EP3760920A1 - Leuchte mit adaptiver lvk - Google Patents

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Publication number
EP3760920A1
EP3760920A1 EP20183772.1A EP20183772A EP3760920A1 EP 3760920 A1 EP3760920 A1 EP 3760920A1 EP 20183772 A EP20183772 A EP 20183772A EP 3760920 A1 EP3760920 A1 EP 3760920A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optics
luminaire
light
leds
different
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20183772.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Wuppinger
Katrin Schroll
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.)
Siteco GmbH
Original Assignee
Siteco GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siteco GmbH filed Critical Siteco GmbH
Publication of EP3760920A1 publication Critical patent/EP3760920A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/06—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/02—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/04—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14—Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional [2D] array
    • F21Y2105/16—Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional [2D] array square or rectangular, e.g. for light panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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 present invention relates to a luminaire for stationary installation, in particular a street luminaire or a luminaire which is permanently installed on the building side, with a variable light distribution curve (LID).
  • LID variable light distribution curve
  • the object of the present invention is therefore to provide lights that are as universal as possible, which can be used for different spatial situations indoors or outdoors to illuminate individual local conditions and yet achieve a uniform standard-compliant lighting level.
  • a particular advantage of the luminaire according to the invention is that the light distribution of the luminaire can be adapted by the electronic interface so that the light intensity that is emitted in individual solid angle areas can be changed.
  • a lamp according to the present invention also enables non-rotationally symmetrical light distributions to be set individually. For example, in a specific lighting situation of a road, the light distribution can be set in such a way that a uniform illuminance takes place on the road surface along any curve radius of the road.
  • Adjacent parts of the street for example a set back bus stop, can also be illuminated.
  • a major advantage of the luminaire is that the light distribution is set via an electronic control. This means that the same luminaires can be mounted along the street, for example on the same lamp masts with constant mast spacing, and only through the Controlling the luminaire as part of a parameterization, the individual lighting profile required for the local conditions can be set. The same applies analogously to lights that are installed on the building side. These, too, can be adapted to individually designed rooms and corridors within the building without the need to always provide different lights for the individual lighting tasks. This simplifies both the procurement of the lights and the storage for a possible replacement of the lights in the event of damage. In principle, every luminaire is somewhat oversized because certain solid angle areas are not illuminated with the maximum available light intensity. This supposed disadvantage is, however, largely offset by the advantage of easier procurement and storage of the same lights.
  • the control is set up to change the luminous flux emitted by individual LEDs or groups of LEDs on at least one of the partial areas of the optics.
  • the light distribution is varied in that the optics, in combination with one or more of the assigned LEDs, emit light in different solid angle areas.
  • the relevant LEDs or groups of LEDs are switched off or dimmed so that individual solid angle areas are not illuminated or only less illuminated.
  • the control is set up to change the spatial arrangement of the light-emitting surface with respect to the optics.
  • the light distribution is changed in that the geometry between the optics and the light emitting surface is changed. This changes the angles of incidence of light on the optics, which can be formed, for example, by lenses and / or reflectors. This also changes the light output from the optics or the overall luminaire in individual solid angle areas. If the optics do not include simple circular symmetry, certain solid angle areas that are not arranged circularly symmetrical to one another can be illuminated differently.
  • the light-emitting surface is arranged in a stationary manner in the luminaire and the position of the optics can be displaced with respect to the light-emitting surface.
  • the optics move relative to the rigidly arranged light-emitting surface.
  • a lens can be displaced vertically and / or horizontally with respect to the light-emitting surface with an actuator.
  • Different light distributions can be generated depending on the geometry of the lens.
  • free-form lenses are provided which do not have any cylindrical symmetry. This enables complex changes to be made in the light distribution of the luminaire.
  • a reflector can also be relocated.
  • the optics are arranged in a stationary manner in the lamp and the position of the light-emitting surface can be displaced with respect to the optics.
  • the light-emitting surface moves relative to the optics in order to change the light distribution.
  • the light-emitting surface can be formed from a carrier surface on which the multiple LEDs (light-emitting diodes, which are understood here to mean all types of semiconductor light sources) are arranged. This support surface can be shifted in sections by actuators, so that the distance and the angle of the LEDs to the optics changes in order to change the light distribution of the lamp, which is generated by the light that emerges from the optics.
  • the alignment of the optics with respect to the light-emitting surface can be changed.
  • the optics can only be changed at an angle with respect to the light-emitting surface.
  • the optics have transparent or reflective sections, the transparency or reflectivity of the sections to one another being changeable by one or more panels, LCD (liquid crystal display) arrangements and / or DLP (digital light processing) Arrangements which are each assigned to one of the transparent or reflective sections.
  • LCD liquid crystal display
  • DLP digital light processing
  • parts of the optics are hidden. Since the optics emit light in different solid angles, the light distribution in the individual solid angle areas can also be reduced by masking out individual areas of the optics.
  • This embodiment is particularly preferred because no mechanical displacement between the optics and the light-emitting surface is necessary. The embodiment is therefore easy to manufacture and relatively low-wear.
  • the optics comprise a GRIN (gradient index) lens in connection with a device for changing the position of the optics.
  • a GRIN lens is a lens that has a transparent material with different refractive indices. The refraction of light in different directions is caused by the difference in the refractive indices alone.
  • Such a lens can have a simple cylindrical or cuboid external geometry and still generate a complex light distribution.
  • a lens of this type can serve to change the light distribution by changing the position of the lens relative to the light-emitting surface.
  • One advantage is that the lens itself does not have to have a complicated geometric outer contour, so that it can be moved easily with respect to the light-emitting surface by mechanical actuators.
  • the optics comprise one or more liquid lenses, the shape of which can be changed by applying a voltage.
  • Liquid lenses can change their shape when a voltage is applied and thus their refraction behavior.
  • the advantage of this embodiment is that the lens can be influenced relatively easily by applying voltages. Mechanical actuators to move the lens are not required.
  • the LEDs are arranged in the form of a matrix on the light-emitting surface.
  • a matrix-like arrangement of the LEDs has the advantage that a large number of LEDs can emit light onto the optics and the light distribution can thereby be changed by switching one or more LEDs. Since a matrix is about a If a larger area section extends on the light-emitting surface, the possibility of varying the light distributions in such an arrangement by switching LEDs on and off or dimming LEDs is very high.
  • the luminaire has a plurality of modules with different spatial alignment, each of which has a different optic, the luminous flux being changeable by the control in the modules.
  • several modules ensure that the light distribution of the luminaire is changed.
  • each module can be provided for illuminating certain solid angle areas.
  • the light distribution of the luminaire can be influenced by dimming the modules or by changing the space between the modules.
  • the optics have a plurality of lens plates which each comprise different individual lenses, and the luminous fluxes through the individual lenses can be changed relative to one another.
  • the optics comprise an arrangement of several individual lenses which are each arranged on lens plates.
  • the individual lenses can, for example, be mechanically displaced relative to one another, so that the light emitted by the individual lenses can be aligned in different solid angles.
  • Such an embodiment also has the advantage that the total luminous flux of the luminaire does not need to change and the light from the luminaire can nevertheless be increased for illumination in certain solid angle areas by superimposing individual luminous fluxes from the individual lenses.
  • the optics have different zones, each of which is different Deflect the luminous flux through different refractive indices and / or through different surface curvatures or inclinations, and the luminous fluxes in the zones can be mutually changed.
  • the optics too, there is the possibility of changing the light distribution of the luminaire by adjusting the optics without necessarily having to dim some LEDs.
  • the luminaire is set up to receive parameterization data via the electronic interface which specify the luminaire space angle areas to be illuminated by the luminaire, and / or the luminaire has a memory which stores the aforementioned parameterization data as previously set or as received via the interface Saves data.
  • the light distribution to be set by the luminaire can be called up via a cloud, for example, and saved in the luminaire.
  • the luminaire can be delivered from the factory without the light distribution to be set and the luminaire is only parameterized according to its installation location after installation.
  • the interface receives the data directly from the internal memory. In this embodiment it can be provided that the parameterization data can still be changed after the lamp has been installed.
  • the reflector 2 has several reflective surfaces which are provided within a reflective body which is open on two sides.
  • the reflective surfaces comprise an approximately flat bottom surface 4 and facets 6 on the sides thereof, which extend to the edge of the openings in the reflector.
  • An opening 8 is also provided within the bottom surface 4, in which a matrix of several LEDs 10 is arranged.
  • LEDs light emitting diodes
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • the LEDs 10 (see Figure 4 ) for arrangement in the opening 8 are mounted on a circuit board 12 and electrically contacted.
  • the reflector 2 is mounted with the outside of the bottom surface 4 on the circuit board 12 (not shown in the figures), so that the matrix of LEDs 10 inside the opening 8 and emits the light into the interior of the reflector, which is designed as a hollow body.
  • the light of the LEDs 10 is partially reflected by the reflective surfaces 4 and 6 of the reflector 2 and then exits the openings of the reflector and the other part of the light exits the reflector directly without reflection, depending on the position of the LEDs 10 within the Matrix.
  • the LEDs 10 can be switched on and off or dimmed individually or in groups within the matrix. Since the light of each individual LED is reflected differently on the reflector due to the spatial position, the light distribution of the luminaire can be influenced by switching on or off or by dimming the individual LEDs in the matrix.
  • the light distribution of the luminaire can then also be influenced by switching on, switching off or dimming a group of LEDs that are assigned to a reflector in relation to a further group of LEDs that are assigned to a reflector of a different design.
  • the reflector as in the Figures 1 to 3 shown, generates a mirror-symmetrical light distribution in relation to a sectional plane which corresponds to the plane of symmetry of the reflector when all LEDs of the matrix generate the same light intensity.
  • a light distribution can also be generated which is asymmetrical with respect to the plane of symmetry of the reflector.
  • a large variation in light distributions can be generated with such a reflector in combination with the separately switchable or dimmable LEDs of the LED matrix.
  • the optics of a lamp according to the invention are not limited to the shape of the reflector shown.
  • reflectors and / or lenses can be provided as optics in the luminaire.
  • free-form lenses are also taken into account, which refract the light from a matrix of LEDs in different directions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Leuchte zur stationären Montage in einem Innen- oder Außenraum mit einer lichtemittierenden Oberfläche, welche Licht mehrerer LEDs (10) abgibt, wenigstens einer der lichtemittierenden Oberflächen zugeordneten Optik (2), welche Lichtströme der LEDs (10) in verschiedenen Teilbereichen der Optik (2) unterschiedlich ablenkt, und einer elektronische Schnittstelle zum Ansteuern der Leuchte, wobei die Ansteuerung eingerichtet ist, um die Lichtströme der LEDs (10) in den verschiedenen Teilbereichen der Optik (2) zu verändern, so dass sich ein Verhältnis von Lichtintensitäten des von der Optik (2) abgegebenen Lichts in wenigstens zwei nicht rotationssymmetrisch zueinander liegenden verschiedenen Raumwinkelbereichen gegeneinander verändert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte zur stationären Montage, insbesondere eine Straßenleuchte oder eine Leuchte, welche gebäudeseitig festinstalliert ist, mit einer veränderbaren Lichtverteilungskurve (LVK).
  • Betrachtet man Straßengeometrien, wird man schnell feststellen, dass alle Straßen in Kombination mit angrenzenden Anlagen, wie z.B. Gehwege oder Fahrradwege, unterschiedliche Geometrien aufweisen. Diese Straßen werden mit Straßenleuchten mit immer gleichem Mastabstand und Masthöhe beleuchtet. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien kann die Beleuchtung der Straße sowie der angrenzenden Anlagen nicht optimal sein. Es ist weder für den Leuchtenhersteller möglich, eine Leuchte für jede örtliche Gegebenheit anzubieten, noch ist es für den Anwender zumutbar, zig verschiedene Leuchten für jede Straße zu erwerben und ggf. auch noch für mögliche Schadensfälle als Ersatz in einem Lager vorrätig zu halten. Die Folge ist, dass Teile der Straße oder der angrenzenden Anlagen nicht ideal ausgeleuchtet werden. Die tatsächliche Ausleuchtung stellt nur einen Kompromiss dar zwischen der plangerechten normierten Beleuchtung und der tatsächlichen Beleuchtung durch möglichst wenige baugleiche Straßenleuchten.
  • Das gleiche Problem stellt sich bei gebäudeseitig montierten Leuchten. Beispielsweise ist in einem Hochregallager ein komplexes System von Gängen und an den Gängen angrenzenden Lagerregalen zu beleuchten. Bei Verwendung der immer gleichen Innenraumleuchten, welche z.B. an der Decke montiert werden, können nicht alle Gangabschnitte gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Insbesondere im Bereich von Abzweigungen der Gänge ist die auf der zu beleuchtenden Fläche erzielte Beleuchtungsstärke nicht einheitlich, sofern nicht Sonderanfertigungen von Leuchten für die bestimmte räumliche Gegebenheit zur Verfügung stehen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, möglichst universelle Leuchten bereitzustellen, die für verschiedene räumliche Situationen im Innenbereich oder Außenbereich zur Ausleuchtung individueller örtlicher Gegebenheiten eingesetzt werden können und dabei dennoch ein gleichmäßiges normgerechtes Beleuchtungsniveau erzielen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Leuchte gemäß Anspruch 1. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Leuchte besteht darin, dass die Lichtverteilung der Leuchte durch die elektronische Schnittstelle anpassbar ist, so dass die Lichtintensität, welche in einzelne Raumwinkelbereiche abgegeben wird, veränderbar ist. Im Unterschied zu einfachen Leuchten aus dem Stand der Technik, welche durch ein Verschieben einer Vorsatzlinse eine rotationssymmetrische Aufweitung oder Bündelung der Lichtverteilung ermöglichen, wie z.B. in Taschenlampen, ermöglicht es eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung, auch nicht rotationssymmetrische Lichtverteilungen individuell einzustellen. Beispielsweise kann in einer bestimmten Beleuchtungssituation einer Straße die Lichtverteilung so eingestellt werden, dass eine gleichmäßige Beleuchtungsstärke auf der Straßenoberfläche entlang einem beliebigen Kurvenradius der Straße erfolgt. Ferner können auch angrenzende Teil der Straße, z.B. eine zurückversetzte Bushaltestelle, ausgeleuchtet werden. Ein wesentlicher Vorteil der Leuchte besteht darin, dass die Einstellung der Lichtverteilung über eine elektronische Ansteuerung erfolgt. Dadurch können entlang der Straße, z.B. an immer gleichen Leuchtenmasten mit konstantem Mastabstand, gleiche Leuchten montiert werden und erst durch die Ansteuerung der Leuchte im Rahmen einer Parametrierung kann das individuelle für die örtliche Gegebenheit erforderliche Beleuchtungsprofil eingestellt werden. Das gleiche gilt sinngemäß für Leuchten, welche gebäudeseitig installiert werden. Auch diese lassen sich an individuell geschnittene Räume und Gänge innerhalb des Gebäudes anpassen, ohne dass es hierzu notwendig ist, immer verschiedene Leuchten für die einzelnen Beleuchtungsaufgaben vorzusehen. Dadurch ist sowohl die Beschaffung der Leuchten als auch die Lagerhaltung für einen möglichen Ersatz der Leuchten im Schadensfall vereinfacht. Im Prinzip ist zwar jede Leuchte etwas überdimensioniert, weil bestimmte Raumwinkelbereiche nicht mit der maximal verfügbaren Lichtintensität ausgeleuchtet werden. Dieser vermeintliche Nachteil wird jedoch bei weitem durch den Vorteil der einfacheren Beschaffung und Lagerhaltung von immer gleichen Leuchten ausgeglichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerung dazu eingerichtet, den von einzelnen LEDs oder Gruppen von LEDs abgegebenen Lichtstrom auf wenigstens einen der Teilbereiche der Optik zu verändern. In dieser Ausführungsform wird die Lichtverteilung dadurch variiert, dass die Optik in Kombination mit einer oder mehreren der zugeordneten LEDs Licht in unterschiedliche Raumwinkelbereiche abgibt. Um die Lichtabgabe in die verschiedenen Raumwinkelbereiche zu verändern, werden die betreffenden LEDs oder Gruppen von LEDs abgeschaltet oder gedimmt, so dass einzelne Raumwinkelbereiche nicht oder nur schwächer ausgeleuchtet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerung dazu eingerichtet, die räumliche Anordnung der lichtemittierenden Oberfläche gegenüber der Optik zu ändern. In dieser Ausführungsform wird die Lichtverteilung dadurch geändert, dass die Geometrie zwischen der Optik und der lichtemittierenden Oberfläche geändert wird. Dadurch ändern sich die Lichteinfallswinkel auf die Optik, welche z.B. durch Linsen und/oder Reflektoren gebildet sein kann. Auch dadurch wird die Lichtabgabe von der Optik bzw. der Gesamtleuchte in einzelnen Raumwinkelbereichen geändert. Wenn die Optik keine einfache Kreissymmetrie umfasst, lassen sich dadurch auch bestimmte Raumwinkelbereiche, welche nicht kreissymmetrisch zueinander angeordnet sind, unterschiedlich ausleuchten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die lichtemittierende Oberfläche stationär in der Leuchte angeordnet und die Optik ist in der Position gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche verlagerbar. In dieser Ausführungsform bewegt sich die Optik gegenüber der starr angeordneten lichtemittierenden Oberfläche. Beispielsweise kann mit einem Aktuator eine Linse vertikal und/oder horizontal gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche verlagert werden. Abhängig von der Geometrie der Linse können dadurch unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden. Insbesondere sind in dieser Ausführungsform Freiformlinsen vorgesehen, welche keine Zylindersymmetrie aufweisen. Dadurch lassen sich komplexe Veränderungen in der Lichtverteilung der Leuchte erzeugen. Ebenso kann ein Reflektor verlagert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Optik stationär in der Leuchte angeordnet und die lichtemittierende Oberfläche ist in der Position gegenüber der Optik verlagerbar. In dieser Ausführungsform bewegt sich die lichtemittierende Oberfläche gegenüber der Optik, um die Lichtverteilung zu verändern. Beispielsweise kann die lichtemittierende Oberfläche aus einer Trägerfläche gebildet sein, auf der die mehreren LEDs (light emitting diodes, worunter hier alle Arten von Halbleiterlichtquellen verstanden werden) angeordnet sind. Diese Trägerfläche kann abschnittsweise durch Aktuatoren verlagert werden, so dass sich der Abstand und der Winkel der LEDs zu der Optik ändert, um die Lichtverteilung der Leuchte, welche durch das Licht erzeugt wird, welches aus der Optik austritt, zu verändern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Optik in ihrer Ausrichtung gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche veränderbar. Zur Veränderung der Lichtverteilung kann die Optik auch lediglich in einem Winkel gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche verändert werden. Ferner ist es bei einer nicht kreissymmetrischen Optik auch möglich, durch Verdrehen der Optik gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche die Lichtverteilung zu beeinflussen. Allgemein ändert sich daher die Ausrichtung der Optik gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche, um die gewünschte Veränderung der Lichtverteilung zu erzielen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Optik transparente oder reflektive Abschnitte auf, wobei die Transparenz oder Reflektivität der Abschnitte zueinander veränderbar ist durch eine oder mehrere Blenden, LCD(Liquid-Crystal-Display)-Anordnungen und/oder DLP(Digital-Light-Processing)-Anordnungen, die jeweils einem der transparenten oder reflektiven Abschnitte zugeordnet sind. In dieser Ausführungsform werden Teile der Optik ausgeblendet. Da die Optik Licht in unterschiedlichen Raumwinkeln abgibt, kann durch Ausblenden einzelner Bereiche der Optik auch die Lichtverteilung in den einzelnen Raumwinkelbereichen verringert werden. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt, weil keine mechanische Verschiebung zwischen der Optik und der lichtemittierenden Oberfläche notwendig ist. Die Ausführungsform ist daher einfach herzustellen und verhältnismäßig verschleißarm.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Optik eine GRIN(Gradientenindex)-Linse in Verbindung mit einer Einrichtung zur Positionierungsänderung der Optik. Unter einer GRIN-Linse versteht man eine Linse, die ein transparentes Material mit unterschiedlichen Brechungsindices aufweist. Alleine durch den Unterschied der Brechungsindices wird die Lichtbrechung in unterschiedlichen Richtungen hervorgebracht. Eine solche Linse kann eine einfache zylindrische oder quaderförmige Außengeometrie aufweisen und trotzdem eine komplexe Lichtverteilung erzeugen. Eine derartige Linse kann, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen erläutert, durch Positionsänderungen Linse gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche dazu dienen, die Lichtverteilung zu verändern. Ein Vorteil besteht darin, dass die Linse selbst keine komplizierte geometrische Außenkontur aufweisen muss, so dass sie sich einfach durch mechanische Aktuatoren gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche bewegen lässt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Optik eine oder mehrere Flüssiglinsen, die durch Anlegegen einer Spannung in der Form veränderbar sind. Flüssiglinsen können durch Anlegen einer Spannung ihre Form verändern und damit das Brechungsverhalten. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Beeinflussung der Linse verhältnismäßig einfach durch Anlegen von Spannungen erzeugt werden kann. Mechanische Aktuatoren zum Bewegen der Linse sind nicht erforderlich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die LEDs auf der lichtemittierenden Oberfläche matrixförmig angeordnet. Eine matrixförmige Anordnung der LEDs hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von LEDs Licht auf die Optik abgeben können und durch Schalten einzelner oder mehrerer LEDs die Lichtverteilung dadurch geändert werden kann. Da sich eine Matrix über einen größeren Flächenabschnitt auf der lichtemittierenden Oberfläche erstreckt, ist die Variationsmöglichkeit der Lichtverteilungen in einer solchen Anordnung durch Zu- und Abschalten oder Dimmen von LEDs sehr hoch.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchte mehrere Module mit unterschiedlicher räumlicher Ausrichtung auf, die jeweils eine unterschiedliche Optik besitzen, wobei der Lichtstrom durch die Ansteuerung in den Modulen veränderbar ist. In dieser Ausführungsform sorgen mehrere Module dafür, dass die Lichtverteilung der Leuchte geändert wird. Beispielsweise kann jedes Modul zur Ausleuchtung bestimmter Raumwinkelbereiche vorgesehen sein. Durch Dimmen der Module oder durch räumliches Verändern der Module zueinander kann die Lichtverteilung der Leuchte beeinflusst werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Optik mehrere Linsenplatten auf, die jeweils verschiedene Einzellinsen umfassen, und die Lichtströme durch die Einzellinsen sind gegeneinander veränderbar. In diesem Fall umfasst die Optik eine Anordnung mehrerer Einzellinsen, die jeweils auf Linsenplatten angeordnet sind. Die Einzellinsen können beispielsweise mechanisch gegeneinander verlagert werden, so dass das von den Einzellinsen abgegebene Licht in unterschiedliche Raumwinkel ausgerichtet werden kann. Eine solche Ausführungsform hat auch den Vorteil, dass sich der Gesamtlichtstrom der Leuchte nicht zu verändern braucht und trotzdem das Licht der Leuchte zur Ausleuchtung in bestimmte Raumwinkelbereiche durch Überlagerung von einzelnen Lichtströmen der Einzellinsen erhöht werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Optik verschiedene Zonen auf, die jeweils eine unterschiedliche Ablenkung des Lichtstroms durch unterschiedliche Brechungsindices und/oder durch unterschiedliche Oberflächenkrümmungen oder -neigungen hervorbringen und die Lichtströme in den Zonen sind gegeneinander veränderbar. Auch in dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit gegeben, dass durch Verstellen der Optik, ohne zwangsläufig einige LEDs dimmen zu müssen, eine Veränderung der Lichtverteilung der Leuchte erzielt werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchte eingerichtet, um über die elektronische Schnittstelle Parametrierdaten zu empfangen, welche die von der Leuchte auszuleuchtenden Leuchtenraumwinkelbereiche spezifizieren, und/oder die Leuchte weist einen Speicher auf, welcher die genannten Parametrierdaten als vorhergehend eingestellte oder als über die Schnittstelle empfangene Daten speichert. Die von der Leuchte einzustellende Lichtverteilung kann dadurch beispielsweise über eine Cloud abgerufen werden und in der Leuchte gespeichert werden. In diesem Fall kann die Leuchte werkseitig ohne die einzustellende Lichtverteilung ausgeliefert werden und erst nach der Installation wird die Leuchte entsprechend ihrem Montageort parametriert. Alternativ ist es auch möglich, die Parametrierdaten vorher in den Speicher der Leuchte zu speichern. In diesem Fall empfängt die Schnittstelle die Daten direkt vom internen Speicher. In dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Parametrierdaten auch nach Installation der Leuchte noch zu ändern sind.
  • Weiter Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren gegeben werden. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
    • Figur 1
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines Reflektors für eine Leuchte einer Ausführungsform der Erfindung.
    Figur 2
    zeigt eine Aufsicht auf den Reflektor nach Figur 1 von oben.
    Figur 3
    zeigt eine Aufsicht auf den Reflektor nach Figur 1 auf die Bodenfläche.
    Figur 4
    zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Platine mit LEDs zum Bilden einer Leuchte mit einem Reflektor nach Figur 1.
  • Bezug nehmend auf die Figuren 1 bis 3 wird eine Optik in Form eines Reflektors 2 für eine Leuchte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der Reflektor 2 weist mehrere Reflexionsflächen auf, die innerhalb eines nach zwei Seiten offenen Reflexionskörpers vorgesehen sind. Die Reflexionsflächen umfassen eine etwa ebene Bodenfläche 4 sowie an deren Seiten Facetten 6, die sich zum Rand der Öffnungen des Reflektors erstrecken. Innerhalb der Bodenfläche 4 ist ferner eine Öffnung 8 vorgesehen, in welcher eine Matrix von mehreren LEDs 10 angeordnet wird. Unter LEDs (light emitting diodes) werden alle Formen von Halbleiterlichtquellen einschließlich OLEDs (organic light emitting diodes) verstanden.
  • Die LEDs 10 (siehe Figur 4) zur Anordnung in der Öffnung 8 sind auf einer Platine 12 angebracht und elektrisch kontaktiert. Der Reflektor 2 wird mit der Außenseite der Bodenfläche 4 auf der Platine 12 montiert (in den Figuren nicht dargestellt), so dass die Matrix von LEDs 10 innerhalb der Öffnung 8 liegt und das Licht in das Innere des als Hohlkörper ausgebildeten Reflektors abgibt.
  • Das Licht der LEDs 10 wird teilweise von den Reflexionsflächen 4 und 6 des Reflektors 2 reflektiert und tritt danach aus den Öffnungen des Reflektors aus und der andere Teil des Lichts tritt direkt ohne Reflexion aus dem Reflektor aus, abhängig von der Lage der LEDs 10 innerhalb der Matrix.
  • Die LEDs 10 können innerhalb der Matrix einzeln oder gruppenweise ein- und ausgeschaltet oder gedimmt werden. Da das Licht jeder einzelnen LED an dem Reflektor unterschiedlich reflektiert wird aufgrund der räumlichen Lage, lässt sich durch Zu- oder Abschalten bzw. durch Dimmen der einzelnen LEDs in der Matrix die Lichtverteilung der Leuchte beeinflussen.
  • In den Figuren ist nur ein Reflektor 2 in Kombination mit einer LED-Matrix dargestellt. Innerhalb einer Leuchte, z.B. einer Straßenleuchte, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, könnten auch mehrere derartige Reflektoren vorgesehen sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass unterschiedliche Reflektortypen in einer Leuchte angeordnet sind. Dann lässt sich die Lichtverteilung der Leuchte auch dadurch beeinflussen, dass jeweils eine Gruppe von LEDs, die einem Reflektor zugeordnet sind, gegenüber einer weiteren Gruppe von LEDs, die einem Reflektor einer anderen Bauart zugeordnet sind, zugeschaltet oder abgeschaltet bzw. gedimmt werden.
  • Der Reflektor, wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, erzeugt eine spiegelsymmetrische Lichtverteilung in Bezug auf eine Schnittebene, welche der Symmetrieebene des Reflektors entspricht, wenn alle LEDs der Matrix die gleiche Lichtstärke erzeugen. Wenn jedoch einzelne LEDs oder Zeilen von LEDs parallel zur Symmetrieebene des Reflektors einseitig zu- oder abgeschaltet oder gedimmt werden, kann auch eine Lichtverteilung erzeugt werden, die asymmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene des Reflektors ist. Insgesamt lässt sich daher eine große Variation von Lichtverteilungen mit einem derartigen Reflektor in Kombination mit den separat schaltbaren bzw. dimmbaren LEDs der LED-Matrix erzeugen.
  • Zahlreiche Modifikationen sind im Rahmen der Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, möglich. Insbesondere ist die Optik einer Leuchte gemäß der Erfindung nicht auf die Form des dargestellten Reflektors beschränkt. Im Allgemeinen können Reflektoren und/oder Linsen als Optik in der Leuchte vorgesehen sein. Insbesondere sind auch Freiformlinsen berücksichtigt, welche das Licht einer Matrix von LEDs in unterschiedliche Richtungen brechen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 2
    Optik, insbesondere Reflektor
    4
    Bodenfläche
    6
    Facetten
    8
    Öffnung
    10
    LED
    12
    Platine

Claims (14)

  1. Leuchte zur stationären Montage in einem Innen- oder Außenraum mit einer lichtemittierenden Oberfläche, welche Licht mehrerer LEDs (10) abgibt, wenigstens einer der lichtemittierenden Oberflächen zugeordneten Optik (2), welche Lichtströme der LEDs (10) in verschiedenen Teilbereichen der Optik (2) unterschiedlich ablenkt, und einer elektronische Schnittstelle zum Ansteuern der Leuchte, wobei die Ansteuerung eingerichtet ist, um die Lichtströme der LEDs (10) in den verschiedenen Teilbereichen der Optik (2) zu verändern, so dass sich ein Verhältnis von Lichtintensitäten des von der Optik (2) abgegebenen Lichts in wenigstens zwei nicht rotationssymmetrisch zueinander liegenden verschiedenen Raumwinkelbereichen gegeneinander verändert.
  2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerung dazu eingerichtet ist, den von einzelnen LEDs (10) oder Gruppen von LEDs (10) abgegebenen Lichtstrom auf wenigstens einen der Teilbereiche der Optik (2) zu verändern.
  3. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerung dazu eingerichtet ist, die räumliche Anordnung der lichtemittierenden Oberfläche gegenüber der Optik (2) zu ändern.
  4. Leuchte nach Anspruch 3, wobei die lichtemittierende Oberfläche stationär in der Leuchte angeordnet ist und die Optik in der Position gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche verlagerbar ist.
  5. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Optik stationär in der Leuchte angeordnet ist und die lichtemittierende Oberfläche in der Position gegenüber der Optik verlagerbar ist.
  6. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik in ihrer Ausrichtung gegenüber der lichtemittierenden Oberfläche veränderbar ist.
  7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik transparente oder reflektive Abschnitte aufweist, wobei die Transparenz oder Reflektivität der Abschnitte zueinander veränderbar ist, insbesondere durch eine oder mehrere Blenden, LCD-Anordnungen und/oder DLP-Anordnungen, die jeweils einen der transparenten oder reflektiven Abschnitte zugeordnet sind.
  8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik eine GRIN-Linse in Verbindung mit einer Einrichtung zur Positionierungsänderung der Optik umfasst.
  9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik eine oder mehrere Flüssiglinsen umfasst, die durch Anlegegen einer Spannung in der Form veränderbar sind.
  10. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LEDs (10) auf der lichtemittierenden Oberfläche matrixförmig angeordnet sind.
  11. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte mehrere Module mit unterschiedlicher räumliche Ausrichtung aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Optik besitzen und der Lichtstrom durch die Ansteuerung in den Modulen veränderbar ist.
  12. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik mehrere Linsenplatten aufweist, die jeweils verschiedene Einzellinsen umfassen und die Lichtströme durch die Einzellinsen gegeneinander veränderbar sind.
  13. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Optik (2) verschiedene Zonen (4, 6) aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ablenkung des Lichtstroms durch unterschiedliche Brechungsindices und/oder durch unterschiedliche Oberflächenkrümmungen hervorbringen und die Lichtströme (4, 6) in den Zonen gegeneinander veränderbar sind.
  14. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte eingerichtet ist, um über die elektronische Schnittstelle Parametrierdaten zu empfangen, welche die von der Leuchte zu beleuchtenden Leuchtenraumwinkelbereiche spezifizieren, und/oder die Leuchte einen Speicher aufweist, welcher die genannten Parametrierdaten als vorhergehend eingestellte oder als über die Schnittstelle empfangene Daten speichert.
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