkumulators;
Fig. 35 eine isometrische Ansicht eines Folienhalters zum Befestigen von Dif- fusor- und Effektfolien vor einem oder mehreren LED-Panelen;
Fig. 36 einen isometrische Ansicht eines Stativzapfens zum Befestigen von
LED-Panels an Stativen und Halterungen und Fig. 37 eine Seitenansicht des Stativzapfens gemäß Fig. 30 mit weggesetztem
Stativzapfen.
Die in Fig. 1 dargestellte Übersicht über die einzelnen Funktionselemente des erfin- dungsgemäßen modularen Beleuchtungssystems zeigt ein einzelnes LED-Panel 1 , in dem acht Leuchtmodule 2 mit einer aus Licht unterschiedlicher Wellenlänge und damit Farbe abgebenden LEDs zusammengesetzten Lichtquelle angeordnet sind. Das LED- Panel 1 bildet einen Leuchtkörper, der zusätzlich durch eine auf die Oberseite des LED- Panels 1 aufsetzbare Soft-Optik 3 oder Spot-Optik 4 für eine zusätzlich Lichtmischung des von den Licht unterschiedlicher Wellenlänge und damit Farbe abgebenden LEDs um eine gewünschte Strahlformung erweiterbar ist. Die LED-Panels 1 weisen seitliche elektromechanische Steckverbinder 13, 14 auf, über die mehrere LED-Panels 1 elektrisch und mechanisch zu einer LED-Panelreihe verbunden werden können. Über zusätzliche Querverbinder 9 können mehrere LED-Panelreihen zu einer LED-Panel-Gruppe V mit matrixförmiger Struktur zusammengefügt werden.
An ein einzelnes LED-Panel 1 bzw. an eine LED-Panel-Gruppe V kann ein einzelnes Steuerelement 7 zur dezentralen Ansteuerung des betreffenden LED-Panels 1 bzw. eine LED-Panel-Gruppe V angesteckt werden und ermöglicht eine individuelle Ansteue- rung oder Einstellung von Lichtparametern der Leuchtmodule des betreffenden LED- Panels 1 oder der LED-Panel-Gruppe V. Das Steuerelement 7 kann nach der Eingabe von Daten bzw. Einstellung der Parameter wieder von dem LED-Panel 1 getrennt werden.
Zur autonomen Stromversorgung kann ein einzelnes LED-Panel 1 oder eine LED-Panel- Gruppe V mit einem Akkumulator 10 verbunden werden, der vorzugsweise ebenfalls unmittelbar oder über ein Verbindungselement an das LED-Panel 1 bzw. die LED-Panel- Gruppe V ansteckbar ist.
Eine zentrale Leistungssteuereinheit 5, 6 dient zur Stromversorgung eines LED-Panels 1 bzw. einer LED-Panel-Gruppe V sowie zur Eingabe von Sollwerten zur Ansteuerung der Leuchtmodule 2 der einzelnen LED-Panels 1 und besteht aus einer Stromversor- gungs- und Andockstation 5 und einem Steuergerät 6, das an die Stromversorgungsund Andockstation 5 angesteckt oder über eine Funk- oder Leitungsverbindung getrennt von der Stromversorgungs- und Andockstation 5 bedient werden kann. Die Stromver- sorgungs- und Andockstation 5 weist mehrere Buchsen auf, die über Anschlusskabel 8 eine elektrische Verbindung zur Stromversorgung und Ansteuerung des LED-Panels 1 bzw. der LED-Panel-Gruppe V herstellt.
In dieser Ausführungsform sind vorzugsweise alle LED-Panels 1 bzw. LED-Panel- Gruppen 1 ' sternförmig mit Strom- und Datenkabeln an die Stromversorgungs- und Andockstation 5 gekoppelt.
In einer in Fig. 2 dargestellten Übersicht über die einzelnen Funktionselemente des er- findungsgemäßen modularen Beleuchtungssystems entfällt in alternativer Ausführungsform die Stromversorgungs- und Andockstation 5 und das Steuergerät 6 übernimmt alle Steuerfunktionen. In dieser Ausführungsform wird auf jedes LED-Panel 1 bzw. jede LED-Panel Gruppe V ein Datenfunkmodul 18 aufgesteckt, das direkt mit dem Steuergerät 6 kommuniziert, wobei dem jeweiligen Datenfunkmodul 18 bzw. LED-Panel 1 oder jeder LED-Panel-Gruppe 1 ' nur noch Strom aus einem Netzteil oder einem Akku 10' zugeführt wird und die Datenübertragung über Funk erfolgt.
Wird eine Ansteuerung über DMX 512, über einen Personal Computer oder über eine serielle Schnittstelle gewünscht, dann übernimmt das Steuergerät 6 weiterhin die Kom- munikation, wobei ein so genannter Systemverteiler 9 an das Steuergerät 6 angeschlossen wird, der die hierfür erforderlichen Steckverbinder und Signalkonverter enthält.
Die Datenfunkmodule 18 können auf verschiedene (Hardware-) Kanäle, das heißt auf verschiedene Frequenzen und (Software-)Adressen eingestellt werden, so dass entweder mehrere LED-Panels 1 bzw. LED-Panel-Gruppen 1 ' gleichzeitig auf dem gleichen Kanal angesteuert werden oder jedes LED-Panel 1 bzw. jede LED-Panel-Gruppe V auf einem eigenen Kanal betrieben wird.
Soll das LED-Panel 1 oder die LED-Panel-Gruppe 1 ' nur in einer vorprogrammierten Einstellung Licht abgeben, so kann anstelle einer Stromversorgungs- und Andockstation 5 und eines Steuergeräts auch ein so genannter „Power- Adapter" 10' an das LED-Panel 1 oder eine LED-Panel-Gruppe 1 ' angeschlossen werden, der nur eine Buchse für die Stromzufuhr zum LED-Panel bzw. der LED-Panel-Gruppe 1 ' aufweist. Bei Ausfall und Störung der Funkverbindung zwischen dem Steuergerät 6 und einem mit einem LED-Panel 1 oder einer LED-Panel-Gruppe V verbundenen Datenfunkmodul 18 kann eine Notverbindung über Kabel aufgebaut werden. Die Datenfunkmodule 18, das Steuergerät 6, das dezentrale Steuerelement 7 und der Power-Adapter besitzen des- halb eine Klinkenbuchse, in die ein Datenkabel eingesteckt werden kann. Über diese Verbindung kann auch bei Bedarf ein Software-Update (Download) durchgeführt werden.
Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktion der einzelnen in den Fig. 1 und 2 sche- matisch dargestellten Funktionselemente des modularen Beleuchtungssystems und deren Zusammenwirken näher erläutert.
Fig. 3 zeigt eine isometrische Ansicht und Fig. 4 eine Draufsicht auf ein LED-Panel 1 , das einen rechteckförmigen Gehäuserahmen 1 1 mit geschlossener, als Kühlkörperflä- che 15 mit Kühlrippen 151 ausgebildeter Unterseite aufweist, in das eine Platine 12 einsetzbar ist und das an den Schmalseiten mit der Platine 12 verbundene Eingangs- Steckverbinder 13 sowie Ausgangs-Steckverbinder 14 aufweist. Die Platine 12 ist mit acht identisch ausgebildeten Leuchtmodule 2 mechanisch und elektrisch verbunden. Zwischen den in zwei Reihen und acht Spalten angeordneten Leuchtmodulen 2 sind drei Befestigungsmagnete 16 angeordnet, die zur Befestigung einer auf den Gehäuserahmen 1 1 aufsetzbaren optischen Einrichtung in Form der Soft-Optik 3 bzw. der Spot- Optik 4 gemäß den Fig. 1 und 2 dienen.
Der rechteckförmige Gehäuserahmen 1 1 des LED-Panels 1 ist vorzugsweise als Kunst- stoffrahmen ausgebildet, der teilweise über die Kühlkörperfläche 15 hinausragt, so dass das LED-Panel 1 nicht an der heißen Kühlkörperfläche 15 angefasste werden muss, sondern an der deutlich kühleren Kunststofffläche gegriffen werden kann.
Die Softoptik 3 bzw. die Spot- Optik 4 können ihrerseits Magnete aufweisen, auf denen weiteres optisches Zubehör wie beispielsweise Streufolien, Streuplatten, Richtgitter oder dergleichen, befestigt werden können.
In die die Unterseite des Gehäuserahmens 1 1 bildende Kühlkörperfläche 15 sind drei
Aufnahmen 152, 153, 154 integriert, in die ein Verbindungselement einsetzbar und formschlüssig mit dem LED-Panel 1 verbindbar ist. Als Verbindungselement dient insbe- sondere ein mit einem Stativ, einem Rig oder einem anderen Trägerelement verbundener oder verbindbarer Verbindungszapfen wie er beispielsweise in den Fig. 30 und 31 dargestellt ist und beschrieben wird. Die Aufnahmen 152, 153, 154 sind nach Art eines geschlitzten Kastenprofils mit und ohne zusätzlicher Nut ausgebildet, während der Ver- bindungszapfen ein entsprechendes T-förmiges Gegenprofil aufweist, das durch Aufstecken des Verbindungszapfens von der Seite des Gehäuserahmens 1 1 in die Aufnahmen 152, 153, 154 einsetzbar und mit dem LED-Panel 1 verrastbar bzw. durch eine Klemmvorrichtung zu sichern ist.
Eine Seitenansicht des LED-Panels 1 ist in Fig. 5 dargestellt und zeigt auf der linken Seite einen Schieber 17 zum Entriegeln sowie links einen Ausgangs-Steckverbinder 14 mit Flachkontakten und rechts einen Eingangs-Steckverbinder 13 mit Federkontaktstiften, während an der Unterseite die Kühlkörperfläche 15 mit den Kühlrippen 151 und mit den kreuz- und T-förmigen Ausnehmungen 152, 153, 154 für den Einschub eines Ver- bindungszapfen, insbesondere eines Stativzapfens, und in der Mitte ein Gewinde zum Aufschrauben des LED-Panels 1 auf Stative, Klemmen und dergleichen zu erkennen ist.
Die in Fig. 6 dargestellte Unterseitenansicht des LED-Panels 1 zeigt in Draufsicht die Kühlrippen 151 der Kühlköperfläche 15, auf der linken Schmalseite den Eingangs- Steckverbinder 13 des LED-Panels 1 und auf der rechten Seiten den Ausgang des LED- Panels 1 mit dem Schieber 17 zum Entriegeln der Verbindung eines Verbindungssteckers oder eines weiteren LED-Panels. Sieben kreisförmige bzw. halbkreisförmige Vertiefungen 155, 156, 157, in denen ein in die Ausnehmungen 152, 153, 154 eingesetzter Verbindungszapfen beim Einsetzen und Einschieben formschlüssig in die Ausnehmun- gen 152, 153, 154 einrastet.
Das in der Fig. 3 bis 6 gezeigte LED-Panel 1 kann bereits in der dargestellten Form als breit strahlende und flache Lichtquelle ohne aufgesetzte optische Einrichtung verwendet werden.
Das LED-Panel 1 kann wahlweise mit einer durchgehenden, entspiegelten Glasscheibe oder mit einer durchgehenden Kunststoffabdeckung versehen werden, bei der nur die Öffnungen für die lichtabgebenden LEDs frei bleiben. Der Vorteil der durchgehenden Kunststoffabdeckung mit Öffnungen für die LEDs besteht in der gegenüber einer gro- ßen Glasplatte, die empfindlich gegenüber Verspannungen und Stoßbelastungen ist, größeren Festigkeit sowie in der Möglichkeit, ein Abschirmblech über den einzelnen LEDs unterhalb der Kunststoffabdeckung zu befestigen, so dass die Störempfindlichkeit und Aussendung von Störsignalen wirkungsvoll reduziert werden kann.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leuchtmoduls 2, das aus einem viereckigen, als Leiterplatte ausgebildeten Modulträger 20, auf dem eine Modulelektronik angeordnet ist und der eine Ausnehmung 24 aufweist, durch die ein die Oberfläche des Modulträgers 20 überragender Sockel 250 eines Modul-Kühlkörpers 25 gesteckt ist, und der zur Unterseite mit einer Steckerleiste 23 verbunden ist, über die die Modulelektronik mit dem dezentralen Steuerelement 7 oder der zentralen Leistungssteuereinheit 5, 6 verbunden wird. Auf dem Sockel 250 des Modul-Kühlkörpers 25 ist eine Lichtquelle 21 mit mehreren auf einer quaderförmigen Metallkernplatine angeordneten, in diesem Ausführungsbeispiel zwölf LEDs 22, die paarweise Licht unterschiedlicher Wellenlänge und damit Farbe abgeben, einem Temperatursensor 28 und Leiterbahnen zur Verbindung der LEDs 22 und des Temperatursensor 28 zu den Rändern der Metallkernplatine angeordnet, von wo sie über eine direkte Draht- oder Bondverbindung mit der Modulelektronik verbunden werden.
Das in Fig. 7 dargestellte Leuchtmodul 2 zeichnet sich neben einer optimalen Ableitung der von den LEDs 22 abgegebenen Wärme über die Metallkernplatine und den Modul- Kühlkörper 25 zur Kühlkörperfläche 15 des LED-Panels 1 durch eine sichere und einfache mechanische Verbindung zwischen dem Leuchtmodul 2 und einem Scheinwerfergehäuse bzw. einer Kühleinrichtung aus, wobei der Modulträger 20 mechanisch nicht belastet wird und die Lichtquelle 21 so angeordnet wird, dass der Strahlengang der LEDs 22 nicht durch Befestigungselemente 26, 27 auf dem Modulträger 2 oder durch die nicht näher dargestellten elektronische Bauteile der Modulelektronik gestört wird, so dass die in Abstrahlrichtung der Lichtquelle 21 nachgeordnete Optik die von den LEDs 22 abgegebenen Lichtstrahlen auffangen und sehr effektiv gestalten kann.
Zur optimalen Ableitung der von der Lichtquelle 21 abgegebenen Wärme im Betrieb des Leuchtmoduls 2 besteht der Kühlkörpers 25 aus einem sehr gut Wärme leitenden Material wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium und weist auf seiner Unterseite eine Bohrung mit Gewinde auf, über die eine sichere und einfache mechanische Verbindung des gesamten Leuchtmoduls 2 mit dem LED-Panel 1 hergestellt werden kann. Die Verbindung der Modulelektronik mit dem dezentralen Steuerelement 7 oder der zentralen Leistungssteuereinheit 5, 6 sowie die Stromversorgung des Leuchtmoduls erfolgt über die Steckerleiste 23 an der Unterseite des Modulträgers 20, die in einem Ausführungsbeispiel fünf Kontakte aufweist, die mit zwei Spannungsquellen, einem Massepotential und mit zwei Kontakten einer seriellen Schnittstelle zum dezentralen Steuerelement 7 oder der zentralen Leistungssteuereinheit 5, 6 verbunden sind.
Die LEDs 22 setzen sich aus mehreren LEDs zusammen, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge, d.h. unterschiedlicher Farbe abgeben, wobei mehrer LEDs auch dieselbe Wellenlänge, d.h. Licht derselben Farbe abstrahlen können. Durch enges Anordnen der LEDs 22 auf der Metallkernplatine wird bereits eine durch die Auswahl der LEDs einstellbare Lichtmischung aus den unterschiedlichen Farben erzeugt, die durch zusätzliche Maßnahmen wie optische Lichtbündelung und Lichtmischung noch optimiert und durch weitere Steuerungs- und Regelungsmaßnahmen unabhängig von beispielsweise der Temperatur konstant gehalten werden kann, um eine gewünschte Farbtemperatur, Helligkeit und dergleichen einstellen zu können.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Platine 12 des LED-Panels 1 , die als Motherboard ausgebildet ist und unter anderem einen Controller und weiter Speicher-, Steuer- und Schnittstellenelemente aufweist. In der ebenfalls rechteckigen Platine 12 sind mit jeweils unterschiedlicher Ausrichtung acht Öffnungen 121 zum Einsetzen der Modul-Kühlkörper 25 des Leuchtmoduls 2 sowie Steckbuchsen 122 zur Aufnahme der Steckerleisten 23 der Leuchtmodule 2 vorgesehen. Zum besseren Verständnis sind in der Draufsicht gemäß Fig. 8 die auf der Platine 12 beidseitig angeordneten elektronischen Bauteile der Speicher-, Steuer- und Schnittstellenelemente weggelassen. An ihren Schmalseiten weist die rechteckförmige Platine 12 den Eingangs-Steckverbinder 13 und den Ausgangs-Steckverbinder 14 auf, die senkrecht zur Ebene der Platine 12 ausgerichtet sind und Signalein- und -ausgänge sowie Stromversorgungskontakte des LED-Panels 1 bilden. Mittig auf der Platine 12 sind die beabstandet zueinander angeordneten Befesti- gungsmagnete 16 zum Befestigen der optischen Einrichtung 3 bzw. 4 gemäß den Fig. 1 und 2 angeordnet.
In den Fig. 9 und 10 sind in isometrischer Ansicht die Oberseite und Unterseite der bestückten Platine 12 dargestellt und zeigen die matrixförmige Anordnung der Leuchtmo- dule 2, die in die Öffnungen 121 der Platine 12 eingesetzten Modul-Kühlkörper 25 und die in die Steckbuchsen 122 eingesteckten Steckerleisten 23 der acht Leuchtmodule 2 sowie die Anordnung der Befestigungsmagnete 16 und der elektronischen Bauteile der Speicher-, Steuer- und Schnittstellenelemente des LED-Panels 1 sowie die Zuordnung der Eingangs- und Ausgangs-Steckverbinder 13, 14.
Die Platine 12 ist mit acht Steckverbindern sowie acht Öffnungen 121 für die Modul- Kühlkörper 25 der acht Leuchtmodule 2 versehen. Auf der Platine 12 befinden sich die Spannungsversorgung und die Interface-Elektrode für die Leuchtmodule 2 sowie ein Mikroprozessor für die farbmetrischen Berechnungen und die Konvektions- Temperaturkompensation.
In Fig. 1 1 ist eine Frontansicht des LED-Panels 1 mit dem auf der Schmalseite des Gehäuserahmens 1 1 angeordneten Eingangs-Steckverbinder 13 dargestellt, der mehrere in einem Raster angeordnete Federkontaktstifte 91 aufweist, die beim Verbinden mit einem weiteren LED-Panel 1 oder einem Stecker zurückfedern und sich in der Endposition an entsprechend rasterförmig angeordnete Flachkontakte zur Signalübertragung bzw. Stromversorgung anlegen. Die Verbindung des Eingangs-Steckverbinders 13 mit dem LED-Panel 1 erfolgt über drei Schrauben 135, 136, 137, die mit dem Gehäuserahmen 1 1 verbunden werden.
Fig. 12 zeigt eine isometrische Ansicht eines Eingangs-Steckverbinders 13 mit einer Grundplatte 130 mit einer Rampe 133, auf der Flachkontakte 92, ein linksseitiger Anschlag 131 und eine teilkreisförmige Bohrung 93 angeordnet sind, in die die Kugel eines Rastbolzens, der optional mit einem LED-Panel 1 verbunden werden kann, einrasten kann. Auf der rechten Seite des Eingangs-Steckverbinders 13 ist eine Einführschräge 134 zu erkennen, an der die Federkontaktstifte eines Gegenkontakts zu den Flachkontakten 92 des Eingangs-Steckverbinders 13 eingedrückt werden, so dass sie ohne Seitendruck über die Flachkontakte 92 schleifen.
Fig. 13 zeigt eine Rückansicht des LED-Panels 1 mit dem auf der anderen Schmalseite des Gehäuserahmens 1 1 angeordneten Ausgangs-Steckverbinder 14 und dem Schieber 17 zum Entriegeln des Gegenkontakts. Der Ausgangs-Steckverbinder 14 weist mehrere Flachkontakte 92, eine teilkreisförmige Bohrung 93 auf, in die die Kugel eines Rastbolzens, der optional mit einem LED-Panel 1 verbunden werden kann, einrasten kann, sowie einen linksseitigen Anschlag 141 auf. Über drei Schrauben 145, 146, 147 wird der Ausgangs-Steckverbinder 14 mit dem Gehäuserahmen 1 1 des LED-Panels 1 verbunden.
Fig. 14 zeigt in isometrischer Darstellung eine Langversion eines Ausgangs- Steckverbinders 140 mit einem im rechten Endbereich angeordneten Kugel-Rastbolzen 94 und einer Einführschräge 148 der T-förmigen Nutverbindung sowie mehreren raster- förmig angeordneten Federkontaktstiften 91 zur Signalübertragung und Stromversorgung sowie drei Schrauben 145, 146, 147, mit denen der Ausgangs-Steckverbinder 14 mit dem Gehäuserahmen 1 1 des LED-Panels 1 , einem Verbindungsstecker oder der Stromversorgungs- und Andockstation 5 verbunden werden kann.
In den Fig. 15 bis 20 sind Ausführungsbeispiele für optische Einrichtungen dargestellt, die auf die lichtabstrahlende Oberseite des LED-Panels 1 aufsetzbar sind und je nach gewünschter Abstrahlcharakteristik als Soft-Optik 3 oder Spot-Optik 4 ausgebildet sind.
Fig. 15 zeigt ein LED-Panel 1 mit einer Spot-Optik 4 in isometrischer Ansicht. Die mit der Oberseite des LED-Panels 1 verbundene Spot-Optik 4 weist einen Rahmen 40 auf, auf dessen Oberseite Kondensorplatten 41 angeordnet sind, die das von den Lichtquellen 21 der Leuchtmodule 2 über darunter angeordnete, in der isometrischen Ansicht gemäß Fig. 15 und in einer Seitenansicht gemäß Fig. 16 dargestellte TIR-Linsen 42 abgegebene Licht mischen. Die Höhe der modularen Spot-Optik 4 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 22 mm und weist einen Halbstreuwinkel von 18° auf.
In Fig. 16 ist in einer isometrischen Ansicht die matrixförmige Anordnung der den ein- zelnen Leuchtmodulen des LED-Panels 1 zugeordneten TIR-Linsen 42 zu entnehmen, die in Fig. 17 in einer Seitenansicht ohne Gehäuse dargestellt sind. Die TIR-Linsen 42 bestehen aus mehreren sphärischen Linsen und weisen die in Fig. 18 in einem Längsschnitt dargestellte Form mit einem becherförmigen, mit einer zentralen Bohrung 423 versehenen Linsenteil 421 und einem halbkugelförmigen Linsenteil 422 auf.
Die in Fig. 17 dargestellte Seitenansicht der Spot-Optik 4 ohne Gehäuse zeigt oberhalb der TIR-Linsen 42 die in Fig. 15 dargestellten Kondensorplatten 41 , darunter die TIR- Linsen 42 und unterhalb der TIR-Linsen 42 drei Eisenscheiben 160, die als Gegenstücke zu den Befestigungsmagneten 16 des LED-Panels 1 zur Verbindung der Spot-Optik 4 mit dem LED-Panel 1 dienen. Die TIR-Linsen 42 befinden sich ca. 5 mm oberhalb der zu einer Lichtquelle zusammengefassten LEDs der Leuchtmodule gemäß Fig. 7.
In den Fig. 19 und 20 ist in einer isometrischen Explosionsdarstellung und in einem Längsschnitt eine mit dem LED-Panel 1 verbindbare Soft-Optik 3 dargestellt und setzt sich aus einer diffus abstrahlenden Platte 30, die einen Gehäuserahmen 31 der Soft- Opitk 3 zur Oberseite abschließt, und einer Licht streuenden Platte 33 aus Polymethy- lacrylat (PMMA) oder Polycarbobat (PC) mit darin angeordneten Reflektoren 32 zusammen, die in Öffnungen 36 der Licht streuenden Platte 33 eingesetzt sind, in die das von den LEDs 22 der Lichtquelle 21 der Leuchtmodule 2 abgestrahlte Licht eingekoppelt wird. Die Licht streuende Platte 33 ist an den Seiten und an der Unterseite zur optimalen Reflektion des von den LEDs 22 abgegebenen Lichts verspiegelt, wozu eine an der Unterseite der Licht streuenden Platte 33 angeordnete Spiegelplatte 34 mit Öffnungen 35 an den Stellen der Öffnungen 36 der Licht streuende Platte 33 vorgesehen ist. Zur Op- timierung der Lichtstreuung kann die Licht streuenden Platte 33 aus PMMA oder PC zusätzlich an der Ober- und Unterseite strukturiert sein, beispielsweise in Form von abwechselnden Rillen und Erhebungen.
Bei gleichartiger Lichtabstrahlung der einzelnen LEDs des LED-Panels 1 kann bei der Soft-Optik 3 auf die lichtstreuende Platte 33 mit den darin vorgesehenen Öffnungen 36 und den darin eingesetzten Reflektoren 32 verzichtet werden, da in diesem Falle eine Mischung des von den LEDs abgegebenen Lichts in der Soft-Optik 3 nicht mehr erforderlich ist. Die Soft- Optik 3 besteht in diesem Falle vorzugsweise nur noch aus einem hochverspiegelten Blechgehäuse und der diffus abstrahlenden Platte 30, die insbeson- dere mittels innen auf den Boden des Blechgehäuses aufgeklebter Magnete am LED- Panel 1 befestigt wird.
Zur netzunabhängigen Stromversorgung eines oder mehrerer LED-Panels 1 dient ein in Fig. 21 in isometrischer Ansicht dargestellter Akkumulator 10 mit integrierter Ladeelekt- ronik, der über einen Kabelschwanz 100 mit einem Ausgangs-Steckverbinder 101 an ein LED-Panel 1 oder zum Aufladen über einen Eingangs-Steckverbinder 102 an die Stromversorgungs- und Andockstation 5 angedockt werden kann. Auf der Unterseite des Akkumulators 10 ist eine Tasche 103 für die Aufnahme eines Verbindungselements aufweist, mit dem der Akkumulator 10 an den Kühlkörper eines LED-Panels 1 in gleicher Weise wie ein Verbindungszapfen aufgesteckt und eingerastet werden kann. Das in den Fig. 22 bis 24 dargestellte dezentrale Steuerelement 7 zum Anstecken an ein LED-Panel 1 dient dazu, feste oder durch den Benutzer vorprogrammierte Lichtfarben (Presets) und die Helligkeit des von den LED-Panels 1 abgegebenen Lichts einzu- stellen. Das dezentrale Steuerelement 7 wird in der Regel nach dem Einstellen wieder von dem betreffenden LED-Panel 1 abgesteckt, während das LED-Panel 1 mit der eingestellten Farbe und Helligkeit weiter leuchtet. Bei der Verbindung mehrerer LED- Panels zu einer LED-Panel-Gruppe steuert das dezentrale Steuerelement 7 alles LED- Panels, die elektrisch hinter ihm angeordnet sind.
Das dezentrale Steuerelement 7 weist entsprechend der in Fig. 22 dargestellten isometrischen Ansicht links einen Preset-Wahlschalter 71 mit vier Festeinstellungen für unterschiedliche Lichtfarben (3200 K, 4300, 5600 K und 6300 K) sowie zwei von einem Benutzer zu programmierende Einstellungen (User I und II) und rechts einen Helligkeitsreg- ler 72 mit einem Dimmbereich von 0 bis 100% sowie darunter einen Ein- und Ausschalter 73 auf. Der Seitenansicht und Draufsicht auf das dezentrale Steuerelement 7 gemäß den Fig. 23 und 24 ist ein Ausgangs-Steckverbinder 74 mit einem Riegel 75 zum Entriegeln des Gegenkontaks sowie ein Eingangs-Steckverbinder 76 mit Federkontaktstiften 91 zu entnehmen, der an dieser Stelle untergebracht wurde, damit ausreichend Platz für die großen, frontseitigen Bedienungselemente 71 bis 73 bleibt. Auf diese Weise kann die Einstellung aus allen Positionen des Benutzers verändert werden.
Das anstelle eines Funkmoduls auf ein LED-Panel 1 bzw. eine LED-Panel-Gruppe V aufsteckbare dezentrale Steuerelement 7 kann anstelle der in den Fig. 22 bis 24 darge- stellten, über die Oberfläche des Steuerelements 7 abstehenden Preset-Wahlschalter 71 und Helligkeitsregler 72 versenkt eingebaute Drehknöpfe aufweisen, die ein versehentliches Verstellen verhindern.
Die zentrale Leistungssteuereinheit 5, 6 setzt sich in konsequenter Fortführung des mo- dularen Aufbaus des Beleuchtungssystems aus der in Fig. 25 in einer isometrischen Ansicht und in Fig. 26 in einer Rückseitenansicht dargestellten Stromversorgungs- und Andockstation 5 und dem in Fig. 27 in einer isometrischen Ansicht und in Fig. 28 in einer Frontansicht dargestellten Steuergerät 6 zusammen. Die Stromversorgungs- und Andockstation 5 weist auf einem abgewinkelten Abschnitt der Oberseite 51 des Gehäuses der Stromversorgungs- und Andockstation 5 vier Aus- gangs-Steckbuchsen 501 bis 504 für vier Linien von Leuchtmodulen bzw. LED-Panels und einen Ein- und Ausschalter 510 auf. Mittig der Oberseite 51 neben einem Handgriff 54 ist eine Funkantenne 53 angeordnet und auf einer frontseitigen Schrägfläche 50 der Stromversorgungs- und Andockstation 5 ein Ausgangs-Steckverbinder 55 mit Flachkontakten zum Steuergerät 6 vorgesehen, so dass das Steuergerät 6 mit einem entsprechenden Eingangs-Steckverbinder in den auf der schrägen Frontseite der Stromversorgungs- und Andockstation 5 angeordneten Ausgangs-Steckverbinder 55 eingerastet werden kann. Dadurch wird ein Tisch-Bedienungsgerät gebildet, während bei getrennter Anordnung des Steuergeräts 6 und der Stromversorgungs- und Andockstation 5 eine Funksteuerung zur Stromversorgungs- und Andockstation 5 oder alternativ über eine Kabelverbindung eine Kabelsteuerung zur Stromversorgungs- und Andockstation 5 erfolgen kann.
Die Stromversorgungs- und Andockstation 5 stellt das zentrale Stromversorgungs- und Kommunikationsgerät für das gesamte Beleuchtungssystem dar.
Die in Fig. 26 dargestellte Rückseite 52 der Stromversorgungs- und Andockstation 5 zeigt in der oberen Reihe die vier Steckbuchsen 501 bis 504 zu den Leuchtmodulen der LED-Panels, in der mittleren Reihe eine DMX-Ein- und Ausgangsbuchse 520 zur Fernsteuerung, Ladebuchsen 521 , 522 zum Aufladen von Akkumulatoren und eine Netzwerkbuchse 530, während in der unteren Reihe eine RS232-Programmierschnittstelle 540, eine Sicherung 550 sowie eine Netzeingangsbuchse 560 angeordnet sind. Links unten befindet sich eine Abdeckung, unterhalb der weitere Service-Schnittstellen wie USB-Schnittstellen, serielle Schnittstellen und Ethernet-Schnittstellen liegen.
Das wahlweise über eine Funkverbindung oder über eine Kabelverbindung mit der Stromversorgungs- und Andockstation 5 verbindbare Steuergerät 6 zeigt in der isometri- sehen Ansicht gemäß Fig. 27 eine Funkantenne 60 für die Funkverbindung zur Stromversorgungs- und Andockstation 5, eine Grifffläche 61 , eine Buchse 62 für eine Kabelverbindung sowie mehrere nachstehend erläuterte Tasten und Drehknöpfe zur Einstellung verschiedener Sollwerte und Parameter sowie ein Display 67. Das Steuergerät 6 dient zur umfassenden Einstellung und Programmierung der Leuchtmodule der LED-Panels, wobei das Steuergerät 6 selbst vergleichsweise wenig Intelligenz besitzt und im Wesentlichen dazu dient, Tastaturkommandos, Drehknopf- Positionen und die am Display 67 anzuzeigenden Daten mit der Stromversorgungs- und Andockstation 5 auszutauschen. Die eigentliche Rechenleistung für die Farbmetrik und die Bedienung der Kommunikationsschnittstellen ist der Stromversorgungs- und Andockstation 5 sowie den Mikrocontrollern und Mikroprozessoren der Leuchtmodule 2 zugeordnet. Das Steuergerät 6 weist eine autonome Stromversorgung mittels Akkumulatoren und eine integrierte Ladeschaltung auf.
Die isometrische Ansicht gemäß Fig. 27 zeigt vier Benutzer-Speicherplätze 601 für Farbeinstellungen, vier Ausgangs-Auswahltasten 620 für die Verbindung zu verschiedenen LED-Panels, das mittig angeordnete LCD-Display 67, einen Menü-Drehknopf 63 mit Push-Funktion, eine Betriebsmodus-Auswahltaste 610 (WHITE) für Filmbeleuchtung, eine Betriebsmodus-Auswahltaste 61 1 (COLOR) für farbige Effektbeleuchtung und eine Betriebsmodus-Auswahltaste 612 (FILTER) für digital gespeicherte, branchenübliche Farbfilter. Weiterhin ist ein Helligkeitsregler (DIM) 64 und Regler 65, 66 für die Farbtemperatur (CT) und den Grünwert (GREEN) im WHITE-Modus bzw. für den Farbton (HUE) und die Sättigung (SAT) im COLOR-Modus vorgesehen.
Die in Fig. 28 dargestellte Frontansicht zeigt eine RJ45-Buchse 68 für den Anschluss eines handelsüblichen Netzwerkkabels als Notverbindung zur Stromversorgungs- und Andockstation 5, wenn eine Funkverbindung nicht möglich ist oder die Funkverbindung ausfällt. Mittig ist eine Federkontakt-Verbindung 69 mit Federkontaktstiften 91 zur Stromversorgungs- und Andockstation 5 dargestellt, über die das Steuergerät 6 an die Stromversorgungs- und Andockstation 5 angedockt wird.
Für eine Querverbindung mehrer in Reihen über Steckverbinder miteinander verbundener LED-Panels entsprechend der Verbindung der LED-Panel-Gruppe V gemäß Fig. 1 dient ein in Fig. 29 in isometrischer Ansicht dargestellter elektromechanischer Querverbinder 9, mit dessen Hilfe größere Leuchtflächen aus zwei oder mehreren LED-Panels gebildet werden können. Der elektromechanische Querverbinder 9 enthält Panelkompatible Eingangs- und Ausgangssteckverbinder 130, 140 mit einer Verriegelung 90. Durch die Größe der einzelnen LED-Panels 1 von beispielsweise 160 x 80 mm können mit dem Querverbinder 9 sinnvolle Kombinationen von Leuchtflächen aus vier und mehr LED-Panels erzeugt werden. So kann ohne einen in Fig. 28 dargestellten Querverbinder 9 ein Streifen bzw. eine Reihe von zwei bis vier LED-Panels mit den Abmessungen 80 x 230/ 480/ 640 gebildet werden, während mit einem Querverbinder 9 eine quadratische Leuchtfläche von 160 x 160 mm oder eine rechteckige Leuchtfläche von 16O x 320 mm gebildet werden kann.
Fig. 30 zeigt ein Anschlusskabel 81 zur Verbindung der Stromversorgungs- und Andockstation 5 mit den LED-Panels 1 , das an seinem einen Ende mit einem Stecker 83 für die Verbindung mit den Steckbuchsen der Stromversorgungs- und Andockstation 5 und an ihrem anderen Ende mit einem Steckverbinder 82 entsprechend dem in Fig. 12 dargestellten Steckverbinder mit Anschlag versehen ist.
Fig. 31 zeigt ein Verbindungskabel 80 zum elektrischen Verbinden von zwei LED-Panels 1 mit einem Kabel 85 mit endseitigen Steckverbindern 82, 84, die als Eingangs- und Ausgangs-Steckverbinder 130, 140 mit Federkontaktstiften bzw. mit Flachkontakten und einer Bohrung bzw. einem kugelförmigen Rastbolzen ausgestattet sind.
In dieser ersten, in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform eines modularen Beleuchtungssystems sind vorzugsweise alle LED-Panels 1 bzw. LED-Panel-Gruppen V sternförmig mit Strom- und Datenkabeln an die Stromversorgungs- und Andockstation 5 gekoppelt.
In alternativer Ausführungsform des modularen Beleuchtungssystems gemäß Fig. 2 entfällt die Stromversorgungs- und Andockstation 5 und das Steuergerät 6 übernimmt alle Steuerfunktionen. In dieser Ausführungsform wird auf jedes LED-Panel 1 bzw. jede LED-Panel Gruppe V ein Datenfunkmodul 18 aufgesteckt, das direkt mit dem Steuergerät 6 kommuniziert, wobei dem jeweiligen Datenfunkmodul 18 bzw. LED-Panel 1 oder jeder LED-Panel-Gruppe V nur noch Strom aus einem Netzteil oder einem Akku zugeführt wird und die Datenübertragung über Funk erfolgt.
Fig. 32 zeigt in einer Draufsicht ein Datenfunkmodul 18 zum Andocken an ein LED- Panel 1 bzw. eine LED-Panel-Gruppe V, das mit dem Steuergerät 6 über eine durch eine Kunststoffabdeckung 180 abgedeckte Funkantenne drahtlos kommuniziert. Das Datenfunkmodul 18 enthält auf der nicht dargestellten Rückseite einen Steckkontakt zum Andocken an ein LED-Panel 101 bzw. eine LED-Panel-Gruppe 1 ', einen Stromver- sorgungsanschluss 181 , einen Ein- und Ausschalter 182 sowie Kontrollleuchten 183, 184 und einen Drehschalter 185 zum Einstellen des Übertragungskanals sowie zur Eingabe einer anzusteuernden LED eines LED-Panels.
Fig. 33 zeigt einen in der Ausführungsform des modularen Beleuchtungssystems gemäß Fig. 2 eingesetzten Systemverteiler 9, der über eine Kontaktleiste 910 mit dem Steuergerät 6 verbindbar ist. Der Systemverteiler 9 weist einen Stromversorgungsanschluss 900, vier Line-Verbindungen 901 bis 904, einen DMX-Eingang 905 und DMX-Ausgang 906, PC- und Programmieranschlüsse 907, 908 und einen CAN-Anschluss 909 auf.
Soll das LED-Panel nur in einer vorprogrammierten Einstellung Licht abgeben, so kann anstelle einer Stromversorgungs- und Andockstation 5 und eines Steuergeräts 6 auch ein „Power- Adapter" an das LED-Panel 1 oder eine LED-Panel-Gruppe V angeschlossen werden, der nur eine Buchse für die Stromzufuhr zum LED-Panel bzw. der LED- Panel-Gruppe V aufweist.
Fig. 34 zeigt einen derartigen, in der Ausführungsform des modularen Beleuchtungssystems gemäß Fig. 2 eingesetzten Power Adapter 10', der über eine Andockverbindung 104 an ein LED-Panel 1 bzw. eine LED-Panel-Gruppe V andockbar und über Federkon- takte 105 mit entsprechenden Gegenkontakten des LED-Panels 1 bzw. der LED-Panel- Gruppe V kontaktierbar ist.
Wird eine Ansteuerung über DMX 512, über einen Personal Computer oder über eine serielle Schnittstelle gewünscht, dann übernimmt das Steuergerät 6 weiterhin die Kom- munikation, wobei ein so genannter Systemverteiler an das Steuergerät 6 angeschlossen wird, der die hierfür erforderlichen Steckverbinder und Signalkonverter enthält.
Die Funkmodule können auf verschiedene (Hardware-) Kanäle, das heißt auf verschiedene Frequenzen und (Software-) Adresse eingestellt werden, so dass entweder mehre- re LED-Panels 1 bzw. LED-Panel-Gruppen 1 ' gleichzeitig auf dem gleichen Kanal angesteuert werden oder jedes LED-Panel 1 bzw. jede LED-Panel-Gruppe V auf einem eigenen Kanal betrieben wird. In den Fig. 35 bis 37 sind verschiedene Zubehörteile zum erfindungsgemäßen LED- Beleuchtungssystem dargestellt, die bedarfsweise mit weiterem Zubehör zur Funktionserweiterung des LED-Beleuchtungssystem ergänzt werden können.
Fig. 35 zeigt in einer isometrischen Ansicht einen Folienhalter 86 zum Befestigen von Diffusor- und Effektfolien vor den LED-Panels 1 , der mit einer durch eine Klaue 863 eines Folienhalterfußes 862 gesteckten Rändelschraube an einem Gewinde der LED- Panels 1 befestigt wird, so dass der als Drahtbügel 861 ausgebildete Folienhalter 86 vor der Soft- oder Spot-Optik zu liegen kommt. Die Folien können dann mit dem Drahtbügel 861 vor die optische Einrichtung geklemmt werden.
Ein in den Fig. 36 und 37 dargestellter Verbindungszapfen 87 zum Befestigen eines oder mehrer LED-Panels 1 an einem Stativ, Rig oder einer sonstigen Halterung setzt sich aus einem Hohlzapfen 870, der mit dem Zapfen bzw. Bolzen eines Stativs, eines Rigs oder einer sonstigen Halterung durch Aufstecken verbindbar ist, und einem T- förmigen Schieber 871 , 872 mit einem T-förmigen Querschnitt 873 und einer mittig vorgespannten Rastscheibe 874 zusammen. Der T-förmige Schieber 871 , 872, der in die Aufnahmen 152, 153, 154 (Fig. 6) einsetzbar ist, die in die Kühlkörperfläche 15 der LED-Panels 1 integriert sind, ist mittig mit der gegenüber dem Hohlzapfen 870 mittels einer Feder 876 vorgespannten Rastscheibe 874 seitlich vorgespannt, so dass in der Ausgangs- oder Ruhestellung die seitlichen Schieber 871 , 872 die in Fig. 36 dargestellte Position einnehmen.
Durch Zusammendrücken der seitlichen Schieber 871 , 872 mittels Daumen und Zeige- finger und Einsetzen des Schiebers 871 , 872 in die T-förmigen Nuten auf der in die Kühlkörperfläche 15 integrierten Aufnahmen 152, 153, 154 und Loslassen des Schiebers 871 , 872, so dass der Verbindungszapfen 87 formschlüssig mit der Unterseite der LED-Panels 1 verbunden ist, kann der Verbindungszapfen 87 so lange verschoben werden, bis er hörbar in eine der kreisförmigen Vertiefungen 155, 156, 157 (Fig. 6) an der Unterseite der LED-Panels 1 einrastet.
Fig. 37 zeigt in einer Seitenansicht mit weggesetztem Hohlzapfen 870 den Verbindungszapfen 87 mit der in der Mitte des Schiebers 871 angeordneten Rastscheibe 874, die in die Aufnahmen der Kühlkörperfläche an der Unterseite der LED-Panels einrastet. Durch das Zusammendrücken der seitlichen Schieber 871 , 872 wird die Rastscheibe 874 infolge der mit der Rastscheibe 874 verbundenen Schrägfläche 875 angehoben und durch die mit der Schrägfläche 875 verbundene Feder 876 nach unten gedrückt. Die Verbindung zwischen dem Verbindungszapfen 87 und dem LED-Panel 1 wird somit dadurch hergestellt, dass die seitlichen Schieber 871 , 872 formschlüssig mit dem Aus- nehmungsprofil der Kühlkörperfläche verbunden sind und die Rastscheibe 874 durch den Federdruck in die in der Kühlkörperfläche an der Unterseite des LED-Panels angeordnete Vertiefungen eingreift.
l CN
Bezugszeichenliste
1 LED-Panel r LED-Panel-Gruppe
Leuchtmodul
3 Soft-Optik
4 Spot-Optik
5 Stromversorgungs- und Andockstation
6 Steuergerät
7 Steuerelement
8 Anschlusskabel
9 Systemverteiler
10 Akkumulator
10' Power Adapter
1 1 Gehäuserahmen
12 Platine
13 Eingangs-Steckverbinder
14 Ausgangs-Steckverbinder
15 Kühlkörperfläche
16 Befestigungsmagnete
17 Schieber
18 Datenfunkmodul
20 Modulträger
21 Lichtquelle
22 LEDs
23 Steckerleiste
24 Ausnehmung
25 Modul-Kühlkörper
26, 27 Befestigungselemente
30 diffus abstrahlende Platte
31 Gehäuserahmen
32 Reflektoren
33 Licht streuenden Platte
34 Spiegelplatte
35, 36 Öffnungen Rahmen
Kondensorplatten
TIR-Linsen frontseitige Schrägfläche
Oberseite
Rückseite
Funkantenne
Handgriff
Ausgangs-Steckverbinder
Funkantenne
Grifffläche
Buchse
Menü-Drehknopf
Helligkeitsregler (DIM)
Regler für die Farbtemperatur (CT)
Regler für den Farbton (HUE)
LCD-Display
Preset-Wahlschalter
Helligkeitsregler
Ein- und Ausschalter
Ausgangs-Steckverbinder
Riegel
Eingangs-Steckverbinder
Verbindungskabel
Anschlusskabel
Steckverbinder
Stecker
Kabel
Folienhalter
Verbindungszapfen
Querverbinder
Verriegelung
Federkontaktstifte
Flachkontakte teilkreisförmige Bohrung 94 Kugel-Rastbolzen
100 Kabelschwanz
101 Ausgangs-Steckverbinder
102 Eingangs-Steckverbinder
103 Tasche
121 Öffnungen
122 Steckbuchsen
130 Grundplatte
131 Anschlag
133 Rampe
134 Einführschräge
135-137 Schrauben
141 Anschlag
145-147 Schrauben
148 Einführschräge
151 Kühlrippen
152-154 Aufnahmen
155-157 Vertiefungen
180 Kunststoffabdeckung für Funkantenne
181 Stromversorgungsanschluss
182 Ein- und Ausschalter
183, 184 Kontrollleuchten
185 Drehschalter
250 Sockel
421 becherförmiges Linsenteil
422 halbkugelförmiges Linsenteil
423 zentrale Bohrung
501-504 Ausgangs-Steckbuchsen
510 Ein- und Ausschalter
520 DMX-Ein- und Ausgangsbuchse
521 , 522 Ladebuchsen
530 Netzwerkbuchse
540 RS232-Programmierschnittstelle
550 Sicherung
560 Netzeingangsbuchs 601 Benutzer-Speicherplätze
610-612 Betriebsmodus-Auswahltasten
620 Ausgangs-Auswahltasten
861 Drahtbügel
862 Folienhalterfuß
863 Klaue
870 Hohlzapfen
871 , 872 Schieber
873 T-förmiger Querschnitt
874 Rastscheibe
875 Schrägfläche
876 Feder
900 Stromversorgungsanschluss des Systemverteilers
901 - 904 Line-Verbindungen des Systemverteilers
905 DMX-Eingang des Systemverteilers
906 DMX-Ausgang des Systemverteilers
907, 908 PC- und Programmieranschlüsse des Systemverteilers
909 CAN-Anschluss des Systemverteilers

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungssystem mit mindestens einem LED-Panel, das mehrere Leuchtmodule mit auf einem Modulträger angeordneten steuerbaren Leuchtdioden (LEDs) und eine die LEDs ansteuernde Modulelektronik aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das LED-Panel (1 ) einen die Leuchtmodule (2) aufnehmenden polygonalen
Gehäuserahmen (1 1 ) mit an mindestens einer Seite angeordneter Verbindungsstruktur (13, 14) zum mechanischen Ankoppeln oder zum mechanischen Ankoppeln und elektrischen Verbinden eines gleichartigen LED-Panels (1 ) oder eines elektrischen Verbinders, eine in dem Gehäuserahmen (1 1 ) angeordneten Platine (12) zur Aufnahme der Leuchtmodule (2) und einer an der Oberseite des Gehäuserahmens
(1 1 ) angeordnete Aufnahmeeinrichtung für eine optische Einrichtung (3, 4) aufweist.
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen polygonalen, vorzugsweise rechteckförmigen Gehäuserahmen (1 1 ).
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Gehäuserahmens (11 ) als Kühlkörperfläche (15) mit Kühlrippen (151 ) ausgebildet ist, in die mindestens eine Aufnahme (152 bis 154) für ein formschlüssig einsetzbares Verbindungselement (87), insbesondere für einen mit einem Trägerelement wie einem Stativ, einem Rig oder dergleichen verbindbaren Verbindungszapfen integriert ist
4. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (12) Öffnungen (121 ) und Befestigungsvorrichtungen für die Leuchtmodule (2), eine Stromversorgungseinrichtung und Interface-Elektronik für die Leuchtmodule (2), einen Mikroprozessor für farbmetrische Berechnungen und eine Konvektions-Temperaturkompensation sowie eine an den
Seitenrändern der Platine (12) angeordnete und senkrecht zur Platine ausgerichte- te, als Steckverbinder (13, 14) ausgebildete Verbindungsstruktur zum formschlüssigen mechanischen Ankoppeln und zur elektrisch leitenden Verbindung aufweist.
5. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckförmigen, insbesondere quadratischen, Leuchtmodule (2) in einer matrixförmigen Gitterstruktur mit mehreren Reihen und Spalten mit der Platine (12) verbunden sind.
6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Modulträgern (20) der Leuchtmodule (2) verbundene Modul-Kühlkörper (25) in die Öffnungen (121 ) der Platine (12) einsetzbar und wärmeleitend mit der an der Unterseite des LED-Panels (1 ) angeordneten Kühlkörperfläche (15) verbunden sind.
7. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Panel (1 ) einen rechteckförmigen Gehäuserahmen (1 1 ) aufweist, dessen Oberseite mit einer optischen Einrichtung (3, 4) ver- bindbar ist, die den Leuchtmodulen (2) zugeordnete Optiken und/oder eine sämtlichen Leuchtmodulen (2) gemeinsame Optik enthält.
8. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung für die optische Einrichtung
(3, 4) aus einer am oberen Rand des Gehäuserahmens (1 1 ) angeordneten Steckverbindung oder Nut- und Federverbindung besteht.
9. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung für die optische Einrichtung (3, 4) aus einer Magnetvorrichtung (16, 160) besteht, die mit der Platine (12) einerseits und mit der optischen Einrichtung (3, 4) andererseits verbunden ist.
10. .Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Panel (1 ) auf seiner Licht abstrahlenden Seite durch eine entspiegelte Glasscheibe abgedeckt ist.
1 1. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Panel (1 ) auf seiner Licht abstrahlenden Seite eine durchgehende Kunststoffabdeckung aufweist, in der Öffnungen für die Licht abgebenden LEDs angeordnet sind.
12. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Licht abgebenden LEDs mit einzelnen, entspiegelten Glasscheiben abgedeckt sind.
13. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung als Soft-Optik (3) mit einer strahlaufweitenden Einrichtung (32) und einer Licht diffus abstrahlenden Platte (30) ausgebildet ist.
14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlaufweitende Einrichtung aus einem Array von den einzelnen Leuchtmodulen (2) der LED-Panels (1 ) zugeordneten Reflektoren (32) mit einer zentralen Öffnung (35, 36) besteht, in die das von den LEDs (22) der Leuchtmodule (2) abgestrahlte Licht ein- koppelbar ist, wobei die Reflektoren (32) vorzugsweise als kegelförmige Spiegel oder Parabolspiegel ausgebildet sind
15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (32) in einer Licht streuenden Platte (33), vorzugsweise aus Polymethylac- rylat (PMMA) oder Polycarbobat (PC), angeordnet sind, die an den Seiten und an der Unterseite verspiegelt und deren Ober- und Unterseite angeraut oder strukturiert ist.
16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (32) als Reflektor-Kegel in Öffnungen (35) der lichtstreuenden Platte (33) ausgebildet sind, die auf die LEDs (22) der Leuchtmodule (2) ausgerichtet sind.
17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (22) der Leuchtmodule (2) in den Öffnungen (35, 36) oder unterhalb der Öffnungen (35, 36) angeordnet sind.
18. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soft- Optik (3) aus einem hochverspiegelten Kunststoff- oder Blechgehäuse und der diffus abstrahlenden Platte (30) besteht, die insbesondere mittels innen auf den Boden des Gehäuses aufgeklebter Magnete am
LED-Panel (1 ) befestigt ist.
19. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung als Spot-Optik (4) ausgebildet ist und in einem Linsenrahmen (40) angeordnete, den einzelnen Leuchtmodulen (2) zugeordnete, insbesondere als TIR-Linsen (42) ausgebildete Linsensysteme (42) aufweist.
20. Beleuchtungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spot- Optik (4) mittels Magneten an dem LED-Panel (1 ) befestigt ist und zur lichtabstrahlenden Seite Magnete zur Aufnahme von optischem Zubehör wie Streufolien, Streuplatten, Richtgitter oder dergleichen aufweist.
21. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Panels (1 ) zumindest an den Schmalseiten ihres rechteckförmigen Gehäuserahmens (11 ) formschlüssig miteinander verbindbar und mehrere in Reihen miteinander verbundene LED-Panels (1 ) über Querverbinder (9) mechanisch und/oder elektrisch miteinander koppelbar sind.
22. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (13, 14) zur mechanischen Verbindung der LED-Panels (1 ), Querverbinder (9) oder Steckverbinder als Gleitschienenverbindung nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung, einer Verbindung eines geschlitzten Kastenprofils mit einem T-Profil oder dergleichen mit einem endseitigen Anschlag (131 , 141 ) ausgebildet ist.
23. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (13, 14) zur elektrischen Ver- bindung der LED-Panele (1 ), Querverbinder oder Steckverbinder Federkontaktstifte
(91 ) und Flachkontakte (92) aufweist.
24. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, ge- kennzeichnet durch einen an die Verbindungsstruktur (13, 14) mindestens eines
LED-Panels (1 ) ankoppelbaren, der Bauform des LED-Panels (1 ) angepassten Akkumulator (10, 10').
25. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein an die Verbindungsstruktur (13, 14) des LED-Panels (1 ) ansteckbares und mit der Modulelektronik der Leuchtmodule (2) des LED-Panels (1 ) elektrisch verbindbares Steuerelement (7) zur individuellen Einstellung von Parametern des LED-Panels (1 ).
26. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an die Verbindungsstruktur (13, 14) mindestens eines der LED-Panele (1 ) ansteckbaren Steckers zur Stromversorgung und Datenübertra- gung, der über ein Kabel (8) zur Stromversorgung und Datenübertragung mit einem weiteren LED-Panel (1 ) oder einer zentralen Leistungssteuereinheit (5, 6) verbunden ist.
27. Beleuchtungssystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Leistungssteuereinheit (5, 6) aus einer Stromversorgungs- und Andockstation (5) mit mindestens einem Anschluss zur Aufnahme einer Stromversorgungs- und Datenübertragungsleitung zu mindestens einem LED-Panel (1 ) und aus einem mit der Stromversorgungs- und Andockstation (5) verbundenen oder verbindbaren Steuergerät (6), das eine drahtlose und/oder drahtgebundene Verbindung zur
Stromversorgungs- und Andockstation (5) aufweist.
28. Beleuchtungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch ein sämtliche Steuerfunktionen durchführendes Steuergerät (6), das über eine Funkverbindung Daten und Steuersignale an ein dem LED- Panel (1 ) der der LED-Panel-Gruppe (1 ') verbundenes Datenfunkmodul (18) überträgt.
29. Beleuchtungssystem nach Anspruch 27 oder 28, gekennzeichnet durch einen mit dem Steuergerät (6) verbindbaren Systemverteiler (9) mit Anschlüssen und Signalkonvertern zur Ansteuerung des Steuergerätes (6) über eine DMX512-Verbindung, einen Personalcomputer oder eine serielle Schnittstelle.
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