Beschreibung
LEUCHTEINRICHTUNG FÜR EINE BEFEUERUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Leuchteinrichtung für eine Befeuerung.
Stand der Technik
Zur Orientierung und Führung von Luftfahrzeugen, die sich im Anflug auf einen Flughafen oder dergleichen befinden oder sich auf dessen Start-, Lande- oder Rollbahn bewegen, werden Lichtsignale von Befeuerungsanlagen des Flughafens abgegeben. Die Befeuerungsanlagen umfassen alle lichttechnischen Hilfen, die einen sicheren Flugbetrieb und ein sicheres Bewegen von Luftfahrzeugen im Bereich eines Flughafens auch bei Dunkelheit und/ oder schlechten Sichtverhältnissen gewährleisten sollen. Übliche Befeuerungsanlage weisen Leuchtmittel mit Halogenlampen auf (z.B. GB 1270658A oder EP 0 653 351 Bl). Die Halogenlam- pen emittieren neben dem sichtbaren Licht auch Infrarot- Strahlung, die als Signalgeber für elektronische Lande¬ hilfen von Flugzeugen bei schlechter Sicht, beispielsweise aufgrund von Nebel oder Regen, eingesetzt wird (z.B. WO 2009/128065 AI). Allerdings absorbiert die wasserhal- tige Atmosphäre ein Großteil der emittierten Infrarot¬ strahlung (Absorptionsspektrum von Wassermolekülen) , so dass dieser Teil der Strahlung nicht mehr für den Nutzeffekt (Infrarot-Orientierungshilfe) zur Verfügung steht. Lediglich Infrarotlicht in bestimmten Spektralbereichen (sogenannte spektrale Transmissionsfenster) kann auch über größere Entfernungen hinweg durch die wasserhaltige
Luft emittiert werden - und ist dann mit Hilfe von Infra¬ rot-Kameras der Flugzeuge für Positionierungszwecke er¬ fassbar. In der Fig. 6 ist die spektrale Transmission der Atmosphäre für elektromagnetische Strahlung im Bereich von ungefähr 0,9 μιη bis 2,7 μιη dargestellt (Quelle: http : //www . gemini . edu/node?q=node/l 0789) .
Die Wellenlängenbereiche mit einer Transmission nahe 1 sind die erwähnten spektralen Transmissionsfenster. Dazu gehören z.B. insbesondere Wellenlängen im Bereich zwi- sehen ca. 1 μιη und 1,1 μιτι, 1,2 μιη und 1,3 μιτι, 1,5 μιη und 1,75 μιη oder 2,1 μιη und 2,3 μιη.
Nachteilig bei derartigen Befeuerungsanlagen ist der hohe Energiebedarf für die Erzeugung der Infrarotstrahlung außerhalb der spektralen Transmissionsfenster, die recht kurze Lebensdauer der Halogenlampen und die damit verbundenen aufwendigen Wartungsarbeiten zum Austauschen der Halogenlampen .
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteinrichtung zu schaffen, die einen geringen Ener- giebedarf und eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß hat eine Leuchteinrichtung für eine Be¬ feuerung zumindest eine zumindest eine VIS-LED (VISIBLE- LED) aufweisende erste Lichtquelle und eine zweite im We¬ sentlichen Infrarot-Strahlung emittierende Lichtquelle. Unter dem Begriff VIS-LED sind Leuchtdioden (LED) zu ver-
stehen, die für die Ausstrahlung von für das menschliche Auge sichtbarer elektromagnetischer Strahlung, d.h. von weißem oder farbigem Licht ausgelegt sind.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass sichtbares (weißes oder farbiges) Licht, beispielsweise zur Orientierung und Führung von Luftfahrzeugen, die sich im Anflug auf einen Flughafen befinden, von den die zumindest eine LED aufweisenden Lichtquellen zur Verfügung gestellt werden kann. Die LED weisen, im Vergleich zum eingangs erläuter- ten Stand der Technik, eine hohe Lebensdauer und einen geringen Energiebedarf auf. Die zur Orientierung bei schlechten Sichtverhältnissen dienende Infrarot-Strahlung wird dann über eine weitere Lichtquelle emittiert, die nur diese Strahlung bereitstellen muss und somit speziell hierfür angepasst sein kann. Weiterhin kann die Energie zur Versorgung der Infrarot-Lichtquelle bei gutem Wetter gespart werden.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltung finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Mit Vorteil ist die die Infrarot-Strahlung emittierende Lichtquelle ein Infrarot-Laser, eine Infrarot-LED und/oder eine im Wesentlichen im Infrarot-Spektralbereich abstrahlende Halogenlampe. Im Falle der Verwendung eines Infrarot-Lasers oder einer Infrarot-LED wird vorzugsweise gezielt eine IR-Wellenlänge gewählt, die in einem spekt¬ ralen Transmissionsfenster der Atmosphäre liegt. Hierfür sind insbesondere Wellenlängen im Bereich zwischen ca. 1 μιη und 1,1 μιτι, 1,2 μιη und 1,3 μιτι, 1,5 μιη und 1,75 μιη oder 2,1 μιη und 2,3 μιη geeignet.
Vorzugsweise sind die Lichtquellen in einem gemeinsamen wärmeabführenden Gehäuse aufgenommen. Somit bildet die Leuchteinrichtung eine Einheit, wobei dann beispielsweise eine Vielzahl von Einheiten an einer Landebahn eines Flughafens anordbar sind. Durch die wärmeabführenden Eigenschaften des Gehäuses können weitere Kühlelemente ein¬ gespart werden.
Zur Erhöhung der Lichtstärke der Leuchteinrichtung können eine Mehrzahl von ersten und/oder zweiten Lichtquellen in dem Gehäuse angeordnet sein.
Mit Vorteil ist die erste Lichtquelle zumindest ein her¬ kömmliches und kostengünstiges LED-Modul mit vier LEDs, denen jeweils ein Reflektor zugeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Licht- quelle als kompakte Multichip-LED ausgestaltet.
Es ist auch denkbar, die erste Lichtquelle als einen äu¬ ßerst geringen Bauraum aufweisendes LED-Submount auszu¬ führen .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind eine Mehr- zahl von LED-Modulen, Multichip-LEDs und/oder LED-Sub- mounts etwa konzentrisch um die zweite Lichtquelle ange¬ ordnet .
Die Leuchteinrichtung eignet sich insbesondere als An¬ flugbefeuerung für Flugzeuge beim Anflug für einen Flug- hafen, als Hindernisbefeuerung oder Landebahn-Befeuerung oder als Leuchtfeuer in der Schifffahrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Leuchteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung die Leuchteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung die Leuchteinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung die Leuchteinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung die Leuchteinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 ein Ausschnitt der spektralen Transmission der Atmosphäre für elektromagnetische Strahlung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Leuchteinrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Diese hat vier etwa konzentrisch in einem topfförmigen Gehäuse 2 angeordnete LED-Module 4 und einen etwa mittig der LED-Module 4 angeordneten Infrarot-Laser 6
(IR-Laser). Derartige Leuchteinrichtungen 1 werden beispielsweise in genormten Vorfeld- oder Runway-Befeu- erungsanlagen von Flughäfen eingesetzt. Die LED-Module 4 strahlen dabei im Wesentlichen weißes oder farbiges Licht ab, das als Landehilfe für Flugzeuge bei guten Sichtver¬ hältnissen dient. Bei schlechten Sichtverhältnissen, beispielsweise aufgrund von Nebel oder Regen, wird eine vom IR-Laser 6 abgestrahlte Infrarot-Strahlung von einer an einem Flugzeug angeordneten Infrarot-Kamera zur Positi- onsbestimmung von den Vorfeld- oder Runway- Befeuerungsanlagen empfangen.
Die LED-Module 4 und der IR-Laser 6 zeichnen sich, im Gegensatz zu den eingangs im Stand der Technik aufgeführten Halogenlampen, durch geringen Energieverbrauch und eine hohe Lebensdauer aus.
Die LED-Module 4 und der IR-Laser 6 sind auf einer boden- seitig des Gehäuses 2 angeordneten Leiterplatte 8 befes¬ tigt und elektrisch kontaktiert. Bei der Leiterplatte 8 handelt es sich um eine FR4-Platine mit einem Metallkern zur erhöhten Wärmeabfuhr. Das als Kühlkörper dienende Gehäuse 2 besteht ebenfalls aus wärmeabführenden Materia¬ lien. Ein jeweiliges LED-Modul 4 hat jeweils vier LEDs 10, denen jeweils ein etwa trichterförmiger Reflektor 12 zugeordnet ist. Dessen Längsachse erstreckt sich etwa or- thogonal zur Platine 8, und sein Durchmesser vergrößert sich in Abstrahlrichtung der LEDs 10. Die Reflektoren 12 eines LED-Moduls 4 sind einstückig ausgebildet und zusam¬ men mit den LEDs 10 über eine Clipverbindung 14 auf der Leiterplatte 8 befestigt. Die Clipverbindung 14 weist vier sich von der Leiterplatte 8 weg erstreckende Schen¬ kel 16 auf, die gleichmäßig um die einstückig ausgebilde-
ten Reflektoren 12 herum angeordnet sind und mit einem von der Leiterplatte 8 entfernten Endabschnitt den Re¬ flektor 12 zum Haltern hintergreifen. Durch die Clipverbindung 14 sind die LEDs 10 einfach austauschbar. Die LED-Module 4 sind etwa konzentrisch und gleichmäßig auf der Leiterplatte 8 um den IR-Laser 6 angeordnet, der sich dann etwa mittig der LED-Module 4 befindet.
Bei dem IR-Laser 6 handelt es sich beispielsweise um ei¬ nen herkömmlichen High Power Single Mode InP Laser, der mit einer Wellenlänge von z.B. 1250 oder 1750 nm strahlt. Diese Wellenlängen liegen in einem spektralen Transmissionsfenster der Atmosphäre und folglich ist die Transmis¬ sion nahezu 1 (vgl. Fig. 6), d.h. die Transmissionsverluste sind entsprechend sehr gering. Figur 2 stellt in einer perspektivischen Darstellung die Leuchteinrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dar. Anstelle von vier LED-Modulen 4, wie in der Figur 1, weist diese acht Multichip-LEDs 18 auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um den Typ „Ostar" der Firma Osram. In der DE 10 2008 033 910 AI sind derartige Multichip-LEDs 18 offenbart.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist des Weiteren der IR-Halbleiter-Laser 6 aus Figur 1 durch drei sternförmig angeordnete Infrarot-LEDs 20 (IR-LEDs) ersetzt. Die Mul- tichip-LEDs 18 sind umlaufend um die IR-LEDs 20 und gleichmäßig voneinander beabstandet - wie in der Figur 1 - angeordnet.
Ein in Figur 3 perspektivisch dargestelltes drittes Aus¬ führungsbeispiel der Leuchteinrichtung 1 zeigt eine Korn-
bination des ersten und zweiten Ausführungsbeispiele aus Figur 1 und 2. Zum Abstrahlen von weißem oder farbigem Licht sind hierbei die vier LED-Module 4 aus der Figur 1 und zum Abstrahlen von Infrarot-Strahlung die IR-LEDs 20 aus Figur 2 eingesetzt.
Figur 4 zeigt die Leuchteinrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Anstelle von LED-Modulen 4, wie in Figur 3, sind sechs LED-Submounts 22 eingesetzt. Bei dem LED-Submounts 22 handelt es sich um eine Mehrzahl von einzelnen LEDs - beispielsweise acht - die elektrisch parallel auf einem Barren bzw. Submount montiert sind. Ein derartiger LED- Submount 22 zeichnet sich durch eine äußerst geringe Bau¬ größe aus. Mittig der LED-Submounts 22 ist wieder ein IR- Laser 6 oder ein IR-LED 20 angeordnet.
In Figur 5 ist die Leuchteinrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbei¬ spiel 1 aus Figur 1 ist anstelle des IR-Lasers 6 eine Ha- logenlampe 24 mit einem Reflektor 26 mittig der LED- Module 4 in das Gehäuse 2 eingesetzt. Somit ist die LED- Technik mit der Halogen-Technik kombiniert. Durch Dimmung der Halogenlampe 24 ist das Maximum eines Wellenlängenspektrums in den infraroten Spektralbereich verschiebbar, um die Halogenlampe 24 an die eingangs im Stand der Tech¬ nik erläuterten spektralen Transmissionsfenster der Atmosphäre anzupassen. Durch die Dimmung weist die Halogenlampe 24 vorteilhaft eine längere Lebensdauer auf.
Es ist denkbar, dass die die Infrarot-Strahlung emittierende Lichtquelle nur bei Bedarf, beispielsweise bei schlechten Sichtverhältnissen, eingeschaltet ist.
Es sind neben den Kombinationen der ersten Lichtquellen 4, 18, 22 und zweiten Lichtquellen 6, 20, 24 aus den Figuren 1 bis 5 durchaus weitere Kombinationen möglich. So könnte die Halogenlampe 24 beispielsweise als Ersatz für die zweite Lichtquelle in Figur 2, 3 oder 4 dienen. Auch könnten unterschiedliche erste und unterschiedliche zwei¬ te Lichtquellen 4, 6, 18, 20, 22, 24 je Leuchteinrichtung 1 eingesetzt werden.
Offenbart ist eine Leuchteneinrichtung für eine Befeue¬ rung, die zumindest eine VIS-LED als erste Lichtquelle und eine zweite im Wesentlichen Infrarot-Strahlung emittierende Lichtquelle aufweist.