EP2734777B2 - Anordnung zur lichtabgabe - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- an elongated assembly having a plurality of LEDs, each LED having a first optical device associated therewith and the elongated assembly having a second optical device common to all the LEDs or first optical devices disposed upstream of the first optical devices.
- US 2006/0146531 discloses an arrangement for emitting light according to the preamble of claim 1.
- the present invention is based on the object of further developing the above-outlined arrangement for emitting light such that the ⁇ réellespp. Beam angle of the arrangement for emitting light can be changed without the lenses or the optical element must be replaced.
- FIG. 1 As already explained, an arrangement known from the prior art for emitting light 1 is shown.
- FIG. 2 is the radiation characteristic or light intensity distribution curve of such first lens 6 and the optical element 2 and thus the arrangement for light emission 1 in the C0 / C180 plane and thus shown in the transverse direction to the arrangement for light emission 1 and the optical element 2.
- This light intensity distribution is suitable, for example, for shops, where shelves along the corridors left and right are arranged relatively close to the aisles, which are to be particularly illuminated by appropriate arrangements for light output 1.
- FIG. 5 The corresponding luminous intensity distribution curve or Lichtabstrahl characterizing to the in FIG. 4 shown arrangement for light emission 1 is in FIG. 5 shown.
- the two tip areas are to be taken at 15 °, only a tip area at 0 ° to remove, resulting in an opening or beam angle of 0 °.
- the arrangement for emitting light 1 is suitable FIG. 4 For example, for the lighting of corridors in shops, where no shelves are arranged left and right.
- Such an embodiment is, for example, as desirable, for example, when no shelves are arranged laterally along a corridor and accordingly only the corridor is to be illuminated or when high shelves are to be illuminated. In this case, however, it is no longer necessary that in an arrangement for emitting light, the entire optical element must be replaced. Rather, it is readily possible that an arrangement for emitting light is installed with a corresponding optical element and then assigned according to the local conditions subsequently second lenses of the arrangement for emitting light. So it is conceivable, for example, that in a redesign of aisles in shops, where previously normal shelves were arranged laterally along the aisle and accordingly, for example, arrangements for the light output 1 as in FIG. 1 have been used, after a redesign in which the shelves have been removed or arranged correspondingly high shelves, not the entire assembly must be exchanged for light emission or optical element 2 but only second lenses 7 of the light emitting device 1 assigned have to.
- FIG. 4 embodiment shown shows a variant in which the opening or beam angle is substantially 0 °. It would also be conceivable, however, that the opening or emission angle is not reduced so much or even more strongly.
- a second lens 8 is provided after the first lens 6, by which the opening or emission angle of the light emitted from the first lens is increased.
- the second lens 8 is in this case designed such that half the opening or emission angle has a value of about 30 °.
- the light intensity distribution curve of in FIG. 6 wherein, in comparison with the luminous intensity distribution curve in FIG. 2 It can be seen that the two pointed areas are now at 30 ° and thus the opening or emission angle has a value of 60 °. Accordingly, this light emitting device 1 has a luminous intensity distribution which, like the luminous intensity distribution in FIG FIG. 1 shown arrangement for light emission 1, two substantially symmetrical wing shows.
- the second lens 8 has a wide-open V-shape on the side facing away from the first lens 6, wherein the tip of the V-shape in the direction of the first lens 6 shows.
- This essentially the counterpart to the shape of the second lens 7 FIG. 4 forming form breaks or deflects the light emitted by the first lens 6 in such a way that the half-opening or emission angle predetermined by the first lens is increased from 15 ° to 30 °.
- an arrangement according to the invention can be used for light output, for example, to illuminate shelves in wider aisles or lower heights of ceilings in sales rooms. So it would also be conceivable that, for example, in a redesign of a sales room in which a corridor is widened or the suspension height of the ceiling is made lower, the previously used arrangement for light emission 1, such as in FIG. 1 shown, is adapted by the simple attachment of the second lens 8 and thus ensures that even after the redesign of the sales rooms, the shelves are well illuminated accordingly.
- the second lens 8 may also be configured so that a greater or lesser enlargement of the opening or radiation angle takes place.
- this can be changed by a predetermined by a first optics opening or beam angle by a second arranged after the first optics optics, wherein in the C90 / C270 level influencing (glare, luminance reduction, compliance UGR) takes place in particular by the first lens and the second lens hardly influences it.
- C90 / C270 level influencing luminance reduction, compliance UGR
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Led Device Packages (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lichtabgabe mit mindestens einer LED-Lichtquelle und mindestens einer in Lichtabstrahlrichtung nach der LED-Lichtquelle angeordneten ersten Linse.
- Bei länglichen Leuchten bzw. Anordnungen zur Lichtabgabe, die beispielsweise im gewerblichen Bereich Anwendung finden, wurden bisher häufig Leuchtstofflampen als Lichtquellen eingesetzt. Die fortschreitende Entwicklung von LEDs führt nun immer mehr dazu, dass beispielsweise Leuchtstofflampen durch entsprechende LEDs ersetzt werden. Dies ergibt sich zum einen daraus, dass LED-Lichtquellen erhebliche Vorteile bzgl. der Lebensdauer und Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln aufweisen. Zum anderen sind die mit Hilfe von LEDs erzielbaren Lichtstärken mittlerweile ausreichend hoch, sodass LED-Lichtquellen ohne Weiteres klassische Lichtquellen wie beispielsweise Leuchtstofflampen ersetzen können.
- Um nun eine gewünschte Abstrahlcharakteristik einer derartigen Anordnung zu erreichen, ist in der
US 2006/0146531 A1 beispielsweise eine längliche Anordnung gezeigt, die mehrere LEDs aufweist, wobei jeder LED eine erste optische Vorrichtung zugeordnet ist und die längliche Anordnung eine zweite optische Vorrichtung für alle LEDs bzw. ersten optischen Vorrichtungen gemeinsam aufweist, die den ersten optischen Vorrichtungen vorgeordnet ist. -
US 2006/0146531 offenbart eine Anordnung zur Lichtabgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. - Ebenso kann vorgesehen, dass den LED-Lichtquellen Linsen zugeordnet sind, die in Abstrahlrichtung nach den LED-Lichtquellen angeordnet werden. Mehrere derartiger Linsen sind hierbei zu einem länglichen optischen Element zusammengefügt, wobei vorzugsweise jeder LED-Lichtquelle genau eine Linse des optischen Elements zugeordnet ist.
- In
Figur 1 ist eine derartige Anordnung zur Lichtabgabe 1 gezeigt, die ein Gehäuse 3 mit einer Lichtaustrittsöffnung aufweist, wobei in dem Gehäuse 3 die LED-Lichtquellen 4 angeordnet sind und die zu dem optischen Element 2 zusammengefügten Linsen 6 das Gehäuse 3 in Lichtabstrahlrichtung verschließen. InFigur 3 ist ein optisches Element 2 gezeigt, das aus mehreren Linsen 6 besteht. Derartige optische Elemente 2 werden hierbei zumeist im Spritzgussverfahren hergestellt. - Aus
Figur 2 geht die Lichtstärkeverteilungskurve der inFigur 3 gezeigten Linsen 6 bzw. des optischen Elements 2 und dementsprechend auch der Anordnung zur Lichtabgabe 1 hervor, wobei die dort dargestellte Kurve den Werten in der C0/C180 Ebene, also in Querrichtung zu dem inFigur 3 gezeigten optischen Element 2 bzw. der Anordnung zur Lichtabgabe 1, entspricht. Die inFig. 2 gezeigte Lichtstärkeverteilungskurve weist hierbei zwei voneinander getrennte Flügel auf, die jeweils einen Spitzenbereich bei 15° und daran beidseits anschließende Flankenbereiche, in denen die Lichtstärke auf einen deutlich geringeren Wert als in dem Spitzenbereich abfällt, aufweisen, wobei eine der Flanken zu dem Winkelbereich um 0° hin abfällt. Der Winkel zwischen den beiden Spitzenbereichen der Flügel entspricht hierbei dem Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von der ersten Linse abgegebenen Lichts. Dementsprechend weist hier der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel einen Wert von 30° auf. - Eine derartige Lichtstärkeverteilung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn eine entsprechende Anordnung zur Lichtabgabe 1 entlang eines Gangs angeordnet werden soll, der jeweils rechts und links Regale aufweist, die entsprechend durch die Anordnung zur Lichtabgabe 1 beleuchtet werden sollen.
- Der aus
Figur 2 ersichtliche halbe Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel von 15° ist zusätzlich auch noch einmal inFigur 1 eingezeichnet. Dieser Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel ergibt sich durch die Ausgestaltung der Linsen 6, weshalb dieser Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel durch eine entsprechende Änderung der Bauform der Linsen 6 verändert werden kann, falls ein anderer Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel der Anordnung zur Lichtabgabe 1 gewünscht ist - Hierbei besteht aber nun das Problem, dass für eine derartige Änderung des Öffnungsbzw. Abstrahlwinkels, das gesamte optische Element ausgetauscht werden muss, was entsprechend hohe Kosten verursacht. Zusätzlich entstehen auch erhebliche Kosten durch die Herstellung weiterer optischer Elemente im Spritzgussverfahren, da für jede alternative Ausführungsform eigene Werkzeuge bzw. Gussformen hergestellt werden müssen, die zu hohen Kosten führen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, die oben skizzierte Anordnung zur Lichtabgabe derart weiterzuentwickeln, dass der Öffnungsbzw. Abstrahlwinkel der Anordnung zur Lichtabgabe verändert werden kann, ohne dass die Linsen bzw. das optische Element ausgetauscht werden müssen.
- Die Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Lichtabgabe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- Figur 1
- Anordnung zur Lichtabgabe mit einem mehrere erste Linsen aufweisenden optischen Element;
- Figur 2
- Lichtstärkeverteilungskurve der in
Figur 1 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe bzw. des optischen Elements in Querrichtung; - Figur 3
- Darstellung mehrerer zu einem optischen Element zusammengefügten ersten Linsen;
- Figur 4
- erfindungsgemäße Anordnung zur Lichtabgabe gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 5
- Lichtstärkeverteilungskurve der in
Figur 4 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe in Querrichtung; - Figur 6
- erfindungsgemäße Anordnung zur Lichtabgabe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 7
- Lichtstärkeverteilungskurve der in
Figur 6 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe in Querrichtung. - In
Figur 1 , ist wie bereits erläutert, eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung zur Lichtabgabe 1 gezeigt. - Die Anordnung zur Lichtabgabe 1 weist ein Gehäuse 3 mit einer Lichtaustrittsöffnung auf, wobei in dem Gehäuse 3 LED-Lichtquellen 4 angeordnet sind und die Lichtaustrittsöfmung durch ein optisches Element 2 verschlossen wird. Das optische Element 2 besteht hierbei aus mehreren ersten Linsen 6, die in Lichtabstrahlrichtung nach den LED-Lichtquellen 4 angeordnet sind. Ein derartiges optisches Element 2, das sich aus mehreren Linsen 6 zusammensetzt, ist beispielhaft in
Figur 3 gezeigt. - In
Figur 2 ist die Abstrahlcharakteristik bzw. Lichtstärkeverteilungskurve derartiger erster Linsen 6 bzw. des optischen Elements 2 und somit der Anordnung zur Lichtabgabe 1 in der C0/C180 Ebene und damit in Querrichtung zur Anordnung zur Lichtabgabe 1 bzw. dem optischen Element 2 gezeigt. Diese Lichtstärkeverteilung eignet sich beispielsweise für Verkaufsläden, bei denen entlang von Gängen links und rechts jeweils Regale relativ nah an den Gängen angeordnet sind, die durch entsprechende Anordnungen zur Lichtabgabe 1 besonders beleuchtet werden sollen. - An der Oberseite des Gehäuses ist des Weiteren bei der Anordnung zur Lichtabgabe 1 noch eine Vorrichtung 5 vorgesehen, die eine mechanische Befestigung der Anordnung zur Lichtabgabe 1 an einer Tragschiene ermöglicht und ferner innerhalb der Tragschiene verlaufende Leitungen kontaktiert.
- Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in Lichtabstrahlrichtung nach der ersten Linse 6 eine zweite Linse 7, 8 zur Beeinflussung des von der ersten Linse abgegebenen Lichts angeordnet ist. In den
Figuren 4 und6 sind hierzu zwei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei die in denFiguren 4 und6 gezeigten Anordnungen zur Lichtabgabe 1 ansonsten jeweils dieselben Bauteile wie die Anordnung zur Lichtabgabe 1 inFigur 1 aufweisen. InFigur 4 ist hierbei eine entsprechende Ausgestaltungsvariante gezeigt, bei der eine zweite Linse 7 derart ausgebildet und nach der ersten Linse 6 angeordnet ist, dass durch die zweite Linse 7 der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von der ersten Linse 6 abgegebenen Lichts verkleinert bzw. verringert wird, wobei bei der inFigur 4 gezeigten Variante der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel gegen 0° geht. - Die entsprechende Lichtstärkeverteilungskurve bzw. Lichtabstrahlcharakteristik zu der in
Figur 4 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe 1 ist inFigur 5 gezeigt. Dieser ist im Gegensatz zu der inFigur 2 gezeigten Lichtstärkeverteilungskurve, der zwei Spitzenbereiche bei jeweils 15° zu entnehmen sind, lediglich ein Spitzenbereich bei 0° zu entnehmen, wodurch sich ein Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel von 0° ergibt. Hierdurch eignet sich die Anordnung zur Lichtabgabe 1 ausFigur 4 beispielsweise für die Beleuchtung von Gängen in Verkaufsläden, an denen keine Regale links und rechts angeordnet sind. - Wie
Figur 4 zu entnehmen ist, weist die zweite Linse 7 ein zur Mitte spitz zulaufendes Dreieck auf, wobei das Dreieck an der der ersten Linse 6 abgewandten Seite der zweiten Linse 7 angeordnet ist und die Spitze des Dreiecks von der ersten Linse 6 bzw. der LED-Lichtquelle 4 weg zeigt. Diese Dreiecksform bricht das von der ersten Linse 6 mit einem Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel von 15° abgegebene Licht derart bzw. lenkt es derart um, dass der Öffnungswinkel bzw. Abstrahlwinkel danach im Wesentlichen einen Wert von 0° aufweist. - Eine derartige Ausgestaltung ist wie bereits erläutert beispielweise dann wünschenswert, wenn entlang eines Gangs keine Regale mehr seitlich angeordnet sind und dementsprechend nur noch der Gang beleuchtet werden soll oder wenn hohe Regale zu beleuchten sind. Hierbei ist es nun aber nicht mehr notwendig, dass bei einer Anordnung zur Lichtabgabe das gesamte optische Element ausgetauscht werden muss. Vielmehr ist es ohne Weiteres möglich, dass eine Anordnung zur Lichtabgabe mit einem entsprechenden optischen Element installiert wird und dann entsprechend den örtlichen Bedingungen nachträglich zweite Linsen der Anordnung zur Lichtabgabe zugeordnet werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei einer Umgestaltung von Gängen in Einkaufsläden, bei denen bisher normale Regale seitlich entlang des Gangs angeordnet waren und dementsprechend beispielsweise Anordnungen zur Lichtabgabe 1 wie in
Figur 1 gezeigt, verwendet worden sind, nach einer Umgestaltung, bei der die Regale entfernt oder entsprechend hohe Regale angeordnet worden sind, nicht die gesamte Anordnung zur Lichtabgabe ausgetauscht werden muss bzw. dass optische Element 2 sondern lediglich zweite Linsen 7 der Anordnung zur Lichtabgabe 1 zugeordnet werden müssen. - Das in
Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Variante, bei der der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel im Wesentlichen 0° beträgt. Denkbar wäre aber auch, dass der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel nicht so stark bzw. noch stärker verkleinert wird. - Im Gegensatz zu dem in
Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, in dem durch die zweite Linse 7 der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel verkleinert wird, ist bei dem inFigur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel eine zweite Linse 8 nach der ersten Linse 6 vorgesehen, durch die der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von der ersten Linse abgegebenen Lichts vergrößert wird. Wie denFiguren 6 und 7 zu entnehmen ist, ist die zweite Linse 8 hierbei derart ausgestaltet, dass der halbe Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel einen Wert von ca. 30° aufweist. DerFigur 7 kann hier wiederum die Lichtstärkeverteilungskurve der inFigur 6 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe 1 entnommen werden, wobei im Vergleich zu der Lichtstärkeverteilungskurve inFigur 2 zu erkennen ist, dass sich die beiden Spitzbereiche nunmehr bei 30° befinden und somit Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel einen Wert von 60° aufweist. Dementsprechend hat diese Anordnung zur Lichtabgabe 1 eine Lichtstärkeverteilung, die, wie die Lichtstärkeverteilung der inFigur 1 gezeigten Anordnung zur Lichtabgabe 1, zwei im Wesentlichen symmetrische Flügel zeigt. - Wie der
Figur 6 zu entnehmen ist, weist die zweite Linse 8 eine weit geöffnete V-form an der der ersten Linse 6 abgewandten Seite auf, wobei die Spitze der V-Form in Richtung der ersten Linse 6 zeigt. Diese im Wesentlichen das Gegenstück zur Form der zweiten Linse 7 ausFigur 4 bildende Form bricht das von der ersten Linse 6 abgegebene Licht derart bzw. lenkt es um, dass der von der ersten Linse vorgegebene halbe Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel von 15° auf 30° vergrößert wird. - Durch die Vergrößerung des Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkels ist es nunmehr möglich, dass eine erfindungsgemäße Anordnung zur Lichtabgabe beispielweise auch zur Beleuchtung von Regalen bei breiteren Gängen oder bei niedrigeren Abhänghöhen der Decken in Verkaufsräumen eingesetzt werden kann. So wäre es des Weiteren auch denkbar, dass beispielsweise bei einer Umgestaltung eines Verkaufsraums, bei dem ein Gang verbreitert wird oder die Abhänghöhe der Decke niedriger gemacht wird, die bisher eingesetzte Anordnung zur Lichtabgabe 1, wie beispielsweise in
Figur 1 gezeigt, durch die einfache Anbringung der zweiten Linse 8 angepasst wird und damit gewährleistet ist, dass auch nach der Umgestaltung der Verkaufsräume die Regale entsprechend gut ausgeleuchtet werden. - Wie bereits bei der in
Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist auch bei der inFigur 6 gezeigten Ausführungsform zu erwähnen, dass die zweite Linse 8 auch so ausgestaltet sein kann, dass eine stärkere bzw. geringere Vergrößerung des Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkels stattfindet. - Insgesamt ist zur vorliegenden Erfindung anzumerken, dass durch diese ein durch eine erste Optik vorgegebener Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel durch eine zweite nach der ersten Optik angeordnete Optik verändert werden kann, wobei in der C90/C270-Ebene eine Beeinflussung (Entblendung, Leuchtdichtereduzierung, Einhaltung UGR) insbesondere durch die erste Linse erfolgt und die zweite Linse hierauf kaum Einfluss nimmt.
Claims (5)
- Anordnung zur Lichtabgabe (1), mit mehreren LED-Lichtquellen (4) und mehreren in Lichtabstrahlrichtung nach den LED-Lichtquellen (4) angeordneten ersten Linsen (6), wobei die ersten Linsen (6) zu einem optischen Element (2) zusammengefügt sind und in Lichtabstrahlrichtung nach den ersten Linsen (6) zweite Linsen (7, 8) zur Beeinflussung des von den ersten Linsen (6) abgegebenen Lichts angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtstärkeverteilungskurve des von jeder ersten Linse (6) abgegebenen Lichts in der C0/C180-Ebene zwei im Wesentlichen symmetrische voneinander getrennte Flügel aufweist, die jeweils im wesentlichen in einem Winkelbereich von 0° bis 90°, bezogen auf eine Achse parallel zur Lichtabstrahlrichtung durch den Lichtschwerpunkt der jeweiligen ersten Linse (6), liegen und jeweils einen Spitzenbereich und daran beidseits anschließende Flankenbereiche, in denen die Lichtstärke auf einen deutlich geringeren Wert als in dem Spitzenbereich abfällt, aufweisen, wobei der Spitzenbereich bei Winkeln grösser 0° liegt und eine der Flanken zu dem Winkelbereich um 0° hin abfällt, wobei der Winkel zwischen den beiden Spitzenbereichen der Flügel dem Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von der jeweiligen ersten Linse (6) abgegebenen Lichts entspricht und dass die zweiten Linsen (7, 8) derart ausgebildet und nach den ersten Linsen (6) angeordnet sind, dass durch die zweiten Linsen (7, 8) der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von den ersten Linsen (6) abgegebenen Lichts verkleinert oder vergrößert wird. - Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Öffnungs- bzw. Abstrahlwinkel des von den ersten Linsen (6) abgegebenen Lichts größer 0° ist. - Anordnung zur Lichtabgabe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder LED-Lichtquelle (4) jeweils genau eine erste Linse (6) des optischen Elements (2) zugeordnet ist. - Anordnung zur Lichtabgabe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass nur einem Teil der ersten Linsen (6) zweite Linsen (7, 8) zugeordnet sind. - Anordnung zur Lichtabgabe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung zur Lichtabgabe (1) ein Gehäuse (3) mit einer Lichtaustrittsöffnung aufweist, wobei in dem Gehäuse (3) die mehreren LED-Lichtquellen (4) angeordnet sind und die mehreren ersten Linsen (6) das Gehäuse (3) in Lichtabstrahlrichtung verschließen.
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