NL2000996C2 - Van leds voorzien verlichtingsarmatuur voor verlichting van buiten gelegen openbare ruimten. - Google Patents

Description

Van leds voorzien verlichtingsarmatuur voor verlichting van buiten gelegen openbare ruimten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verlichtingsarmatuur voor 5 verlichting van buiten gelegen openbare ruimten, zoals straten. Dergelijke verlichtingsarmaturen zijn algemeen bekend in de vorm van straatlantaarns. Deze straatlantaarns zijn, mede in verband met hun laag energieverbruik en hun lange levensduur veelal voorzien van lichtbronnen in de vorm van gasontladingslampen.

10 Met de toenemende specifieke lichtopbrengst per watt van licht emitterende dioden (leds) wordt het aantrekkelijk leds toe te passen in dergelijke verlichtingsarmaturen. Alhoewel de netto-lichtopbrengst van leds tot op heden lager is dan die van gasontladingslampen, is het toch aantrekkelijk leds toe te passen omdat een groter deel van het opgewekte licht nuttig kan worden gebruikt dan dat het geval is bij 15 gasontladingslampen. Bij leds kunnen immers refractieve optische elementen, zoals lenzen worden toegepast, waarvan het verlies kleiner is dan dat van de bij gasontladingslampen noodzakelijke reflectoren.

Er zijn dan ook verlichtingsarmaturen bekend voor verlichting van buiten gelegen 20 openbare ruimten, zoals straten, omvattende een drager, tenminste een aan de drager bevestigde licht emitterende diode (led) en een voor elke led verschaft refractief optisch element dat is ingericht voor het naar een verlichtingsgebied dat op een te verlichten oppervlak gelegen is, leiden van door de led uitgezonden licht.

25 Bij dergelijke, tot de stand van de techniek behorende verlichtingsarmaturen worden weliswaar lenzen voor de leds toegepast, maar zijn afzonderlijke optisch transparante beschermingselementen aanwezig voor het beschermen van de leds tegen omgevingsinvloeden zoals vuil en vocht. Als gevolg daarvan moeten deze afzonderlijke elementen worden geplaatst, hetgeen de kostprijs verhoogt, terwijl beide 30 elementen door het de leds verlatende licht worden doorlopen, zodat twee maal een verlies optreedt.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijk verlichtingsarmatuur, waarbij bovengenoemde nadelen worden vermeden.

2

Dit doel wordt bereikt door een dergelijk verlichtingsarmatuur waarbij het optische element is ingericht voor het tegen omgevingsinvloeden afdichten van de led.

Hiermede wordt niet alleen het aantal onderdelen verkleind, hetgeen kostprijsverlagend 5 werkt, maar bovendien vindt minder verlies van licht plaats zodat de totale lichtopbrengst van het armatuur toeneemt, dan wel het energiegebruik ervan vermindert

In vergelijking met een gasontladingslamp is de lichtopbrengst van een led klein. Om een armatuur toch voldoende licht te kunnen laten opwekken, heeft het de voorkeur dat 10 het verlichtingsarmatuur een groep van tenminste twee leds omvat met elk een refractief optisch element, waarbij elk van de tot de groep behorende combinatie van een led en een refractief optisch element is ingericht voor het verlichten van hoofdzakelijk hetzelfde op het verlichte oppervlak gelegen verlichtingsgebied. Als gevolg van deze maatregel draagt de lichtopbrengst van elk van de tot de groep 15 behorende leds bij aan de lichtsterkte op het verlichtingsgebied. Hierbij wordt opgemerkt dat de door elk van de combinaties opgewekte verlichtingsgebieden slechts grotendeels samenvallen omdat zij worden opgewekt door op korte afstanden van elkaar gelegen combinaties.

20 Ter vereenvoudiging van de fabricage en voor het vergemakkelijken van de lichttechnische berekeningen heeft het de voorkeur dat de tot de groep behorende leds elk op eenzelfde vlakke drager zijn bevestigd en dat de tot de groep behorende refractieve optische elementen zijn verbonden met een hoofdzakelijk vlakke afdekplaat die zich hoofdzakelijk parallel aan de vlakke drager uitstrekt. Hiermede wordt immers 25 bereikt dat de leds en de optische elementen zo veel mogelijk parallel aan elkaar zijn, zodat de door de combinatie opgewekt stralenbundels eveneens parallel zijn.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de tot de groep behorende refractieve elementen elk tegen de binnenzijde van de afdekplaat zijn 30 bevestigd. Hiermede wordt enerzijds een aantrekkelijk uiterlijk verkregen, terwijl anderzijds de assemblage wordt vergemakkelijkt. Veelal zal hierbij tussen elk van de optisch refractieve elementen en de afdekplaat een bijvoorbeeld van kunststof of glas vervaardigd afdichtelement zijn aangebracht.

3

De assemblage van het armatuur wordt nog verder vereenvoudigd wanneer de tot de groep behorende refractieve elementen tussen de afdekplaat en de drager van de tot de groep behorende leds zijn ingesloten.

5 Alhoewel geenszins wordt uitgesloten dat het door het armatuur verlichte verlichtingsgebied hoofdzakelijk rond of vierkant is, zal het voor veel toepassingen, bijvoorbeeld voor het verlichten van straten, aantrekkelijk zijn dat elk van de tot de groep behorende combinaties van een led met een refractief element is ingericht voor het verlichten van een langwerpig verlichtingsgebied. Hierbij zal het verlichtingsgebied 10 zich hoofdzakelijk parallel aan de lengterichting van de straat uitstrekken.

Verlichtingsarmaturen voor het verlichten van straten, zoals lantaarnpalen zijn veelal aan de rand van het trottoir bevestigd of zijn de armaturen aan een gebouw bevestigd. In dergelijke toepassingen is het dan ook aantrekkelijk dat het armatuur excentrisch kan 15 worden geplaatst ten opzichte van het zich zowel over de rijbaan als het trottoir uitstrekkende verlichtingsgebied.

Optische verliezen in de optisch refractieve elementen treden mede op als gevolg van reflectie. Om dit verschijnsel zo veel mogelijk tegen te gaan, heeft het de voorkeur dat 20 de refractieve elementen op tenminste een van hun optisch actieve oppervlakken van een anti-reflectiecoating zijn voorzien. In principe is het hierbij mogelijk dat deze coating is aangebracht op de binnenzijde als op buitenzijde of op beide zijden. Het gebruik op de binnenzijde heeft het voordeel dat de laag beter is beschermd.

25 Om de kleur van het door de leds uitgezonden licht te veranderen voordat het het optisch refractieve element verlaat, heeft het de voorkeur dat de refractieve elementen op tenminste een van hun optisch actieve oppervlakken van een fosforlaag zijn voorzien. Het zal duidelijk zijn dat het woord ‘fosfor’ hier de betekenis heeft van een materiaal, dat onder invloed van licht, licht uitzendt met een golflengte die afwijkt van 30 die van het ontvangen licht.

Alhoewel in principe goede lichtopbrengsten kunnen worden verkregen door de leds zonder toepassing van een reflector te gebruiken, wordt de lichtopbrengst verbeterd 4 wanneer een reflector, bij voorkeur een kleine, zich in de vorm van een zich rondom de led uitstrekkende conische kraag word toegepast.

De assemblage van het armatuur wordt vereenvoudigd wanneer een groter dan één zijnd 5 aantal tot de groep behorende optisch refractieve elementen is samengevoegd tot een enkel onderdeel.

Alhoewel volgens de uitvinding het grootste deel van de combinaties van leds en optisch refractieve elementen is ingericht voor het opwekken van samenvallende 10 verlichtingsgebieden, kan het aantrekkelijk zijn, bijvoorbeeld voor het verschaffen van een grotere verlichtingssterkte aan de randen van het verlichtingsgebied sommige combinaties van leds en optisch refractieve elementen in te richten voor het slechts verlichten van deze randgebieden. Hiertoe verschaft een bijzondere uitvoeringsvorm de maatregel dat het armatuur een aantal niet tot de groep behorend aantal secundaire 15 combinaties van led en optisch refractief element omvat, die elk zijn ingericht voor het verlichten van een van het verlichtingsgebied afwijkend secundair verlichtingsgebied.

Het kan echter evenzeer zijn gewenst dat tenminste een deel van de niet tot de groep behorende secundaire combinaties van led en optisch refractief element is ingericht voor 20 het verlichten van een secundair verlichtingsgebied, dat een deel vormt van het verlichtingsgebied. Hiermede kunnen bijvoorbeeld aan de rand van het verlichtingsgebied gelegen gebieden beter worden verlicht. Er wordt overigens niet uitgesloten dat het secundaire verlichtingsgebied zich buiten het verlichtingsgebied uitstrekt.

25

Om de bedrijfstemperatuur van de leds te verlagen en daarmede hun levensduur te vergroten heeft het de voorkeur dat de drager voor de leds van thermisch goed geleidend materiaal is vervaardigd en dat de drager door middel van een groot contactvlak is verbonden met een deel van de behuizing van het armatuur. Evenmin 30 wordt uitgesloten dat de drager door een deel van de behuizing wordt gevormd. Hierbij wordt opgemerkt dat deze drager veelal door een printplaats wordt gevormd. Het oppervlak waarop de componenten zijn geplaatst zal van elektrisch isolerend materiaal moeten zijn vervaardigd om daarop functionele geleidende sporen te kunnen aanbrengen. Deze noodzakelijk maatregel wordt met die van de onderhavige 5 uitvoeringsvorm gecombineerd door een zogenaamde ‘metal core’ printplaat. Het zal overigens duidelijk zijn dat ook ander volledige van elektrische isolerend materiaal vervaardigde printplaten zouden kunnen worden toegepast.

5 Voor een effectieve koeling is een schoon koeloppervlak van belang. Om het koeloppervlak van het armatuur zo goed mogelijk van nature schoon te houden heeft het de voorkeur dat de behuizing tenminste gedeeltelijk van een glad oppervlak is voorzien. Het zal overigens duidelijk zijn dat de toepassing van het gladde koeloppervlak niet beperkt is tot armaturen die van leds als lichtbronnen zijn voorzien; deze maatregel is 10 eveneens van toepassing op armaturen voor andersoortige lichtbronnen zoals gasontladingslampen.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: 15 Figuur 1: een schematisch doorsnede-aanzicht van een armatuur volgens de uitvinding;

Figuur 2: een schematisch doorsnede-aanzicht van een detail van het in figuur 1 afgebeelde armatuur;

Figuur 3: een met figuur 2 overeenkomend doorsnede-aanzicht van een tweede 20 uitvoeringsvorm;

Figuur 4: een met figuur 2 overeenkomend doorsnede-aanzicht van een derde uitvoeringsvorm;

Figuur 5: een met figuur 2 overeenkomend doorsnede-aanzicht van een vierde uitvoeringsvorm; en 25 Figuur 6: een met figuur 2 overeenkomend doorsnede-aanzicht van een vijfde uitvoeringsvorm.

Het in figuur 1 afgebeelde, in zijn geheel met 1 aangeduide armatuur is door middel van een stang 2 bevestigd op een lantaarnpaal 3. Het armatuur 1 omvat een bodemplaat 4, 30 die van volgens een regelmatig patroon aangebrachte openingen 5 is voorzien. In elk van de openingen 5 is een optisch refractie-element 6 aangebracht. De openingen 5 zijn elk van een getrapte rand 7 voorzien waar binnen de optische elementen 6 zijdelings worden opgesloten. Tussen elk van de optische elementen 6 en de getrapte rand 7 is een afdichting 8 aangebracht. De hier afgebeelde uitvoeringsvorm omvat een plat armatuur 6 dat zich hoofdzakelijk horizontaal uitstrekt. Het is echter eveneens mogelijk dat een dergelijk armatuur zich onder hoek uitstrekt.

De bodemplaat 4 van het armatuur is van een opstaande rand 9 voorzien, waarbinnen 5 een printkaart 10 geplaatst is, aan de onderzijde waarvan leds 11 geplaatst zijn. Op de bovenzijde van de printkaart 10 zijn componenten 12 zoals driverschakelingen aangebracht voor het aan de leds toevoeren van een juiste stroom en spanning.

Overigens kunnen de componenten tevens of alleen aan de onderzijde van de printplaat zijn aangebracht. Ook is het mogelijk gebruik te maken van buiten de printplaat 10 aangebrachte schakelingen voor het aansturen van de leds. Hierbij is de printkaart 10 opgesloten tussen de opstaande rand 9. De positionering van de leds 11 op de printkaart 10 is zodanig dat de leds 11 precies boven in de optische elementen 6 aangebrachte holten zijn aangebracht. Ten slotte omvat het armatuur 1 een deksel 13 dat door middel van een scharnier 14 met de rand 9 is verbonden, waar tegenover een sluiting 15 is 15 geplaatst voor het afsluiten van het inwendige van het armatuur. Uiteraard kan hierbij gebruik zijn gemaakt van pakkingen.

Opgemerkt wordt dat de bovenzijde van het deksel 13 glad is. Dit heeft het resultaat dat eventuele vervuiling zoals uitwerpselen van vogels bij een regenbui gemakkelijk 20 wegspoelen, zodat het koelend oppervlak beter wordt gehandhaafd dan bij de wel gebruikelijke koelribben. Deze koelribben vervuilen immers snel, terwijl de vervuiling nauwelijks door regen kan worden verwijderd. Voor het goed geleiden van de door de leds 11 en componenten 12 ontwikkelde warmte is de printplaat 10 van een metalen, bij voorkeur aluminium kern voorzien, opdat deze warmte gemakkelijk naar de rand van de 25 printplaat 10 kan worden afgevoerd, waar de warmte goed kan worden overgedragen aan het deksel 13, dat evenals de rest van het armatuur bij voorkeur van metaal zoals aluminium is vervaardigd. Uiteraard dient de bodemplaat eveneens als koellichaam; deze heeft immers een groot oppervlak dat met de omgeving in contact staat en dat eveneens glad is uitgevoerd. Het zal duidelijk zijn dat ook bij een schuin geplaatst 30 armatuur deze koelfimctie kan worden vervuld; de schuine vlakken leiden hierbij zelfs tot een betere reiniging door de regen. Uiteraard kunnen de maatregelen volgens de uitvinding ook in andere configuraties, zoals andere vormen van de drager of zich onder een andere hoek uitstrekkende dragers worden gerealiseerd.

7

In figuur 2 is een optisch refractie-element 6 oftewel een lens meer in detail getoond. Ook uit deze tekening blijkt dat het optische element 6 van een holte 20 is voorzien waarin de betreffende led 11 zich tenminste gedeeltelijk uitstrekt. Deze holte vormt enerzijds een oppervlak met een refractieve functie en anderzijds omsluit deze een deel 5 van de led 11, waardoor een groot deel van het door de led 11 uitgezonden licht door het optische element 6 wordt opgevangen en nuttig wordt gebruikt.

In figuur 3 zijn de zelfde onderdelen getoond, maar daarbij is op de buitenzijde van het optische element 6 een antireflectie-coating aangebracht, waardoor als gevolg van op de 10 grenslaag optredende reflectie veroorzaakte verliezen sterk worden verminderd. Het is eveneens mogelijk dat de antireflectie-coating tevens of slechts op de binnenzijde is aangebracht.

In figuur 4 zijn opnieuw dezelfde onderdelen getoond, mar hierbij is op het binnenvlak 15 van het optische element 6 een fosforlaag 22 aangebracht voor het veranderen van de lichtkleur, op hoofdzakelijk dezelfde wijze zoals dat bij een gasontladingsbuis, in het bijzonder een fluorescentiebuis gebruikelijk is.

Ook figuur 5 toont deze onderdelen, maar de hierbij is een zich als een kraag rondom de 20 led 11 uitstrekkende reflector 23 aangebracht. Hierdoor wordt de lichtopbrengst van de led 11 voor een nog groter deel nuttig gebruikt.

Tenslotte toont figuur 6 een meervoudig optisch element 24 dat de functie van drie afzonderlijke optische elementen vervult, waardoor montage simpeler wordt en het 25 aantal onderdelen wordt verminderd.

Het zal duidelijk zijn dat een groot aantal wijzigingen kan worden aangebracht op de hier getoonde uitvoeringsvormen zonder af te wijken van de uitvinding.

Claims (15)

1. Verlichtingsarmatuur voor verlichting van buiten gelegen openbare ruimten, zoals straten, omvattende: 5. een drager; - tenminste een aan de drager bevestigde licht emitterende diode (led); en - een voor elke led verschaft refractief optisch element dat is ingericht voor het naar een verlichtingsgebied dat op een te verlichten oppervlak gelegen is, leiden van door de led uitgezonden licht; 10 met het kenmerk, dat het optische element is ingericht voor het tegen omgevingsinvloeden afdichten van de led.

2. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verlichtingsarmatuur een groep van tenminste twee leds omvat met elk een refractief 15 optisch element, waarbij elk van de tot de groep behorende combinatie van een led en een refractief optisch element is ingericht voor het verlichten van hoofdzakelijk hetzelfde op het verlichte oppervlak gelegen verlichtingsgebied.

3. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tot de 20 groep behorende leds elk op eenzelfde vlakke drager zijn bevestigd en dat de tot de groep behorende reffactieve optische elementen zijn verbonden met een hoofdzakelijk vlakke afdekplaat die zich hoofdzakelijk parallel aan de vlakke drager uitstrekt.

4. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de tot de groep 25 behorende reffactieve elementen elk tegen de binnenzijde van de afdekplaat zijn bevestigd.

5. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tot de groep behorende reffactieve elementen tussen de afdekplaat en de drager van de tot de groep 30 behorende leds zijn ingesloten.

6. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk van de tot de groep behorende combinaties van een led met een refractief element is ingericht voor het verlichten van een langwerpig verlichtingsgebied.

7. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat elk van de tot 5 de groep behorende combinatie van een led met een refractief element is ingericht voor het verlichten van een ten opzichte van zijn lengteas asymmetrisch verlichtingsgebied.

8. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de refractieve elementen op tenminste een van hun optisch actieve 10 oppervlakken van een anti-reflectiecoating zijn voorzien.

9. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de refractieve elementen op tenminste een van hun optisch actieve oppervlakken van een fosforlaag zijn voorzien. 15

10. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat elke op de drager aangebracht led is voorzien van een reflector.

11. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het 20 kenmerk, dat een groter dan één zijnd aantal tot de groep behorende optisch refractieve elementen is samengevoegd tot een enkel onderdeel.

12. Verlichtingsarmatuur volgens een van de conclusies 2-11, met het kenmerk, dat het armatuur een aantal niet tot de groep behorend aantal secundaire combinaties 25 van led en optisch refractief element omvat, die elk zijn ingericht voor het verlichten van een van het verlichtingsgebied afwijkend secundair verlichtingsgebied.

13. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat tenminste een deel van de niet tot de groep behorende secundaire combinaties van led en optisch 30 refractief element is ingericht voor het verlichten van een secundair verlichtingsgebied, dat een deel vormt van het verlichtingsgebied.

14. Verlichtingsarmatuur volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat de drager voor de leds van thermisch goed geleidend materiaal is vervaardigd en dat de drager door middel van een groot contactvlak is verbonden met een deel van de behuizing van het armatuur.

15. Verlichtingsarmatuur volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de behuizing 5 tenminste gedeeltelijk van een glad oppervlak is voorzien.