NL2004732C2

NL2004732C2 - LED MODULE AND LIGHTING LIGHT FOR SPORTS FIELD LIGHTING.

Info

Publication number: NL2004732C2
Application number: NL2004732A
Authority: NL
Inventors: Erik Nicolaas Johannes Swennen
Original assignee: Ledexpert B V
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-11-21

Description

Korte aanduiding: Led-module en verlichtingsarmatuur voor sportveldverlichtingBrief indication: LED module and lighting fixture for sports field lighting

Beschrijving 5 De uitvinding heeft betrekking op een led-module die een licht emitterende diode en een transparante rotatie-symmetrische collimator bevat, waarbij de led zich bevindt nabij de ingang van een verdieping in de wand van de collimator ter plaatse van de rotatie-as van de collimator, waarbij in het uiteinde van de wand van de verdieping een refractielens aanwezig is, welke collimator voorts een tweede 10 oppervlak bevat waaruit het van de led afkomstige licht uittreedt. De uitvinding heeft voorts betrekking op een verlichtingsarmatuur voor het verlichten van sportvelden dat is voorzien van dergelijke led-modules.Description The invention relates to an LED module comprising a light-emitting diode and a transparent rotation-symmetrical collimator, the LED being located near the entrance of a recess in the wall of the collimator at the axis of rotation of the collimator, wherein a refraction lens is present at the end of the wall of the floor, which collimator furthermore comprises a second surface from which the light emanating from the led exits. The invention further relates to a lighting fixture for illuminating sports fields which is provided with such LED modules.

Aan de verlichting van sportvelden en sporthallen, in het bijzonder voor het verlichten van hockeyvelden en tennisbanen worden hoge eisen gesteld. De 15 lichtbronnen die aanwezig zijn in op het veld gerichte schijnwerpers en de daarbij aanwezige optieken moeten zodanig zijn uitgerust, dat op het sportveld een voldoend hoge verlichtingssterkte wordt verkregen, waarbij de lichtverdeling over het gehele oppervlak van het sportveld homogeen moet zijn.High demands are placed on the lighting of sports fields and sports halls, in particular for the lighting of hockey fields and tennis courts. The light sources that are present in spotlights directed to the field and the optics present therein must be equipped in such a way that a sufficiently high illuminance is obtained on the sports field, wherein the light distribution over the entire surface of the sports field must be homogeneous.

Daarnaast moet de lichthinder voor de omgeving door strooilicht tot een minimum 20 worden beperkt.In addition, the light nuisance for the environment must be limited to a minimum by stray light.

Toepassing van leds als lichtbron bij verlichting van sportvelden heeft grote voordelen. Met leds kan in vergelijking met traditionele lichtbronnen zoals hogedrukontladingslampen een flinke energiebesparing worden bereikt. Led-modules zijn daarbij bijvoorbeeld in relatief grote aantallen naast en onder elkaar aanwezig in 25 een huis van een verlichtingsarmatuur, dat is bevestigd op een relatief hoge positie ten opzichte van het sportveld.The use of LEDs as a light source for sports field lighting has major advantages. Significant energy savings can be achieved with LEDs compared to traditional light sources such as high-pressure discharge lamps. LED modules are present, for example, in relatively large numbers next to and below each other in a housing of a lighting fixture, which is mounted at a relatively high position with respect to the sports field.

Het is met led-sportveldverlichting mogelijk om de gebruiker direct de gewenste hoeveelheid licht in te laten stellen. Er is geen opwarmtijd nodig zoals bij toepassing van de bovengenoemde hogedrukontladingslampen. Ook is het mogelijk om de leds 30 te dimmen, bijvoorbeeld tijdens trainingsuren. Voorts kan een deel van de verlichting op eenvoudige wijze worden uitgeschakeld als delen van een sportveld tijdelijk niet worden gebruikt. Aldus kan een forse energiebesparing worden gerealiseerd. Het aan- en uitschakelen van de leds heeft geen invloed op de (lange) levensduur van 2 leds.It is possible with LED sports field lighting to have the user immediately adjust the desired amount of light. No warm-up time is required such as when using the above-mentioned high-pressure discharge lamps. It is also possible to dim the LEDs 30, for example during training hours. Furthermore, part of the lighting can be switched off in a simple manner if parts of a sports field are temporarily not used. A substantial energy saving can thus be realized. Switching the LEDs on and off does not affect the (long) lifespan of 2 LEDs.

Bij een led-module is van groot belang dat de led en de collimator zodanig ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd, dat een groot deel van het van de led afkomstige licht door reflectie en refractie wordt omgezet in een lichtbundel die 5 de collimator via het uittreeoppervlak verlaat. Bij de bekende led-modules, waarbij het uittreeoppervlak van de collimator vlak is, verlaten de lichtstralen de collimator in een richting loodrecht op het genoemde oppervlak, evenwijdig aan de rotatie-as van de collimator, zoals is beschreven in JP 61-147.585.With an LED module it is of great importance that the LED and the collimator are positioned relative to each other in such a way that a large part of the light coming from the LED is converted by reflection and refraction into a light beam which the collimator via the exit surface leave. In the known LED modules, where the exit surface of the collimator is flat, the light rays exit the collimator in a direction perpendicular to said surface, parallel to the axis of rotation of the collimator, as described in JP 61-147.585.

Voor bepaalde toepassingen voor algemene verlichtingsdoeleinden 10 is het wenselijk dat de lichtstralen de collimator onder een bepaalde hoek ten opzichte van de symmetrie-as verlaten. Zo wordt in WO 02/052626 een led-module beschreven, waarbij het lichtuittreeoppervlak van de collimator is voorzien van een zaagtandstructuur om de deflectiehoek van de stralenbundel te vergroten.For certain applications for general lighting purposes it is desirable that the light rays leave the collimator at a certain angle with respect to the axis of symmetry. For example, in WO 02/052626 an LED module is described, wherein the light exit surface of the collimator is provided with a saw-tooth structure to increase the deflection angle of the beam.

De bekende led-module is compact en relatief eenvoudig in grote aantallen te 15 vervaardigen. De transparante collimator heeft zodanig brekend vermogen dat een groot deel van het door de led opgewekte licht via refractie en reflectie de collimator in voornamelijk één bepaalde richting verlaat.The known LED module is compact and relatively easy to manufacture in large numbers. The transparent collimator has such a breaking capacity that a large part of the light generated by the LED leaves the collimator in mainly one specific direction via refraction and reflection.

De collimator van de bekende led-module heeft de vorm van een schaal. Daaronder wordt hier verstaan een transparant kunststof of glazen lichaam waarvan het 20 buitenoppervlak aan de lichtuittreezijde vlak is en waarbij het oppervlak van de zijkanten van de collimator bijvoorbeeld de vorm heeft van een paraboloïde.The collimator of the known LED module has the shape of a scale. This is understood to mean here a transparent plastic or glass body, the outer surface of which is flat on the light exit side and wherein the surface of the sides of the collimator is, for example, in the form of a paraboloid.

Met behulp van een verlichtingsarmatuur voorzien van bekende led-modules wordt een lichtbundel verkregen die in dwarsdoorsnede in hoofdzaak cirkelvormig is. Bij toepassing van zulke modules in schijnwerpers voor de verlichting 25 van sportvelden is een dergelijke lichtbundel minder gunstig. Uit experimenten is gebleken, dat de verlichtingssterkteverdeling op een daarmee verlicht sportveld niet voldoende homogeen is om te voldoen aan de hoge eisen die met name bij sportvelden worden gesteld, waarbij een relatief kleine, maar zich met hoge snelheid voortbewegende bal wordt gebruikt, zoals bij tennis en hockey, 30 Voorts is gebleken, dat bij toepassing van de bekende led-modules in schijnwerpers in onvoldoende mate wordt voorzien in reductie van strooilicht, waardoor de omgeving van het sportveld onnodig wordt verlicht.With the aid of a lighting fixture provided with known LED modules, a light beam is obtained which is substantially circular in cross-section. When such modules are used in spotlights for the illumination of sports fields, such a light beam is less favorable. Experiments have shown that the illuminance distribution on a sports field illuminated therewith is not sufficiently homogeneous to meet the high demands placed on sports fields in particular, whereby a relatively small but high-speed ball is used, such as tennis and hockey. It has furthermore been found that when the known LED modules are used in spotlights, there is insufficient provision for reduction of stray light, whereby the environment of the sports field is unnecessarily illuminated.

Het doel van de uitvinding is om een led-module met een hoge 3 lichtintensiteit te verschaffen waarbij de verlichtingssterkte van het te verlichten sportveld met behulp van schijnwerpers voorzien van dergelijke led-modules zeer homogeen is en ongewenst strooilicht wordt beperkt.The object of the invention is to provide an LED module with a high light intensity in which the illuminance of the sports field to be illuminated with the aid of floodlights provided with such LED modules is very homogeneous and undesired stray light is limited.

Een led-module van de in de openingsalinea genoemde soort heeft 5 daartoe volgens de uitvinding het kenmerk, dat de zijwand van de verdieping in de collimator althans twee ten opzichte van de rotatie-as van de collimator symmetrisch tegenover elkaar gelegen cirkelcilindrische wanddelen bevat en althans twee conusvormig in de richting van de refractielens aan het uiteinde van de verdieping toelopende wanddelen, die ten opzichte van de rotatie-as eveneens symmetrisch 10 tegenover elkaar zijn gelegen, waarbij de cirkelcilindrische wanddelen en de conusvormige wanddelen vloeiend in elkaar overgaan.To this end, according to the invention, an LED module of the type mentioned in the opening paragraph is characterized in that the side wall of the recess in the collimator comprises at least two circular cylindrical wall parts symmetrically opposite to the axis of rotation of the collimator and at least two wall parts tapering in the direction of the refraction lens at the end of the depression, which wall are likewise symmetrically opposite each other with respect to the axis of rotation, the circular cylindrical wall parts and the cone-shaped wall parts merging smoothly.

Met behulp van de led-module volgens de uitvinding wordt een lichtbundel met een zodanige verdeling van de intensiteit van het uitgezonden licht verkregen, dat tijdens bedrijf een homogene verlichtingssterkteverdeling op het 15 oppervlak van het sportveld wordt bereikt.With the aid of the LED module according to the invention, a light beam with a distribution of the intensity of the emitted light is obtained such that during operation a homogeneous illuminance distribution on the surface of the sports field is achieved.

De van de led afkomstige lichtstralen die vallen op het cilindrische deel van de wand van de verdieping verlaten de collimator in een richting vrijwel evenwijdig aan de rotatie-as van de collimator.The light rays from the led that fall on the cylindrical part of the wall of the floor leave the collimator in a direction almost parallel to the axis of rotation of the collimator.

De van de led afkomstige lichtstralen die vallen op de conusvormige 20 wanddelen van de verdieping, worden zodanig gebroken en gereflecteerd, dat ze de collimator verlaten onder een hoek ten opzichte van de rotatie-as, waarbij een lichtbundel ontstaat met een lichtintensiteitsverdeling, die een verbreding in zijwaartse richting heeft gekregen, waarbij de lichtintensiteit in het centrale gedeelte van de bundel lager is dan in de zijwaarts gerichte gedeelten. De 25 lichtintensiteitsverdeling heeft daarbij de vorm van een vlinder (batwing). Door de aanwezigheid van de cilindrische wanddelen wordt juist in het centrale deel een hoge lichtintensiteit verkregen. Door het feit dat de genoemde cilindrische en conisch toelopende wanddelen vloeiend in elkaar overgaan wordt een lichtbundel verkregen die na defractie en reflectie uit de collimator treedt met een intensiteitsverdeling die 30 optimaal is voor een homogene verlichtingssterkte op een rechthoekig verlicht oppervlak van een sportveld. Dit is met name bij verlichting van tennis- en hockeyvelden wenselijk.The light rays from the led falling on the cone-shaped wall parts of the floor are refracted and reflected such that they leave the collimator at an angle with respect to the axis of rotation, thereby creating a light beam with a light intensity distribution that widen in the lateral direction, the light intensity in the central part of the bundle being lower than in the side-directed parts. The light intensity distribution has the shape of a butterfly (batwing). Due to the presence of the cylindrical wall parts, a high light intensity is obtained precisely in the central part. Due to the fact that said cylindrical and conically tapered wall parts merge smoothly into each other, a light beam is obtained which after defraction and reflection exits the collimator with an intensity distribution which is optimal for a homogeneous illuminance on a rectangularly illuminated surface of a sports field. This is particularly desirable when lighting tennis and hockey fields.

Bij plaatsing in een huis van een als schijnwerper uitgevoerd 4 verlichtingsarmatuur van een groot aantal van dergelijke led-modules in een vlak in rijen onder elkaar, zoals in de vorm van een matrix, zijn de conisch toelopende wanddelen van alle led-modules zodanig ten opzichte van elkaar gericht dat op een volledig sportveld een homogene verdeling van de verlichtingssterkte ontstaat.When placed in a housing of a lighting fixture designed as a floodlight of a large number of such LED modules in a plane in rows below each other, such as in the form of a matrix, the conically tapering wall parts of all LED modules are such as to directed from each other that a homogeneous distribution of the illuminance occurs on a complete sports field.

5 Daarbij is een opmerkelijke reductie van het voor de omgeving hinderlijke strooilicht realiseerbaar in vergelijking met armaturen waarin de bekende led-modules zijn aangebracht. Bij een led-module volgens de uitvinding zijn geen speciale maatregelen op het uittreeoppervlak van de collimator noodzakelijk om de richting van de lichtstralen en de lichtintensiteit van het uitredende licht te beïnvloeden.A remarkable reduction of the stray light that is harmful to the environment can be realized in comparison with luminaires in which the known LED modules are mounted. With an LED module according to the invention, no special measures are required on the exit surface of the collimator to influence the direction of the light rays and the light intensity of the emitting light.

10 In de verdieping van de collimator van de led-module gaan de cirkelcilindrische en de conisch toelopende wanddelen vloeiend in elkaar over. Er ontstaat daarbij in dwarsdoorsnede ter plaatse van de verdieping loodrecht op de rotatie-as van de collimator althans een ten dele ellipsvormige figuur, waarvan de lange as wordt bepaald door de afstand tussen de twee tegenover elkaar gelegen 15 cilindrische delen en de korte as door de twee tegenover elkaar gelegen conusvormige wanddelen. Daarbij is een dwarsdoorsnede in een vlak bij de wand van de verdieping van de collimator die is gelegen nabij de ingang waar zich de led bevindt grotendeels ellipsvormig. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de korte as van de ellips constant en is de lange as kleiner naarmate de dwarsdoorsnede zich dichter 20 bij de refractieve lens aan het uiteinde van de verdieping bevindt. Naarmate de afstand van genoemde dwarsdoorsnede tot de led-lichtbron groter wordt, zal de lange as van de genoemde ellips dus kleiner worden, terwijl de lange-as van de ellips hetzelfde blijft. Bij de refractielens is de dwarsdoorsnede een cirkel.10 In the floor of the collimator of the LED module, the circular cylindrical and the conically tapered wall parts merge smoothly. In this case at least a partially elliptical figure is formed in cross-section at the location of the recess perpendicular to the axis of rotation of the collimator, the long axis of which is determined by the distance between the two opposite cylindrical parts and the short axis by the two opposite conical wall parts. A cross-section in a plane near the wall of the collimator's floor that is located near the entrance where the LED is located is largely elliptical. In a preferred embodiment, the short axis of the ellipse is constant and the long axis becomes smaller as the cross-section is closer to the refractive lens at the end of the recess. Thus, as the distance from said cross-section to the LED light source becomes larger, the long axis of said ellipse will become smaller, while the long axis of the ellipse remains the same. The cross-section of the refraction lens is a circle.

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat een zeer egaal verlicht oppervlak op 25 een sportveld wordt verkregen met een duidelijke begrenzing in verlichtingssterkte naar minder helder verlichte delen buiten het te verlichten oppervlak.The advantage of this embodiment is that a very uniformly illuminated surface on a sports field is obtained with a clear limitation in illuminance to less brightly lit parts outside the surface to be illuminated.

In een praktische voorkeursuitvoeringsvorm van de led-module volgens de uitvinding is de verhouding van de lange-as tot de korte as gelegen tussen 2 in een vlak van een dwarsdoorsnede gelegen nabij de led en 1 in een vlak gelegen nabij de 30 refractielens.In a practical preferred embodiment of the LED module according to the invention, the ratio of the long axis to the short axis is between 2 in a plane of a cross-section located near the LED and 1 in a plane located near the refraction lens.

In een praktische uitvoeringsvorm is de hoek van de conusvormige wanddelen ten opzichte van de rotatie-as van de collimator gelegen tussen 10 en 30°. Gebleken is, dat bij een deze uitvoeringsvorm een optimale intensiteitsverdeling 5 wordt verkregen van het uittredende licht.In a practical embodiment the angle of the cone-shaped wall parts with respect to the axis of rotation of the collimator is between 10 and 30 °. It has been found that with this embodiment an optimum intensity distribution of the emerging light is obtained.

Een led-module volgens de uitvinding wordt bij voorkeur toegepast in een verlichtingsarmatuur voor het verlichten van sportvelden. Een dergelijk armatuur bevat een dunwandig huis met een lichtuitreeopening, waarbij zich in het huis in een 5 rij geplaatste led-modules volgens de uitvinding aanwezig zijn, waarbij de conisch verlopende wanddelen van naburige led-modules steeds op dezelfde wijze tegenover elkaar zijn gelegen ten opzichte van de respectievelijke assen van symmetrie van de collimators.An LED module according to the invention is preferably used in a lighting fixture for illuminating sports fields. Such a luminaire comprises a thin-walled housing with a light exit opening, wherein LED modules according to the invention are arranged in a row in the housing, the conically extending wall parts of neighboring LED modules always opposite each other in the same manner with respect to each other of the respective axes of symmetry of the collimators.

De lichtstralen afkomstig van de leds worden dan in elke collimator 10 zodanig gebroken en gereflecteerd, waarbij een zeer homogene verdeling van de verlichtingssterkte op een cirkelvormig verlicht deel van het sportveld wordt verkregen.The light rays from the LEDs are then refracted and reflected in each collimator 10, so that a very homogeneous distribution of the illuminance on a circularly lit part of the sports field is obtained.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening. Daarin toont: 15 Fig. 1 schematisch een langsdoorsnede in een uitvoeringsvorm van de led-module volgens de uitvinding;The invention will be further elucidated with reference to a drawing. Therein: FIG. 1 schematically a longitudinal section in an embodiment of the LED module according to the invention;

Fig. 2 een dwarsdoorsnede van de led-module over de lijn ll-ll volgens figuur 1;FIG. 2 shows a cross-section of the LED module along the line 11-II according to Figure 1;

Fig. 3 eveneens schematisch een onderaanzicht van een 20 uitvoeringsvorm van een verlichtingsarmatuur voor het verlichten van een sportveld waarin een groot aantal led-modules volgens figuur 1 zijn opgenomen en tonenFIG. 3 also schematically shows a bottom view of an embodiment of a lighting fixture for illuminating a sports field in which a large number of LED modules according to FIG. 1 are incorporated and show

Fig. 4A en fig. 4B schematisch de vorm van een lichtbundel gericht op een sportveld met een op een lichtmast geplaatst verlichtingsarmatuur voorzien van led-modules volgens de uitvinding.FIG. Fig. 4A and Fig. 4B schematically show the shape of a light beam directed at a sports field with a lighting fixture placed on a light pole provided with LED modules according to the invention.

25 De led-module volgens figuur 1 bevat een licht emitterende diode die op de gebruikelijke wijze is opgenomen in een led package 1 met een koepelvormige lens 1a, welke led zich bevindt op de rotatie-as 2 in het brandpunt van een transparante kunststof collimator 3 met een als paraboloïde gevormd buitenoppervlak 3a.The LED module according to Figure 1 comprises a light-emitting diode which is incorporated in the usual manner in an LED package 1 with a dome-shaped lens 1a, which LED is located on the axis of rotation 2 at the focal point of a transparent plastic collimator 3 with an outer surface 3a shaped as a paraboloid.

30 De led 1 bevindt zich nabij de ingang van een verdieping 4 in de wand van de collimator ter plaatse van zijn rotatie-as 2.The LED 1 is located near the entrance of a storey 4 in the wall of the collimator at the location of its axis of rotation 2.

De wand aan het uiteinde van de verdieping 4 heeft een toroïde-vormig oppervlak en functioneert als een refractielens 5. De collimator 2 bevat voorts 6 een tweede vlak oppervlak 6 waaruit het van de led afkomstige licht uittreedt. In de uitvoeringsvorm zoals getoond in de tekening is dit tweede oppervlak vlak. In een alternatieve uitvoeringsvorm is dit oppervlak komvormig. Intensiteitsverliezen door breking aan het oppervlak bij het uittreden van de lichtstralen (zoals 7b en 7d) 5 worden dan sterk gereduceerd.The wall at the end of the recess 4 has a toroid-shaped surface and functions as a refraction lens 5. The collimator 2 furthermore comprises 6 a second flat surface 6 from which the light emanating from the led exits. In the embodiment as shown in the drawing, this second surface is flat. In an alternative embodiment, this surface is cup-shaped. Intensity losses due to refraction at the surface when the light rays exit (such as 7b and 7d) 5 are then greatly reduced.

De opstaande wand van de verdieping 4 in de collimator 3 bevat twee symmetrisch ten opzichte van de rotatie-as 2 tegenover elkaar gelegen cirkelcilindrische wanddelen die vloeiend overgaan in twee eveneens symmetrisch ten opzichte van de rotatie-as gelegen in de richting van het uiteinde 5 van de 10 verdieping 4 conisch toelopende wanddelen (zie figuur 2). In figuur 1 zijn in de langsdoorsnede de conusvormige wanddelen getoond. Deze hoek is afhankelijk van de afmetingen van het te verlichten sportveld en is bij voorkeur gelegen tussen 10° en 30°.The upright wall of the recess 4 in the collimator 3 comprises two circle-cylindrical wall parts which are symmetrically opposite each other with respect to the axis of rotation 2 and which merge smoothly into two likewise symmetrical with respect to the axis of rotation towards the end 5 of the floor 4 conically tapered wall parts (see figure 2). Figure 1 shows the cone-shaped wall parts in the longitudinal section. This angle is dependent on the dimensions of the sports field to be illuminated and is preferably between 10 ° and 30 °.

De vorm van de verdieping 4 in de collimator 3 is zodanig, dat licht 15 dat afkomstig is van led 1 de collimator 3 als een lichtbundel verlaat, waarin de intensiteitsverdeling in een eerste richting wordt bepaald door de cirkelcilindrische wanddelen en in een tweede richting door de lichtstralen die worden gebroken en gereflecteerd door de conusvormig verlopende wanddelen. De verdeling van de lichtintensiteit in de tweede bundel heeft dan de vorm van een vlinder (batwing). Dit is 20 nader getoond in de figuren 4A en 4B.The shape of the depression 4 in the collimator 3 is such that light 15 coming from LED 1 leaves the collimator 3 as a light beam, in which the intensity distribution in a first direction is determined by the circular cylindrical wall parts and in a second direction by the light rays that are refracted and reflected by the cone-shaped wall sections. The distribution of the light intensity in the second bundle then has the shape of a butterfly (batwing). This is further shown in Figures 4A and 4B.

Ter illustratie is in figuur 1 de richting voor enkele lichtstralen afkomstig van de led weergegeven. Een eerste lichtstraal 7a afkomstig van led 1 valt op de conusvormige wand 8 van de verdieping. Vervolgens wordt de lichtstraal gebroken en gereflecteerd en de lichtstraal verlaat de collimator in een naar de 25 rotatie-as 2 gebroken richting 7b. Hetzelfde geldt voor lichtstraal 7c, die na breking en reflectie het vlakke lichtuittreeoppervlak van de collimator verlaat (7d). Op deze wijze wordt een bundel met vlindervormige verdeling van lichtintensiteit gerealiseerd.As an illustration, Figure 1 shows the direction for a few light rays from the LED. A first light beam 7a from LED 1 falls on the cone-shaped wall 8 of the floor. Subsequently, the light beam is refracted and reflected and the light beam exits the collimator in a direction 7b refracted to the axis of rotation 2. The same applies to light beam 7c, which after refraction and reflection leaves the flat light exit surface of the collimator (7d). In this way a bundle with a butterfly-shaped distribution of light intensity is realized.

In figuur 2 zijn de paren cilindrische wanddelen van de verdieping aangegeven met 9a en 9b. Deze cilindrische wanddelen gaan vloeiend over in 30 conusvormig verlopende wanddelen 10a en 10b. Deze zijn als gestippelde lijnen weergegeven.In figure 2 the pairs of cylindrical wall parts of the floor are indicated by 9a and 9b. These cylindrical wall parts merge smoothly into wall parts 10a and 10b that run conically. These are shown as dotted lines.

De dwarsdoorsnede loodrecht op de rotatie-as 2 over de lijn ll-ll is voor een groot deel ellipsvormig, waarbij de korte as 11 constant is en de lange as 12 7 kleiner wordt naarmate de dwarsdoorsnede zich dichter bij de refractieve lens 5 aan het uiteinde van de verdieping bevindt. In het vlak door de refractieve lens is de dwarsdoorsnede een cirkel. In het vlak aan het andere uiteinde (nabij de led) is de dwarsdoorsnede afwijkend van een cirkel en in hoofdzaak ellipsvormig.The cross-section perpendicular to the axis of rotation 2 along the line 11 -11 is largely elliptical, the short axis 11 being constant and the long axis 12 becoming smaller as the cross-section becomes closer to the refractive lens 5 at the end from the floor. In the plane through the refractive lens, the cross-section is a circle. In the plane at the other end (near the LED), the cross-section is different from a circle and is essentially elliptical.

55

De led-modules volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt om te worden opgenomen in een kunststof- of metalen huis van een verlichtingsarmatuur voor sportveldverlichting waaraan hoge eisen worden gesteld aan de kwaliteit en verdeling van de lichtintensiteit, de kleurweergave en waarbij vooral een homogene 10 verdeling van de verlichtingssterkte op het te verlichten sportveld moet worden gerealiseerd. Het armatuur dient als schijnwerper van een te verlichten sportveld.The LED modules according to the invention are particularly suitable for incorporation into a plastic or metal housing of a sports field lighting luminaire for which high demands are made on the quality and distribution of the light intensity, the color rendering and in which above all a homogeneous distribution of the illuminance on the sports field to be illuminated must be realized. The fixture serves as a spotlight for a sports field to be illuminated.

In figuur 3 is in aanzicht de lichtuittreezijde van het dunwandige huis van het armatuur aangeduid met 13.In Figure 3, the view of the light exit side of the thin-walled housing of the luminaire is indicated by 13.

In het huis zijn de bovenbeschreven led-modules naast elkaar 15 geplaatst in balken 14a, 14b, 14c, etc. De led-modules in de balken zijn aangeduid met 15a, 15b, 15c, etc. Aldus ontstaat een plat vlak van led-modules die als geheel staan opgesteld in een matrix. Het huis 13 is geplaatst op de top van een naast het te verlichten sportveld geplaatste mast 17.In the housing, the above-described LED modules are placed side by side in beams 14a, 14b, 14c, etc. The LED modules in the beams are indicated by 15a, 15b, 15c, etc. A flat surface of LED modules is thus created that are arranged as a whole in a matrix. The housing 13 is placed on top of a mast 17 placed next to the sports field to be illuminated.

De gestippeld weergegeven conisch toelopende wanddelen van 20 naburige led-modules in alle balken zijn daarbij steeds op dezelfde wijze tegenover elkaar gelegen. In een dwarsdoorsnede gezien lopen de lange assen 18a, 18b, 18c, etc. van de wanddelen in de verdieping 4 van de collimator steeds in dezelfde richting evenwijdig aan de lengteas van een balk.The conically tapered wall parts of adjacent LED modules in all beams are shown opposite each other in the same way. Viewed in a cross-section, the long axes 18a, 18b, 18c, etc. of the wall parts in the collimator recess 4 always run in the same direction parallel to the longitudinal axis of a beam.

In een praktische uitvoeringsvorm zijn de uittreeoppervlakken van de 25 collimators van de led modules als een viertal geplaatst op een cirkelvormig kunststof plaatje. De hoogte van de collimators is circa 5 mm en de diameter van het genoemde plaatje is circa 10 mm. De cirkelvormige plaatjes zijn dan naast elkaar in de balk bevestigd.In a practical embodiment, the exit surfaces of the collimators of the LED modules are placed as four on a circular plastic plate. The height of the collimators is approximately 5 mm and the diameter of the said plate is approximately 10 mm. The circular plates are then mounted side by side in the beam.

In fig. 4A is een zijaanzicht van een sportveld 18 weergegeven. De 30 lichtmast 17 is voorzien van het huis 13 met led-modules zoals beschreven in figuur 3. Vanaf een eerste serie balken met led-modules in het huis wordt een lichtbundel 20 met een hoek a van 10-30° op het sportveld gericht en verlicht aldaar een oppervlak 19. De lichtbundel heeft een intensiteitsverdeling die voornamelijk door de 8 cilindrische wanddelen van de verdieping in de collimator wordt gegenereerd. Deze intensiteitsverdeling is aangeduid met 21. Een tweede serie balken met led-modules is gericht op een direct naast het deel 19 gelegen oppervlak 19a van het sportveld.Fig. 4A shows a side view of a sports field 18. The light pole 17 is provided with the housing 13 with LED modules as described in Figure 3. From a first series of beams with LED modules in the housing, a light beam 20 with an angle α of 10-30 ° is directed at the sports field and illuminates a surface there 19. The light beam has an intensity distribution that is mainly generated by the 8 cylindrical wall parts of the floor in the collimator. This intensity distribution is indicated by 21. A second series of beams with LED modules is directed to a surface 19a of the sports field immediately adjacent to part 19.

In figuur 4B is het sportveld getoond gezien van de bovenzijde. Het te verlichten 5 oppervlak 19 van het sportveld is door de specifieke breking en reflectie van de lichtstralen op de conusvormige respectievelijk cilindrische wanddelen cirkelvormig en het heeft een homogene verdeling van de verlichtingssterkte. Bij toepassing van bekende lichtbronnen ontstaat op het sportveld een ovaalvormig verlicht deel, met een relatief inhomogene verlichtingssterkteverdeling. De lichtbundel die de collimator 10 verlaat heeft een verbreding in zijwaartse richting gekregen waarbij de lichtintensiteit in het centrale gedeelte van de bundel wat lager is dan in de zijwaarts gerichte gedeelten. Dit is in figuur 4B zichtbaar met de vlindervormige (batwing) gedaante 22. De hoek R> is circa 25°.In figure 4B the sports field is shown seen from the top. The surface 19 of the sports field to be illuminated is circular due to the specific refraction and reflection of the light rays on the cone-shaped or cylindrical wall parts and it has a homogeneous distribution of the illuminance. When using known light sources, an oval-shaped illuminated part is created on the sports field, with a relatively inhomogeneous illuminance distribution. The light beam leaving the collimator 10 has been given a widening in the sideways direction, the light intensity in the central part of the bundle being somewhat lower than in the side-facing parts. This is visible in figure 4B with the butterfly-shaped (batwing) shape 22. The angle R> is approximately 25 °.

1515

Claims

1. LED module comprising a light-emitting diode and a transparent rotation-symmetrical collimator, the LED being located near the entrance of a recess in the wall of the collimator at the axis of rotation of the collimator, wherein in a refraction lens is present at the end of the wall of the floor, which collimator further comprises a second surface from which the light emanating from the led exits, characterized in that the side wall of the floor in the collimator is at least two relative to the rotation axis of the collimator comprises symmetrically opposed circular cylindrical wall portions and at least two conical wall portions tapering towards the refraction lens at the end of the recess, which are also symmetrically opposite each other with respect to the axis of rotation, the circular cylindrical wall portions 15 and the cone-shaped wall parts merge smoothly.

LED module according to claim 1, characterized in that the recess in a cross-section perpendicular to the axis of rotation is at least partially elliptical, the long axis being constant and the short axis becoming smaller as the cross-section becomes closer the refraction lens is at the end of the floor 20.

3. LED module according to claim 2, characterized in that the ratio of the long axis to the short axis is between 2 in a plane of a cross-section located near the LED and 1 in a plane located at the refraction lens.

4. LED module according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the angle of the cone-shaped wall parts with respect to the axis of rotation is between 10 ° and 30 °

5. LED module according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the second surface of the collimator from which the light emanating from the LED exits is cup-shaped.

6. Lighting fixture for illuminating sports fields with a thin-walled house with a light exit opening, wherein LED modules according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 are arranged in the house in a matrix, characterized in that the conically extending wall parts of neighboring LED modules are always positioned opposite each other in the same way.

7. Lighting fixture according to claim 6, characterized in that there are a large number of beams with LED modules running parallel to each other and placed below each other in the housing.