EP2254391A2 - Beleuchtungsanordnung mit mindestens einer LED Lichtquelle - Google Patents

Beleuchtungsanordnung mit mindestens einer LED Lichtquelle Download PDF

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EP2254391A2
EP2254391A2 EP20100163243 EP10163243A EP2254391A2 EP 2254391 A2 EP2254391 A2 EP 2254391A2 EP 20100163243 EP20100163243 EP 20100163243 EP 10163243 A EP10163243 A EP 10163243A EP 2254391 A2 EP2254391 A2 EP 2254391A2
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EP
European Patent Office
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light
detection means
light source
beam path
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20100163243
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2254391A3 (de
Inventor
Alfons Eberle
Hans Hoschopf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tridonic Jennersdorf GmbH
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Ledon Lighting Jennersdorf GmbH
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Ledon Lighting Jennersdorf GmbH, Zumtobel Lighting GmbH Austria filed Critical Ledon Lighting Jennersdorf GmbH
Publication of EP2254391A2 publication Critical patent/EP2254391A2/de
Publication of EP2254391A3 publication Critical patent/EP2254391A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/22—Controlling the colour of the light using optical feedback

Definitions

  • the present invention relates to a lighting arrangement according to the preamble of claim 1, which has at least one light source, in particular an LED, and detection means for detecting the light emitted by the light source. Furthermore, a control device for controlling the light source in dependence on the information transmitted by the detection means is provided.
  • the application relates in particular to an LED luminaire which operates in accordance with the principle of the so-called feedback loop.
  • LEDs or generally of light-emitting semiconductor elements in lighting technology has recently increased significantly, since meanwhile the light outputs that can be achieved with such light sources are sufficiently high even for larger lighting applications.
  • An advantage of the LEDs here is their efficiency and the ability to achieve by appropriate mixture of different colors light in almost any desired color.
  • LED lights which are equipped with several different colored LEDs, however, are not stable color without further control or regulation due to thermal influences or aging influences. Furthermore, production-related deviations in the light output can also be present. This means that without precise control in the driving of the LED, there is the danger that ultimately the color tone of the emitted light does not correspond to the user's wish.
  • the current supplied to the LEDs is set in such a way that ultimately the desired color location of the emitted (mixed) light can be stably maintained.
  • the principle of such a regulation is, for example, in the WO 2004/057922 A1 or WO 2004/057923 A1 described.
  • the present invention is accordingly an object of the invention to provide an improved over the prior art way, on the one hand to improve the detection or evaluation of the emitted light and on the other hand to open the possibility of using the light emitted by the light sources as effectively as possible for the lighting to be able to.
  • An advantage of the solution according to the invention is therefore that the light detection means are arranged only temporarily in the beam path of the illumination arrangement, so do not interfere with the light output during normal operation. Only at regular time intervals for a short duration, the detection means or a part thereof are introduced into the beam path to detect the light emitted from the light source and to enable a corresponding light control accordingly. However, this period of time is so short that it is imperceptible to the human eye, so that ultimately the light output is not affected or the light emitted by the light source is more effectively used for illumination compared to the solutions known from the prior art can.
  • the detection means introduced into the beam path or the part of the detection means introduced into the beam path can thereby completely cover the beam path.
  • the advantage is achieved that a better detection of the light emitted by the light sources is made possible, while at the same time the actual light output is disturbed by the lighting arrangement as little as possible. Accordingly, the light of the light sources can be better utilized, while at the same time the evaluation and control of the light output is improved.
  • the lighting arrangement 1 has as light sources a plurality of LEDs 2, which are arranged together on a circuit board 3.
  • the LED chips are preferably mounted unhoused on the board 3 in order to achieve maximum light output.
  • these are differently colored LEDs 2, which in particular emit light in the colors red, green and blue.
  • the control takes place with the aid of a control circuit 5, which supplies the LEDs 2 with a suitable current.
  • the dimming of the LEDs 2 can take place by means of known methods, in particular by the fact that the LEDs are operated with a PWM signal.
  • the light output of the LEDs 2 depends on various factors. On the one hand, there are variations that can be attributed to the manufacture of the LEDs. On the other hand, the light output may also depend on the current operating temperature itself. In order to be able to permanently achieve a finely tuned light output, it is therefore already known to detect the light emitted by the LEDs 2 and to transmit the detected values to the control circuit 5 in order to make the most accurate possible adjustment of the color or color temperature within the scope of a control can.
  • a corresponding control circuit 5 is provided, which is to be supplied with information about the light emitted by the LEDs 2.
  • the peculiarity now consists in the design of the means for detecting the LED light, which are such that the light output of the illumination assembly 1 is as effective and undisturbed.
  • a sensor 10 which is to detect the light emitted by the LEDs 2 light, not permanently but only temporarily in the beam path 7 of the arrangement 1 is arranged.
  • the sensor 1 is in this case arranged on a lever 11 or a flap, which can be pivoted in such a way that the sensor 10 for detecting the LED light is located within the reflector 6 or the beam path 7.
  • This position is in Fig. 1 illustrated, in which case the sensor 10 is preferably arranged centrally above the LEDs 2. In a rest state, however, the flap 11 is pivoted downwards, such that the sensor 10 is completely outside the beam path 7.
  • the sensor 10 the data of which then - as shown schematically - the control circuit 5 are transmitted, so only at regular intervals in the beam path 7 is pivoted to briefly detect the light emitted by the LEDs 2 light. For the rest of the time, however, the light output can be undisturbed, since the beam path 7 is completely free of the sensor 10 or other means for light detection. It would be conceivable for the realization of this embodiment, a folding mechanism, as it is known for example from SLR cameras. In this case, the sensor 10 is pivoted into the beam path 7 only for a very short period of time, which is preferably in the millisecond range, and this process can not be recognized by the human eye. For a viewer of the lamp results over time the impression of a completely uniform and continuous light output, despite all the reliable light from the LEDs 2 detected and accordingly a precisely tuned control of the light output is achieved.
  • Fig. 2 shows a second embodiment in which comparable elements are provided with the same reference numerals. Again, a plurality of LEDs 2 are arranged on a circuit board 3, wherein the light of the LEDs 2 is emitted by means of a frusto-conical reflector 6.
  • the mirror 20 completely covers the beam path 7 in the position used for light detection.
  • the mirror 20 could, as in the embodiment of Fig. 1 be pivoted in the beam path or the sensor in the embodiment of Fig. 1 be introduced by means of a linear movement in the beam path 7.
  • a third embodiment is in the Fig. 3a and 3b shown. Again, the same elements are provided with the same reference numerals, that is, the light of several - especially different colored - LEDs 2 is emitted via a reflector 6. In the present case, the upper side of the reflector 6 is now closed with an active optical element 30. This optical element 30 can switch between two different states, which in the Fig. 3a and 3b are shown.
  • the optical element 30 is completely light-absorbing or at least partially transparent, so that in any case at least part of the LED light can be detected and evaluated. Again, it is envisaged that the light detection is made repeatedly at short intervals to achieve a continuous light output for a viewer.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a lighting arrangement 1 according to the invention, in which in turn the same elements are provided with the same reference numerals.
  • the sensor 10 for detecting the LED light, which is now completely and permanently disposed outside of the light path provided for the light path 7.
  • the sensor 10 is disposed on the peripheral portion of the LED array and oriented so as to face the edge area of the LED chips.
  • the light emitted via the side surfaces of the LED chips is detected, which in any case can not be used for illumination purposes. Accordingly, on the one hand a very precise light detection is achieved, on the other hand, the actual light output of Lighting arrangement 1 not impaired.
  • the sensor 10 is preceded by a tube 12 to minimize the influence of stray light.
  • a plurality of sensors 10 are arranged on the circumference of the LED array, which are each aligned with a specific LED of a particular color. The information of these multiple sensors are then in turn transmitted to the control circuit 5.
  • the sensor 10 encircles the LED array, where it is then aligned here at different times on each different LEDs. Respective sensor signals are transmitted to the control unit 5 at the time of optimal alignment with an LED so that all LEDs can be detected over time.

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Bei einer Beleuchtungsanordnung (1) mit mindestens einer Lichtquelle (2), insbesondere einer LED, Erfassungsmitteln (10, 20) zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts sowie einer Steuereinrichtung (5) zum Ansteuern der Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von durch die Erfassungsmittel (10) übermittelten Informationen sind die Erfassungsmittel (10, 20) bzw. ein Teil davon zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts vorübergehend in den zur Lichtabgabe der Anordnung vorgesehenen Strahlengang (7) einbringbar.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche mindestens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED, sowie Erfassungsmittel zum Erfassen des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts aufweist. Ferner ist eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Lichtquelle in Abhängigkeit von den durch die Erfassungsmittel übermittelten Informationen vorgesehen. Die Anmeldung betrifft insbesondere eine LED-Leuchte, welche gemäß dem Prinzip des so genannten Feed-Back-Loop arbeitet.
  • Der Einsatz von LEDs bzw. allgemein von lichtemittierenden Halbleiterelementen in der Beleuchtungstechnik hat in jüngster Zeit deutlich zugenommen, da mittlerweile die Lichtleistungen, die mit derartigen Lichtquellen erzielt werden können, auch für größere Beleuchtungsanwendungen ausreichend hoch sind. Ein Vorteil der LEDs besteht hierbei in deren Effizienz sowie der Möglichkeit, durch entsprechende Mischung verschiedener Farben Licht in nahezu jedem gewünschten Farbton erzielen zu können.
  • Eine Problematik derartiger LED-Leuchten, die mit mehreren verschiedenfarbigen LEDs ausgerüstet sind, besteht allerdings darin, dass diese Leuchten ohne weitere Regelung oder Steuerung aufgrund von thermischen Einflüssen oder Alterungseinflüssen nicht farbortstabil sind. Ferner können auch herstellungsbedingt Abweichungen in der Lichtabgabe vorliegen. Dies bedeutet, dass ohne eine genaue Kontrolle bei der Ansteuerung des LEDs die Gefahr besteht, dass letztendlich der Farbton des abgegebenen Lichts nicht dem Wunsch des Anwenders entspricht.
  • Es ist dementsprechend bekannt, das LED-Licht gemeinsam oder im Hinblick auf jede Farbe einzeln zu messen und dann eine auf das Messergebnis abgestimmte Regelung bei der Ansteuerung der LEDs vorzunehmen. Insbesondere wird der den LEDs zugeführte Strom derart eingestellt, dass letztendlich der gewünschte Farbort des abgegebenen (Misch-)Lichts stabil eingehalten werden kann. Das Prinzip einer derartigen Regelung ist bspw. in der WO 2004/057922 A1 oder WO 2004/057923 A1 beschrieben.
  • Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen zwei Ansichten einer aus dem Stand der Technik bekannten LED-Leuchte, wie sie von der Anmelderin vertrieben wird und welche nach diesem Prinzip arbeitet. Diese LED-Leuchte 101 weist zum einen ein längliches Halterungsmodul 102 auf, das zur Halterung der Leuchte 101 bspw. in einer Stromschiene genutzt werden kann und welches ferner Komponenten zur Stromversorgung der in einem zylinderförmigen Strahlergehäuse 103 angeordneten Lichtquellen (nicht dargestellt) aufweist. Am vorderen Ende des Strahlergehäuses 103 ist eine Lichtaustrittsöffnung 104 gebildet, über die das Licht der in dem Strahlergehäuse 103 angeordneten verschiedenfarbigen LEDs abgegeben wird. Genaugenommen erfolgt die Lichtabgabe durch über den Umfang der Lichtaustrittsöffnung verteilt angeordneten sechseckige Segmente 105. Das Zentrum der Lichtaustrittsöffnung 104 ist hingegen lichtundurchlässig ausgebildet, da dieses dazu genutzt wird, das von den LEDs abgegebene Licht teilweise zurückzureflektieren. Dieses fällt dann auf einen Sensor, der im Zentrum der LEDs angeordnet ist. Die von dem Sensor gelieferten Informationen werden dann in der oben beschriebenen Weise bei der Ansteuerung der LEDs genutzt.
  • Die in den Fig. 5 und Fig. 6 dargestellte Lösung hat sich zwar bewährt und ermöglicht eine effektive und genaue Steuerung der Farbe des von der Leuchte 101 abgegebenen Lichts, der optische Pfad allerdings, über den das Licht zu dem Sensor zurückgeleitet wird, ist ein Verlustpfad, d. h. das auf diesem Wege erfasste Licht kann nicht zu dem gewünschten Beleuchtungszweck eingesetzt werden.
  • Grundsätzlich gesehen sollte also möglichst wenig Licht auf den Sensor gelenkt werden, auf der anderen Seite ist für eine genaue Farbsteuerung allerdings zwingend erforderlich, dass möglichst das Licht aller Lichtquellen bzw. LEDs auf den Sensor fällt, so dass ein fehlerhaftes bzw. ein von den weiteren LEDs abweichendes Verhalten einer einzelnen LED zuverlässig detektiert werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Möglichkeit anzugeben, einerseits die Erfassung bzw. Bewertung des abgegebenen Lichts zu verbessern und andererseits auch die Möglichkeit zu eröffnen, das von den Lichtquellen abgegebene Licht möglichst effektiv für die Beleuchtung nutzen zu können.
  • Die Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsanordnung, welche die Merkmale eines der unabhängigen Ansprüche aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem Gedanken, die Erfassungsmittel bzw. einen Teil der Erfassungsmittel derart auszugestalten, dass sie zum Erfassen des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts vorübergehend in den zur Lichtabgabe der Anordnung vorgesehenen Strahlengang einbringbar sind.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend eine Beleuchtungsanordnung vorgeschlagen, welche mindestens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED, Erfassungsmittel zum Erfassen des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts sowie eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Lichtquelle in Abhängigkeit von den durch die Erfassungsmittel übermittelten Informationen aufweist, wobei erfindungsgemäß die Erfassungsmittel bzw. ein Teil davon zum Erfassen des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts vorübergehend in den zur Lichtabgabe der Anordnung vorgesehenen Strahlengang einbringbar sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Erfassungsmittel bzw. der entsprechende Teil hiervon in den Strahlengang geschwenkt wird oder mittels einer Linearbewegung in den Strahlengang bewegt wird.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht also darin, dass die Lichterfassungsmittel nur vorübergehend im Strahlengang der Beleuchtungsanordnung angeordnet sind, also während eines Normalbetriebs die Lichtabgabe nicht stören. Lediglich in regelmäßigen zeitlichen Abständen für eine kurze Dauer werden die Erfassungsmittel bzw. ein Teil hiervon in den Strahlengang eingebracht, um das von der Lichtquelle abgegebene Licht zu erfassen und dementsprechend eine entsprechende Lichtregelung zu ermöglichen. Dieser Zeitraum ist allerdings derart kurz bemessen, dass er für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, so dass letztendlich die Lichtabgabe nicht beeinträchtigt wird bzw. das von der Lichtquelle abgegebene Licht im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen effektiver zur Beleuchtung verwendet werden kann. Die in den Strahlengang eingebrachten Erfassungsmittel bzw. der in den Strahlengang eingebrachte Teil der Erfassungsmittel können dabei den Strahlengang vollständig abdecken. Es wäre allerdings auch denkbar, lediglich ein Element einzubringen, welches einen kleinen Bereich des Strahlengangs abdeckt. Hierbei könnte bspw. ein Sensor in den Strahlengang eingebracht werden. Alternativ hierzu würde allerdings auch die Möglichkeit bestehen, ein optisches Element, insbesondere einen Spiegel in den Strahlengang zu bringen, der vorübergehend das von der Lichtquelle abgegebene Licht auskoppelt bzw. auf einen Sensor richtet.
  • Bei einer alternativen Lösung werden die Erfassungsmittel durch ein dauerhaft in dem Strahlengang befindliches optisches Element gebildet bzw. die Erfassungsmittel weisen ein derartiges optisches Element auf, welches einerseits in einen Betriebsmodus nahezu vollständig durchlässig für das von der Lichtquelle abgegebene Licht ist. Ferner ist das optische Element allerdings auch in einen Sensormodus umschaltbar, in dem es zumindest einen Teil des hindurch tretenden Lichts erfasst und/oder auf einen Sensor lenkt. Auch bei dieser Variante ist also vorgesehen, dass die Lichtabgabe im Wesentlichen ungestört erfolgt, also durch die Erfassungsmittel nicht beeinflusst wird. Lediglich vorübergehend wird durch eine Umschaltung des aktiven optischen Elements eine Lichterfassung bzw. Lichtauskopplung initiiert, um eine Regelung der Lichtabgabe zu ermöglichen. Wiederum kann das von der Lichtquelle abgegebene Licht effektiver zu Beleuchtungszwecken genutzt werden.
  • Eine dritte erfindungsgemäße Lösung schließlich besteht darin, den Sensor zur Erfassung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts in besonderer Weise anzuordnen. Insbesondere für den Fall, dass die Lichtquelle durch ein oder mehrere LEDs gebildet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Sensor derart anzuordnen und auszurichten, dass er auf den Kantenbereich des LED-Dies gerichtet ist, um die Lichterfassung auf Basis der seitlichen Lichtemission des LED-Dies vorzunehmen. Dem Sensor ist hierbei vorzugsweise ein optisches Element in Form eines Hohlzylinders vorgeordnet, um den Einfluss von Streulicht zu minimieren. Ist eine Anordnung mehrerer LEDs insbesondere unterschiedlicher Farben vorgesehen, so können ferner im Umkreis der LED-Dies mehrere Sensoren angeordnet werden oder der Sensor derart ausgestaltet sein, dass er um die LED-Anordnung kreist und dementsprechend zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils die Lichtabgabe einzelner LEDs erfasst.
  • Bei allen drei Varianten wird der Vorteil erzielt, dass eine bessere Erfassung des von den Lichtquellen abgegebenen Lichts ermöglicht wird, wobei gleichzeitig allerdings die eigentliche Lichtabgabe durch die Beleuchtungsanordnung möglichst wenig gestört wird. Das Licht der Lichtquellen kann dementsprechend besser genutzt werden, wobei gleichzeitig die Bewertung und Regelung der Lichtabgabe verbessert wird.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung mit einem in den Strahlengang schwenkbaren Sensor;
    Fig. 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung, bei dem ein Spiegel zum Erfassen des LED-Lichts in den Strahlengang gebracht wird;
    Fig. 3a und 3b
    ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung mit einem aktiven optischen Element zur Lichterfassung;
    Fig. 4
    ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem das von den LED-Dies seitlich emittierte Licht erfasst wird und
    Fig. 5 und 6
    eine aus dem Stand der Technik bekannte Beleuchtungsanordnung.
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehenen erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung, die bspw. Bestandteil eines LED-Strahlers sein kann.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung 1 weist als Lichtquellen mehrere LEDs 2 auf, die gemeinsam auf einer Platine 3 angeordnet sind. Die LED-Chips sind vorzugsweise ungehäust auf der Platine 3 montiert, um eine maximale Lichtausbeute zu erzielen. Vorzugsweise handelt es sich um verschiedenfarbige LEDs 2, die insbesondere Licht in den Farben rot, grün und blau abstrahlen. Durch eine geeignete Ansteuerung der verschiedenen LEDs 2 besteht dementsprechend die Möglichkeit, Mischlicht einer gewünschten Farbe zu erzielen. Die Ansteuerung erfolgt dabei mit Hilfe einer Steuerschaltung 5, welche die LEDs 2 mit einem geeigneten Strom versorgt. Dabei kann das Dimmen der LEDs 2 mittels bekannter Verfahren erfolgen, insbesondere dadurch, dass die LEDs mit einem PWM-Signal betrieben werden.
  • Das von den LEDs 2 abgegebene Licht soll einerseits gemischt werden, andererseits allerdings auch innerhalb eines bestimmten begrenzten Winkelbereichs abgestrahlt werden. Hierzu wird ein kegelstumpfförmiger Reflektor 6 eingesetzt, dessen Öffnungswinkel die Größe des Strahlenbündels festlegt. Der Reflektor 6 definiert zugleich auch einen - gestrichelt dargestellten - Strahlengang 7, über den das Licht abgegeben wird. Am ausgangsseitigen Ende des kegelstumpfförmigen Reflektors 6 können dabei zusätzlich lichtlenkende Elemente vorgesehen sein, um die Lichtabgabe in gewünschter Weise zu beeinflussen. Dargestellt ist im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 eine transparente Linsenanordnung 8, wobei auch andere optische Elemente, bspw. Prismen bzw. Mikroprismenanordnungen, Streuscheiben oder dergleichen zum Einsatz kommen könnten.
  • Wie bei allen bekannten LED-Leuchten besteht auch bei der dargestellten Anordnung von Fig. 1 eine Problematik darin, dass die Lichtabgabe der LEDs 2 von verschiedenen Faktoren abhängig ist. Zu nennen sind einerseits Variationen, die auf die Herstellung der LEDs zurückzuführen sind. Auf der anderen Seite kann die Lichtabgabe auch von der aktuellen Betriebstemperatur selbst abhängen. Um dauerhaft eine fein abgestimmte Lichtabgabe erzielen zu können, ist es deshalb bereits bekannt, dass von den LEDs 2 abgegebene Licht zu erfassen und die erfassten Werte der Steuerschaltung 5 zu übermitteln, um im Rahmen einer Regelung eine möglichst genaue Einstellung der Farbe oder Farbtemperatur vornehmen zu können.
  • Auch bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist eine entsprechende Steuerschaltung 5 vorgesehen, der Informationen über das von den LEDs 2 abgegebene Licht zugeführt werden sollen. Die Besonderheit besteht nunmehr in der Ausgestaltung der Mittel zum Erfassen des LED-Lichts, welche derart sind, dass die Lichtabgabe der Beleuchtungsanordnung 1 möglichst effektiv und ungestört erfolgt.
  • Hierzu ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 vorgesehen, dass ein Sensor 10, der das von den LEDs 2 abgegebene Licht erfassen soll, nicht dauerhaft sondern lediglich vorübergehend im Strahlengang 7 der Anordnung 1 angeordnet ist. Der Sensor 1 ist hierbei an einem Hebel 11 bzw. einer Klappe angeordnet, welche derart verschwenkt werden kann, dass sich der Sensor 10 zum Erfassen des LED-Lichts innerhalb des Reflektors 6 bzw. des Strahlengangs 7 befindet. Diese Position ist in Fig. 1 dargestellt, wobei hier der Sensor 10 vorzugsweise mittig oberhalb der LEDs 2 angeordnet ist. In einem Ruhezustand hingegen ist die Klappe 11 nach unten verschwenkt, derart, dass sich der Sensor 10 vollständig außerhalb des Strahlengangs 7 befindet.
  • Der Sensor 10, dessen Daten dann - wie schematisch dargestellt - der Steuerschaltung 5 übermittelt werden, wird also lediglich in regelmäßigen Abständen in den Strahlengang 7 eingeschwenkt, um kurzfristig das von den LEDs 2 abgegebene Licht zu erfassen. Für die restliche Zeit hingegen kann die Lichtabgabe ungestört erfolgen, da der Strahlengang 7 vollständig frei von dem Sensor 10 oder anderen Mitteln zur Lichterfassung ist. Denkbar wäre zur Realisierung dieses Ausführungsbeispiels ein Klappmechanismus, wie er beispielsweise aus Spiegelreflexkameras bekannt ist. Der Sensor 10 wird hierbei nur für einen sehr kurzen Zeitraum, der vorzugsweise im Millisekundenbereich liegt, in den Strahlengang 7 eingeschwenkt, wobei dieser Vorgang für das menschliche Auge nicht erkennbar ist. Für einen Betrachter der Leuchte ergibt sich über die Zeit hinweg der Eindruck einer vollständig gleichmäßigen und kontinuierlichen Lichtabgabe, wobei trotz allem zuverlässig das Licht von den LEDs 2 erfasst und dementsprechend eine genau abgestimmte Regelung der Lichtabgabe erzielt wird.
  • Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem vergleichbare Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wiederum sind mehrere LEDs 2 auf einer Platine 3 angeordnet, wobei das Licht der LEDs 2 mit Hilfe eines kegelstumpfförmigen Reflektors 6 abgestrahlt wird.
  • Eine erste Besonderheit besteht nunmehr darin, dass der Sensor 10 zur Erfassung des LED-Lichts ebenfalls auf der Platine 3angeordnet ist. Um nunmehr das von den LEDs 2 abgegebene Licht erfassen zu können, wird ein Spiegel 20 in den Strahlengang 7 eingebracht, der das Licht der LEDs 2 zurück auf den Sensor 10 wirft. Dargestellt sind in Fig. 2 lediglich 2 LEDs, wobei allerdings vorzugsweise wiederum mehrere, insbesondere verschiedenfarbige LEDs zum Einsatz kommen können. Der Spiegel 20 ist im vorliegenden Fall leicht gekrümmt ausgestaltet, um möglichst viel Licht auf den Sensor 10 bündeln zu können, was wiederum die Qualität der Lichterfassung und damit der Lichtregelung verbessert. Auch hier ist allerdings vorgesehen, dass der Spiegel 20 nicht dauerhaft innerhalb des Strahlengangs 7 angeordnet ist, sondern lediglich vorübergehend in diesem Bereich eingebracht wird, wobei nunmehr eine horizontale Linearbewegung des Spiegels 20 vorgesehen ist, der Spiegel 20 also von einem Bereich außerhalb des Reflektors 6 in diesen eingeschoben wird. Auch dieser Vorgang kann lediglich einige Millisekunden in Anspruch nehmen, so dass wiederum eine für einen Beobachter ungestörte Lichtabgabe bei gleichzeitig sehr genauer Regelung erzielt wird.
  • Anzumerken ist, dass auch denkbar wäre, dass der Spiegel 20 in der zur Lichterfassung genutzten Position den Strahlengang 7 vollständig abdeckt. Ferner könnte der Spiegel 20 ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 auch in den Strahlengang geschwenkt werden bzw. der Sensor bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mittels einer Linearbewegung in den Strahlengang 7 eingebracht werden.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Wiederum sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, dass heißt, das Licht mehrerer - insbesondere verschiedenfarbiger - LEDs 2 wird über einen Reflektor 6 abgestrahlt. Im vorliegenden Fall ist nunmehr die Oberseite des Reflektors 6 mit einem aktiven optischen Element 30 verschlossen. Dieses optische Element 30 kann zwischen zwei verschiedenen Zuständen wechseln, welche in den Fig. 3a und 3b dargestellt sind.
  • In einem normalen Betriebszustand, der in Fig. 3a dargestellt ist, ist das optische Element 30 vorzugsweise vollständig transparent für das LED-Licht und beeinflusst vorzugsweise die Lichtabgabe gar nicht. Denkbar wäre auch, an der Oberseite bzw. der den LEDs 2 abgewandten Seite des Elements 30 eine Prismenstruktur oder Linsenanordnung aufzubringen, um die Lichtabgabe in gewünschter Weise zu beeinflussen. Wesentlich ist allerdings, dass im Betriebszustand das LED-Licht nahezu vollständig zur Außenseite hin abgegeben wird. Durch eine entsprechende Ansteuerung, die vorzugsweise ebenfalls durch die Steuerschaltung 5 vorgenommen wird, kann nunmehr allerdings das optische Element 30 in einen Sensormodus umgeschaltet werden, der in Fig. 3b dargestellt ist. Hier dient nunmehr das optische Element 30 der Lichterfassung, da es das LED-Licht erfasst und an den Sensor 10 weiterleitet. In diesem Fall ist das optische Element 30 vollständig lichtabsorbierend oder zumindest teildurchlässig, so dass in jedem Fall zumindest ein Teil des LED-Lichts erfasst und bewertet werden kann. Auch hier ist vorgesehen, dass die Lichterfassung wiederholt in kurzen zeitlichen Abständen vorgenommen wird, um eine für einen Betrachter kontinuierliche Lichtabgabe zu erzielen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3a und 3b wird das Licht durch das optische Element 30 absorbiert bzw. erfasst. Denkbar wäre allerdings auch, ein optisches Element einzusetzen, welches einerseits lichtdurchlässig und andererseits reflektierend ist. Wie auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 könnte dann in dem Sensormodus mit Hilfe des optischen Elements das Licht auf einen bspw. wiederum auf der Platine 3 angeordneten Sensor reflektiert werden. Auch bei dieser Variante besteht der Vorteil darin, dass während des Normalbetriebs das gesamte LED-Licht zur Außenseite hin abgestrahlt wird, in den kurzen Messphasen hingegen nahezu das gesamte LED-Licht zur Bewertung herangezogen werden kann.
  • Fig. 4 zeigt schließlich ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung 1, bei dem wiederum gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Die Besonderheit besteht nunmehr in der Anordnung und Ausgestaltung des Sensors 10 zum Erfassen des LED-Lichts, der nunmehr vollständig und dauerhaft außerhalb des zur Lichtabgabe vorgesehenen Strahlengangs 7 angeordnet ist. Insbesondere ist der Sensor 10 am Umfangsbereich der LED-Anordnung angeordnet und derart ausgerichtet, dass er auf den Kantenbereich der LED-Chips weist. Es wird in diesem Fall das über die Seitenflächen der LED-Chips emittierte Licht erfasst, das ohnehin nicht zu Beleuchtungszwecken genutzt werden kann. Dementsprechend wird einerseits eine sehr präzise Lichterfassung erzielt, andererseits die eigentliche Lichtabgabe der Beleuchtungsanordnung 1 nicht beeinträchtigt. Vorzugsweise ist dem Sensor 10 ein Tubus 12 vorgeordnet, um den Einfluss von Streulicht zu minimieren. Sind ferner - wie dargestellt - mehrere, insbesondere verschiedenfarbige LEDs vorhanden, so kann ferner vorgesehen sein, dass am Umfang der LED-Anordnung mehrere Sensoren 10 angeordnet sind, die jeweils auf eine bestimmte LED einer bestimmten Farbe ausgerichtet sind. Die Informationen dieser mehreren Sensoren werden dann wiederum der Steuerschaltung 5 übermittelt. Alternativ wäre es denkbar, dass der Sensor 10 die LED-Anordnung umkreist, wobei er hier dann zu verschiedenen Zeitpunkten auf jeweils verschiedene LEDs ausgerichtet ist. Jeweils zum Zeitpunkt der optimalen Ausrichtung auf eine LED werden entsprechende Sensorsignale an die Steuereinheit 5 übermittelt, so dass im Laufe der Zeit sämtliche LEDs erfasst werden können.
  • Letztendlich kann mit den erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnungen eine sehr genaue Erfassung des LED-Lichts und dementsprechend eine feine Regelung der Lichtabgabe erfolgen. Gleichzeitig ist allerdings sichergestellt, dass die Regelung die eigentliche Lichtabgabe zu Beleuchtungszwecken nahezu kaum bzw. gar nicht beeinflusst und dementsprechend eine optimierte Lichtabgabe erzielt werden kann.

Claims (12)

  1. Beleuchtungsanordnung (1) mit
    • mindestens einer Lichtquelle (2), insbesondere einer LED,
    • Erfassungsmitteln (10, 20) zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts sowie
    • einer Steuereinrichtung (5) zum Ansteuern der Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von durch die Erfassungsmittel (10) übermittelten Informationen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel (10, 20) bzw. ein Teil davon zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts vorübergehend in den zur Lichtabgabe der Anordnung vorgesehenen Strahlengang (7) einbringbar sind.
  2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel (10, 20) bzw. ein Teil davon in den Strahlengang (7) schwenkbar sind.
  3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel (10, 20) bzw. ein Teil davon mittels einer Linearbewegung in den Strahlengang (7) bewegbar sind.
  4. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in den Strahlengang (7) eingebrachten Erfassungsmittel (10, 20) bzw. der in den Strahlengang (7) eingebrachte Teil der Erfassungsmittel (10, 20) den Strahlengang (7) vollständig abdecken.
  5. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Sensor (10) in den Strahlengang (7) einbringbar ist.
  6. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Lichtlenkelement (20), insbesondere ein Spiegel in den Strahlengang (7) einbringbar ist, der in der in dem Strahlengang (7) befindlichen Position das Licht auf einen Sensor (10) lenkt.
  7. Beleuchtungsanordnung (1) mit
    • mindestens einer Lichtquelle (2), insbesondere einer LED,
    • Erfassungsmitteln (10, 20) zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts sowie
    • einer Steuereinrichtung (5) zum Ansteuern der Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von durch die Erfassungsmittel (10) übermittelten Informationen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel ein dauerhaft in dem Strahlengang (7) befindliches optisches Element (30) umfassen, welches in einem Betriebsmodus transparent ist und in einen Sensormodus umschaltbar ist, in dem das optische Element (30) zumindest einen Teil des hindurchtretenden Lichts erfasst und/oder auf einen Sensor (10) lenkt.
  8. Beleuchtungsanordnung (1) mit
    • mindestens einer Lichtquelle (2) in Form einer LED,
    • Erfassungsmitteln (10, 20) zum Erfassen des von der Lichtquelle (2) abgegebenen Lichts sowie
    • einer Steuereinrichtung (5) zum Ansteuern der Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von durch die Erfassungsmittel (10) übermittelten Informationen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungsmittel (10, 20) auf einen Kantenbereich des LED-Chips ausgerichtet sind.
  9. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beleuchtungsanordnung mehrere LEDs aufweist, wobei die Erfassungsmittel (10, 20) mehrere Sensoren (10) aufweisen, welche jeweils auf eine einzelne LED ausgerichtet sind.
  10. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Beleuchtungsanordnung mehrere LEDs aufweist, wobei die Erfassungsmittel (10, 20) einen Sensor (10) aufweisen, der derart bewegbar angeordnet ist, dass er zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils auf eine andere LED ausgerichtet ist.
  11. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Sensor (10) bzw. den Sensoren (10) jeweils ein Tubus vorgeordnet ist.
  12. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass diese mehrere verschiedenfarbige LEDs (2) aufweist.
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