WO2012069312A1 - Lineare beleuchtungsvorrichtung mit leds - Google Patents

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WO2012069312A1
WO2012069312A1 PCT/EP2011/069722 EP2011069722W WO2012069312A1 WO 2012069312 A1 WO2012069312 A1 WO 2012069312A1 EP 2011069722 W EP2011069722 W EP 2011069722W WO 2012069312 A1 WO2012069312 A1 WO 2012069312A1
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WO
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leds
linear
reflector
lighting device
illumination device
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PCT/EP2011/069722
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Hadrath
Julius Muschaweck
Original Assignee
Osram Ag
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Publication date
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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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/20—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • 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
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • 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 invention is based on a linear illumination device with LEDs according to the preamble of claim 1. It relates in particular to a linear LED lamp or a lighting device with a linear LED structure, for example a linear LED light.
  • An object of the present invention is to provide a linear illumination device with LEDs, which collimates the light from the LEDs in a small angle as possible ⁇ area.
  • a further object is to provide a li ⁇ -linear lighting device having LEDs as possible ene ger emission characteristics.
  • Another object is to provide such a linear lighting ⁇ device with LEDs with the lowest possible height.
  • a linear lighting device having LEDs which has a narrow Lichttownvertei ⁇ lung. These may be very high Achslicht ⁇ strength of 2000 to 3000 cd be achieved.
  • linear LED lamp In the following, for the sake of simplicity, without being meant to be limiting, it is usually referred to as a linear LED lamp.
  • a linear LED lamp to be provided with a defined radiation characteristic which has a high axial luminous intensity of at least 2000 cd at ⁇ . At the same time it should have a defined light intensity ⁇ distribution, for example, a FWHM of more than 24 °. In principle, other light distribution curves (IDC) with at least 10 ° FWHM are possible, depending on the surface structure of the Austrittsfens ⁇ ters.
  • the linear LED lamp also shows a good Farbwie ⁇ dergabe and color mixing, and a high luminous flux of at least 1,000 in. At the same time a low overall height is achieved with the OF INVENTION ⁇ dung.
  • the main problem with such lighting devices is to enable a good color reproduction only by color mixing of several LEDs.
  • the difficulty is to achieve a good color mixing with close From ⁇ radiation characteristics and high optical efficiency without the size of the lamp unskymä ⁇ SSIG enlarge.
  • either white or different-colored LEDs are arranged linearly (LED array).
  • the white ones LEDs consist of phosphor partially converted blue LEDs with consequent weakness in the red spectral range and limited color rendering. While using different colored LEDs, a better color rendering is possible, but at the cost of unwanted color shadows in the near field and when objects (eg people) get into the sight beam. This effect is all the stronger the greater the minimum distance between the LEDs, which in turn is given by the size of the individual optics. Furthermore, the LEDs emit directly, so that a high glare occurs.
  • the problem is solved by the side of a bar with LEDs and a reflector which forms a parabolic branch in cross-section in a cuboid housing, typically an aluminum U-profile of typically 300 mm in length.
  • a bar with LEDs and a reflector which forms a parabolic branch in cross-section in a cuboid housing, typically an aluminum U-profile of typically 300 mm in length.
  • two strips with two linear parabolic reflector halves in the sense of sections of a parabola or involute are used.
  • This construction makes the whole lighting device very easy to hold and heat, as the LEDs can directly use the massive housing as a coolant.
  • a metal core board is screwed in each case, on the example of above three and below four groups of 3 LEDs are soldered. In general, two to five groups are often used.
  • LEDs are advantageously used with beam angle of typically 60 ° to 100 °, since then the reflector half is optimally illuminated at lateral Be ⁇ radiation.
  • the total of more than 20 installed LEDs are driven with an electronic driver as known per se.
  • the temperature of the LEDs is measured to adjust the current of the red LED accordingly.
  • Other color combinations are possible than the example used here. In principle, an arrangement up to an uninterrupted stringing together of LEDs is possible, preferred are two groups.
  • a particularly outstanding feature of the invention is that a very good heat dissipation through the aluminum housing is ensured by the possible in the selected configuration outer positioning of the LEDs on the side walls.
  • ge ⁇ aims set are on the inner side of a mounted in the off ⁇ exit window cover plate widening structure, usually in the form of cylindrical ren Linsenstruktu- applied.
  • cylindrical lenses are applied to the by the reflector to typically six to eight degrees (FWHM) widen collimated light to the ge ⁇ desired width.
  • FWHM degrees
  • the collimation is obtained without said flare ⁇ structure in the exit window or, if using a planar cover plate, it represents the lower limit. Larger widths decrease inevitably Achslicht- strength.
  • the already good color mixing can be further improved by the fact that cylindrical lenses are also applied to the outside of the exit window , which, however, are oriented perpendicular to those on the inside of the exit window.
  • the transparent material of the exit window preferably, this is a plastic such as PMMA, beizu- mix a small amount of diffuser material as in ⁇ game as Ti02 as a scattering medium for small angles.
  • a specifically well suitable material is at ⁇ play Evonik DF23.
  • a particular advantage compared to an undivided parabolic reflector is that when using two parabolic halves a V-shaped cavity is created behind the reflector, so that because of the dichotomy of the reflector contour offers a lot of space to underzu ⁇ bring the electronics.
  • the minimum external dimensions of the lamp or lighting device are given exclusively by the size of the optics, not the electronics. Therefore, the lamp or lighting device can be built comparatively small or have low height.
  • the LVK is then asymmetrical and well suited for indirect ceiling lighting.
  • LED arrays in two rows to which a linear reflector system with two halves is assigned, is preferred.
  • the number of LEDs per LED array is preferably limited to one to five, in particular two or three, with preferably two to three groups of LED arrays per row being present.
  • either white or differently colored LEDs are arranged linearly, thus creating a linear LED array.
  • white LEDs use phosphor-converting blue LEDs, so-called LUKO LEDs. These have a weak emission in the red spectral range and therefore a poor color rendering. If you use different colored LEDs, so is Although a better color rendering possible, but this has the disadvantage that unwanted color ⁇ shadows appear in the near field. The same thing happens when objects enter the visual beam.
  • the LEDs emit directly to it, so that a high glare occurs. This is now avoided by indi ⁇ rect lighting.
  • the linear LED lamp has a linear array of a plurality of semiconductor components, i.allg. Is this to chip LEDs or laser diodes ⁇ , on which have a certain distance from each other.
  • the following is always spoken of LEDs.
  • the two rows of LED arrays is assigned a basically parabolic reflector system consisting of two parts or an involute reflector. A typical number is 2 to 5 LEDs in an array.
  • the LED array with the reflectors is housed in a channel-like housing with a short transverse dimension.
  • Groups of Minim ⁇ least two different types of LEDs are preferred for the LED arrays used ⁇ example, three LEDs, which emit red, green and blue, or two LEDs as a combination of white LEDs certain color temperature along with other colored LEDs.
  • a preferred approach is a group of white LEDs with relatively poor color rendering, along with a group of red LEDs, to improve the redness of the white LEDs, see, for example, US 6,234,648, US 7,736,017 or US 6,577,073 or US 7,213,940
  • groups of blue and green emitting LEDs especially groups of green-white emitting mint LEDs, together with groups of red emitting LEDs.
  • a preferred concept is to use a first group of dominant wavelength LEDs LI and a second group of LEDs of dominant wavelength L2, where L2> L1.
  • the first group may consist of two LEDs, between which an LED of the second group is arranged, this array being arranged so that the LED of all groups at least approximately, preferably directly, sitting in the focal point or the focal line of the associated reflector part. This ensures that the light from the LEDs leaves the lamp or lamp with the desired FWHM.
  • the reflector can also be shaped like sections of an involute, see the principle described in WO 2008/104498.
  • the linear LED array illuminates the reflector in ⁇ directly, best of all , by being in the focus of the reflector while illuminating the reflector from the side.
  • the cover plate can be provided with a transparent or translucent scattering means in order to further improve the color mixing of the different groups of LEDs without color shadows.
  • a transparent or translucent scattering means in order to further improve the color mixing of the different groups of LEDs without color shadows.
  • the cover disc with an array of regularly gives good results at ⁇ parent cylindrical lenses is preferably a Aufwei ⁇ tung structure, preferably implemented as a textured surface used.
  • microlens arrays it is also possible to use so-called microlens arrays, as they are known basically from WO 2009/065389, for example.
  • a microlens array is ver ⁇ turns, which is constructed like a plate, wherein a structural ⁇ structure which acts as a microlens array, preferably on one surface only, namely, the inner, is applied. Only in this way a particularly effective color mixing is the goal of reaching ⁇ bar.
  • a heat sink to the LED array so that it causes no significant additional shading, especially directly behind the LED array.
  • thedegro ⁇ per directly and exclusively by the side walls on which sit the rows of LEDs realized.
  • the lighting device according to the invention with LEDs, especially a linear LED lamp, is characterized by fol ⁇ ing advantages:
  • the primary optics used here are a reflector assigned to the LED array, which can be understood as a section of a parabolic branch in cross section.
  • LEDs are used with a large beam angle of 60 ° to 100 °, typically a value of about 80 °. This allows the reflector to be well illuminated so that better performance is achieved.
  • Linear illumination device with LEDs as a primary light source, with a cuboid housing, which has a longitudinal axis, a bottom part, two short side walls ⁇ and two wide side walls and one of the Bo- denteil opposite the light exit opening de ⁇ finiert, wherein a row of LEDs opposite in the housing from the light exit opening is arranged, and the line loading whereby indirect lighting is achieved illuminates a linear elongated reflector, characterized in that in the housing min ⁇ least one line of Lines LEDs is laterally, in particular along a wide side wall, lined up, wherein the line is associated with a channel-like reflector, which in cross section a portion of a
  • Linear illumination device characterized in that the primary light source
  • Linear illumination device according to claim 1 characterized in that the LEDs have a radiation ⁇ angle of 60 ° to 100 °.
  • Linear illumination device according to claim 1 characterized in that a widening structure is arranged in the region of the light exit opening, in particular an array of lenses on a cover disk.
  • Linear illumination device according to claim 4 characterized in that the lenses are cylindrical Lenses are, wherein such a structure on one side, preferably the inside, of the cover plate is formed, and wherein the lenses have in particular a regular structure. 6.
  • Linear lighting device character- ized in that the primary light source is in thermal contact with a solid heat sink, wherein the heat sink is in particular realized directly by a side wall.
  • a linear illumination device by in that one row of LEDs on the two broad side walls, said each line section is a separate reflector member, insbeson ⁇ wider in cross-section of a Parabe ⁇ lastes assigned.
  • Linear lighting device characterized in that the two Parabe ⁇ läste unite in an intersection, wherein the da ⁇ formed by cutting line in particular in the housing runs centrally between the wide side walls.
  • Linear lighting device characterized in that behind the re ⁇ reflector in the direction of the bottom part, a cavity extends, which serves as a storage space for the associated Elekt ⁇ ronik or a part thereof.
  • Linear lighting device characterized in that at least a portion of the sidewalls ⁇ sidewall is used directly as a heat sink for the LEDs.
  • Figure 1 shows an embodiment of a linear LED lamp
  • Figure 2 is a detail view of a primary light source of the linear LED lamp
  • Figure 3 is a cross-section through a reflector system for the linear LED lamp of Figure 1;
  • Figure 4 shows the basic structure of the interconnection for the linear LED lamp of Figure 1;
  • Figure 5 shows the structure of a cover plate with lenses
  • FIG. 6 shows the beam path with lenses
  • Figure 7 shows the light distribution curve for a linear
  • Figure 10 shows an embodiment of a linear LED lamp with one-sided reflector
  • FIG. 11 shows a further embodiment of a lens
  • the linear LED lamp 1 has a approximately qua ⁇ derförmiges housing 2, 4 with two narrow or short Be ⁇ tencommunn 3, two wide side walls 13 and a bottom plate opposite the bottom plate 4 is the light ⁇ exit opening 5.
  • the two wide side walls 13 each extending along a bar 8 Sys ⁇ tem of several LED arrays 6, wherein the two strips are opposed to each other in principle.
  • Each bar is assigned its own parabolic reflector 7, both together form the reflector system.
  • the concept of indirect illumination of each LED array is aligned to 6 ge ⁇ genschreibierissel broad side wall 13 side, that is from the opening pioneering. The light is deflected by the parabolic reflectors in the direction of the outlet opening 5.
  • the two parabolic reflectors are axially symmetrical to each other, they meet in the middle in a First 9. Both together form a roof-like con ⁇ constructive tion of the reflector system to be ⁇ sammenform of two halves.
  • the LED arrays 6 respectively consist of a first group 10 of LEDs which are greenish white, preferably mint-colored, and emit a second group 11 of LEDs which emit red, preferably amber.
  • Per LED array 6 is a centrally located LED 11 of the second group of each one LED 10 of the first group on ⁇ each side along the bar surrounded.
  • All three LEDs are linearly aligned along the bar 8. This is realized directly by the metal core boards, wherein the LEDs are soldered to the metal core boards 13 on a continuous aluminum block therealong as heat sink 12. Preferably, the side wall is directly the heat sink.
  • the longitudinal bar 8 sits at least one LED array 6 with three LEDs.
  • the strip consists of the metal core board 13 and the heat sink 12. The light of the LEDs is directed to the reflector system 7 and is reflected from there in the direction of exit ⁇ opening.
  • the bar can physically consist only of the boards and the block.
  • a total of three LED groups are assigned in the first, here upper, line 15 of the first half of the roof-like reflector system.
  • a total of four identical LED groups are assigned in the second, here lower, line 16 of the second half of the roof-like reflector system.
  • the boards 13 have a white anodized surface to reflect scattered radiation.
  • Figure 3 shows a cross section of the reflector system in detail.
  • the width of the housing, corresponding to the coordinate y, is at least 42 mm, wherein a free space in the region of the wide side walls of about 1 to 3 mm is advantageous in order to accommodate the strip 8 therein.
  • Figure 4 shows the printed circuit boards 13 for the two rows 15, 16 of the LED array and the basic course of the Lei ⁇ terbahnen for connecting the driver.
  • an NTC 17 should be present on an LED array to measure the temperature of the LED.
  • the board 13 has bores for attachment to the housing, the latter being preferably made of aluminum.
  • Figure 5 shows in detail the exit window 5.
  • Figure 5a is a cross section of the housing with cover plate 25 in the exit window.
  • FIG. 5b shows a detail of the exit window.
  • the cover plate 25 is made of PMMA in ⁇ exit window, but it can also nat from polycarbosilane, be glass or a similar transparent material.
  • the cover disk has a structure on its inside as a beam widening means.
  • cylindrical lenses 26 for defined beam expansion.
  • the outside of the cover plate is planar.
  • FIG. 5c shows the structure of the cylindrical lenses in detail.
  • the desired expansion of the beam can be achieved.
  • FIG. 6 shows schematically the beam path which the widening structure, in this case a lens structure, causes.
  • the widening structure in this case a lens structure
  • three different areas of the array of cylin ⁇ derlinsen with the associated beam path of an LED are shown.
  • the cylindrical lenses cause a beam expansion by deflecting the rays X, which are actually emitted in parallel by the reflector, partly upwards or downwards.
  • the beam expansion W is approximately 24 ° in the transverse direction, as shown in FIG. 7a, the beam expansion being approximately 65 ° in the longitudinal direction as shown in FIG. 7b.
  • FIG. 7c shows a measurement of the luminous intensity (in cd) in both directions with the entire light distribution curve.
  • Figure 8 shows a light distribution curve, as would arise without expansion structure or lens structure in the region of the outlet opening. In the transverse direction, it would be very narrow, namely only about 6 to 8 °, in the longitudinal direction, it would be very erratic, with an average of the same FWHM.
  • FIG. 9 shows that the cavity 28 behind the two parabolic branches 7 can be used as storage space for electronic components 29.
  • the supply line is designated 30.
  • the aluminum profile of Ge ⁇ koruses here serves simultaneously as a heat sink, insbeson ⁇ particular, the side walls 13 of a thickness of several mm, typically 2 to 5 mm.
  • the window 31 made of Plexiglas only a scattering agent 32, but no expansion structure, embedded.
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment of a luminaire 35 in which only one parabolic branch 7 and one row 36 of LEDs are used.
  • Figure 11 shows a particularly high quality flare ⁇ structure on the cover wafer, used in the front and rear cylindrical lenses on the cover wafer 38th
  • a particularly good effect can be achieved if the rod-shaped lenses 39 on the front side and the rod-shaped lenses 40 on the rear side of the cover disk 38 are arranged perpendicular to one another.
  • This causes to ⁇ additionally for expanding the radiation in one direction (WO) or an expansion in the other direction (WL), see also Figure 7a and 7b.
  • WO one direction
  • WL expansion in the other direction
  • Microlens arrays as they basically, for example, from WO 2009/065389 are known. In this case, a microlens array is used, which is constructed plate-like.

Abstract

Eine lineare Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere lineare LED-Lampe (1), zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse (2) entlang einer Längsachse mindestens eine aufgereihte Zeilen aufweist, wobei der Zeile eine primäre Lichtquelle (6) und ein Reflektor (7) zugeordnet ist, wobei die Lichtquelle (6) dem Reflektor (7) gegenüber so angeordnet ist, dass eine indirekte Beleuchtung erzielt wird, und wobei der Reflektor (7) ein Abschnitt eines Parabelastes ist.

Description

Lineare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer linearen Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft insbesondere eine lineare LED-Lampe oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer linearen LED- Struktur, beispielsweise eine lineare LED-Leuchte.
Stand der Technik
Aus der WO 2007/054889 ist eine linearen LED-Lampe vorbe¬ kannt, bei der zeilenartig im Austrittsfenster angeordne¬ te LEDs mit einem Parabol-Reflektor , der als Rinnenreflektor aufgebaut ist, zusammenwirken.
Darstellung der Erfindung Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine lineare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs bereitzustellen, die das Licht der LEDs in einem möglichst kleinen Winkel¬ bereich kollimiert. Eine weitere Aufgabe ist es, eine li¬ neare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs mit möglichst en- ger Ausstrahlungscharakteristik bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine derartige lineare Beleuch¬ tungsvorrichtung mit LEDs mit möglichst geringer Bauhöhe zu schaffen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Erfindungsgemäß wird eine lineare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs bereitgestellt, die eine enge Lichtstärkevertei¬ lung aufweist. Es kann dabei eine sehr hohe Achslicht¬ stärke von 2000 bis 3000 cd erreicht werden.
Im folgenden wird der Einfachheit halber, ohne einschränkend gemeint zu sein, meist von einer linearen LED-Lampe gesprochen .
Im Einzelnen soll eine lineare LED-Lampe mit definierter Ausstrahlungscharakteristik bereitgestellt werden, die eine hohe Achslichtstärke von mindestens 2000 cd auf¬ weist. Gleichzeitig soll sie eine definierte Lichtstärke¬ verteilung, beispielsweise eine FWHM von höchstens 24°, aufweisen. Grundsätzlich sind auch andere Lichtverteilungskurven (LVK) mit mindestens 10° FWHM möglich, in Abhängigkeit von der Oberflächenstruktur des Austrittsfens¬ ters .
Die lineare LED-Lampe zeigt außerdem eine gute Farbwie¬ dergabe und Farbmischung, sowie einen hohen Lichtstrom von mindestens 1000 Im. Gleichzeitig ist mit der Erfin¬ dung eine niedrige Bauhöhe erzielbar.
Das hautsächliche Problem bei derartigen Beleuchtungsvorrichtungen ist es, eine gute Farbwiedergabe nur durch Farbmischung mehrerer LEDs zu ermöglichen. Die Schwierigkeit liegt darin, eine gute Farbmischung bei enger Ab¬ strahlcharakteristik und hoher optischer Effizienz zu erreichen ohne dabei die Ausmaße der Lampe unverhältnismä¬ ßig zu vergrößern.
Beim Stand der Technik sind entweder weiße oder verschie- denfarbige LEDs linear angeordnet (LED-Array) . Die weißen LEDs bestehen aus mittels Leuchtstoff teilkonvertierten blauen LEDs mit dadurch bedingter Schwäche im roten Spektralbereich und begrenzter Farbwiedergabe. Bei Verwendung verschiedenfarbiger LEDs ist zwar eine bessere Farbwiedergabe möglich, jedoch auf Kosten von unerwünschten Farbschatten im Nahfeld und wenn Objekte (z.B. Personen) in den Sichtstrahl gelangen. Dieser Effekt ist umso stärke je größer der Minimalabstand zwischen den LEDs ist, der wiederum durch die Größe der Einzeloptiken gegeben ist. Weiterhin strahlen die LEDs direkt ab, so dass eine hohe Blendwirkung auftritt.
Erfindungsgemäß wird das Problem gelöst, indem in einem quaderförmigen Gehäuse, typisch ein Aluminium-U-Profil von typisch 300 mm Länge, seitlich eine Leiste mit LEDs und ein Reflektor, der im Querschnitt einen Parabelast bildet, angeordnet ist. Bevorzugt werden zwei Leisten mit zwei linearen parabolischen Reflektorhälften im Sinne von Abschnitten einer Parabel oder Evolvente verwendet.
Diese werden typisch aus Plastik im Rapid-Prototyping- Verfahren hergestellt und insbesondere mit spekular hoch reflektierender Folie, beispielsweise 3M Vikuiti ESR, be¬ klebt. Es ist auch möglich, den Reflektor aus poliertem Aluminium oder anderen hoch reflektierenden Materialien herzustellen. Durch die beschriebene Anordnung befinden sich die Brennpunkte am Rand und nicht in der Mitte.
Dieser Aufbau macht die ganze Beleuchtungsvorrichtung bezüglich Halterung und Entwärmung sehr einfach, da die LEDs direkt das massive Gehäuse als Kühlmittel verwenden können. An den Innenseiten des U-Profils ist insbesondere je eine Metallkernplatine geschraubt, auf der beispiels- weise oben drei und unten vier Gruppen von je 3 LEDs aufgelötet sind. Im allgemeinen sind zwei bis fünf Gruppen häufig verwendet.
Dabei sind beispielsweise je zwei kaltweiße LEDs und eine rote LED zu einer Gruppe zusammengefasst . Vorteilhaft werden LEDs mit Abstrahlwinkel von typisch 60° bis 100° verwendet, da dann die Reflektorhälfte bei seitlicher Be¬ strahlung optimal ausgeleuchtet wird.
Die somit insgesamt mehr als 20 verbauten LEDs werden mit einem elektronischen Treiber wie an sich bekannt angesteuert .
Mit Hilfe eines NTC in der Nähe einer LED-Gruppe wird die Temperatur der LEDs gemessen, um die Bestromung der roten LED entsprechend anzupassen. Es sind auch andere Farbkombinationen als das hier verwendete Beispiel möglich. Prinzipiell ist eine Anordnung bis hin zu einer ununterbrochenen Aneinanderreihung von LEDs möglich, bevorzugt sind dabei zwei Gruppen.
Eine weitere Aus führungs form ist es, dass auch grüne LEDs, die die Lücke zwischen blau und gelb im Spektrum auffüllen, eingebaut werden, um die Farbwiedergabe zu er¬ höhen .
Ein besonders herausragendes Merkmal der Erfindung ist, dass durch die in der gewählten Konfiguration mögliche äußere Positionierung der LEDs an den Seitenwänden eine sehr gute Wärmableitung über das Aluminiumgehäuse gewährleistet ist.
Eine gute Farbmischung der verschiedenfarbigen LEDs wird bereits durch die lineare Struktur der Reflektoren er- reicht. Um die gewünschte Abstrahlungscharakteristik ge¬ zielt einzustellen, sind auf der Innenseite einer im Aus¬ trittsfenster angebrachten Deckscheibe Aufweitungsstruktur , meist in Gestalt von zylindrischen Linsenstruktu- ren, aufgebracht. Insbesondere sind zylindrische Linsen aufgebracht, die das durch den Reflektor auf typisch sechs bis acht Grad (FWHM) kollimierte Licht auf die ge¬ wünschte Breite aufweiten. Hier sind verschiedene Struk¬ turen möglich, um auch andere Lichtverteilungskurven zu erhalten.
Die genannte Kollimierung erhält man ohne Aufweitungs¬ struktur im Austrittsfenster bzw. bei Verwendung einer planaren Deckscheibe, sie stellt die untere Grenze dar. Größere Breiten verringern zwangsläufig die Achslicht- stärke.
Die schon gute Farbmischung kann noch dadurch verbessert werden, dass auch auf die Außenseite des Austrittsfens¬ ters zylindrische Linsen aufgebracht werden, die jedoch senkrecht zu denen auf der Innenseite des Austrittsfens- ters orientiert sind.
Außerdem ist es möglich, dem transparenten Material des Austrittsfensters, bevorzugt ist dies ein Kunststoff wie PMMA, eine geringe Menge an Diffusormaterial wie bei¬ spielsweise Ti02 als Streumedium für kleine Winkel beizu- mischen. Ein konkret gut geeignetes Material ist bei¬ spielsweise Evonik DF23.
Ein besonderer Vorteil im Vergleich zu einem ungeteilten Parabelreflektor ist, dass bei Verwendung zweier Parabel- Hälften ein V-förmiger Hohlraum hinter dem Reflektor ent- steht, so dass wegen der Zweiteilung der Reflektorkontur sich sehr viel Platz bietet, um die Elektronik unterzu¬ bringen .
Die minimalen Außenmaße der Lampe bzw. Beleuchtungsvorrichtung sind ausschließlich durch die Größe der Optik, nicht der Elektronik, gegeben. Daher kann die Lampe bzw. Beleuchtungsvorrichtung vergleichsweise klein gebaut werden bzw. niedrige Bauhöhe aufweisen.
Es ist auch eine Ausführung mit nur einer Halbparabel möglich. Die LVK ist dann asymmetrisch und gut für indirekte Deckenbeleuchtung geeignet.
Die großen Vorteile der neuartigen Beleuchtungsvorrichtung sind.
- geringe Lichtverluste durch wenige optische Elemente;
- geringe Blendung durch indirekte Beleuchtung;
- einfache Halterung der LEDs im optischen System;
- sehr gute Ankopplung der LEDs an das Gehäuse, das als Kühlkörper dient;
- gute Wärmeabfuhr durch durchgehenden massiven äußeren Kühlkörper;
- sehr gute Farbwiedergabe mit typisch Ra > 85 und sehr gute Farbmischung durch Verwendung verschiedenfarbiger LEDs, insbesondere mindestens zwei bis drei Gruppen ver¬ schiedenartiger LEDs;
- enge, definierte Abstrahlcharakteristik mit einer typischen FWHM von 24° durch Einsatz von Zylinderlinsen im Bereich des Austrittsfenster; sehr hohe optische Effizienz von typisch mindestens 80%, konkret beispielsweise 83%;
- kompakte Bauweise und ansprechendes Design.
Die lineare LED-Lampe weist eine gute Farbwiedergabe von mindestens Ra=80, typisch Ra = 85 bis 93, auf und zeichnet sich durch besonders homogene Farbmischung aus. Überdies zeigt sie einen hohen Lichtstrom von 1000 bis 1300 Im, je nach Bestromung der LEDs.
Bevorzugt ist die Verwendung von LED-Arrays in zwei Zei- len, denen ein lineares Reflektorsystem mit zwei Hälften zugeordnet ist.
Eine gute Farbwiedergabe ist nur durch Farbmischung mit mehreren LEDs unterschiedlicher Farbe möglich. Die Schwierigkeit liegt darin, eine gute Farbmischung zusam- men mit enger Abstrahlcharakteristik bei gleichzeitig möglichst hoher optischer Effizienz zu erreichen, ohne dass dafür die Abmessungen der linearen LED-Lampe unverhältnismäßig groß werden.
Aus diesem Grund ist bevorzugt die Anzahl der LEDs pro LED-Array auf eins bis fünf, insbesondere zwei oder drei, beschränkt, wobei vorzugsweise zwei bis drei Gruppen von LED-Arrays pro Zeile vorhanden sind.
Beim Stand der Technik werden entweder weiße oder verschiedenfarbige LEDs linear angeordnet und schaffen so ein lineares LED-Array. Üblicherweise werden für weiße LEDs Leuchtstoff-konvertierende blaue LEDs, sog. LUKO- LEDs, verwendet. Diese haben eine schwache Emission im roten Spektralbereich und daher eine schlechte Farbwiedergabe. Verwendet man verschiedenfarbige LEDs, so ist zwar eine bessere Farbwiedergabe möglich, aber dies bringt den Nachteil mit sich, dass unerwünschte Farb¬ schatten im Nahfeld auftauchen. Ähnliches passiert, wenn Objekte in den Sichtstrahl gelangen.
Oft strahlen die LEDs noch dazu direkt ab, so dass eine hohe Blendwirkung auftritt. Diese wird jetzt durch indi¬ rekte Beleuchtung vermieden.
Erfindungsgemäß weist die lineare LED-Lampe ein linear aufgereihtes Array von mehreren Halbleiterbauelementen, i.allg. handelt es sich dabei um Chips, LEDs oder Laser¬ dioden, auf, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Der Einfachheit halber wird im folgenden immer von LEDs gesprochen.
Der beiden Zeilen von LED-Arrays ist dabei ein dem Grunde nach parabolisches Reflektorsystem aus zwei Teilen oder ein Evolventenreflektor zugeordnet. Eine typische Anzahl ist 2 bis 5 LEDs in einem Array. Das LED-Array mit den Reflektoren ist in einem rinnenartigen Gehäuse mit kurzer Querabmessung untergebracht.
Bevorzugt werden für die LED-Arrays Gruppen von mindes¬ tens zwei verschiedenartigen LEDs verwendet, beispiels¬ weise drei LEDs, die rot, grün und blau emittieren, oder zwei LEDs als Kombination weißer LEDs bestimmter Farbtemperatur zusammen mit weiteren farbigen LEDs.
Ein bevorzugter Ansatz ist eine Gruppe weißer LEDs mit relativ schlechter Farbwiedergabe zusammen mit einer Gruppe roter LEDs, um die Rotschwäche der weißen LEDs zu verbessern, siehe beispielsweise US 6 234 648, US 7 736 017 oder auch US 6 577 073 oder US 7 213 940. Ein konkre- tes Beispiel sind Gruppen von blau- und grünemittierenden LEDs, speziell Gruppen von grünweiß emittierenden, mint- farbenen LEDs, zusammen mit Gruppen von rot emittierenden LEDs .
Ein bevorzugtes Konzept ist es, eine erste Gruppe von LEDs mit dominanter Wellenlänge LI und eine zweite Gruppe von LEDs mit einer dominanten Wellenlänge L2 zu verwenden, wobei L2>L1.
Eine besonders enge Abstrahlcharakteristik bei geringer Bauhöhe wird erzielt, wenn die LEDs möglichst dicht bei¬ einander, und dabei möglichst nah am Brennpunkt des zuge¬ ordneten Reflektorteils angeordnet sind. Konkret kann die erste Gruppe aus zwei LEDs bestehen, zwischen denen eine LED der zweiten Gruppe eingereiht ist, wobei dieses Array so angeordnet ist, dass die LED aller Gruppen zumindest näherungsweise, bevorzugt direkt, im Brennpunkt bzw. der Brennlinie des zugeordneten Reflektorteils sitzt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Licht der LEDs die Lampe oder Leuchte mit gewünschter FWHM verlässt.
Insbesondere kann zur Optimierung der Streuung der Reflektor auch wie Abschnitte einer Evolvente geformt sein, siehe das in WO 2008/104498 beschriebene Prinzip.
Das lineare LED-Array beleuchtet dabei den Reflektor in¬ direkt, am besten, indem es im Fokus des Reflektors liegt und dabei von der Seite den Reflektor beleuchtet.
Insbesondere kann die Deckscheibe mit einem transparenten oder transluzenten Streumittel versehen, um die Farbmischung der verschiedenen Gruppen von LEDs ohne Farbschatten weiter zu verbessern. Bevorzugt wird im Bereich der Deckscheibe ein Aufwei¬ tungsstruktur , vorzugsweise realisiert als strukturierte Oberfläche, verwendet, wobei ein Array von regelmäßig an¬ geordneten Zylinderlinsen gute Ergebnisse liefert. Es ist aber auch möglich, sog. Mikrolinsen-Arrays , wie sie dem Grunde nach beispielsweise aus WO 2009/065389 bekannt sind zu verwenden. Dabei wird ein Mikrolinsen-Array ver¬ wendet, das plattenartig aufgebaut ist, wobei eine Struk¬ tur, die als Mikrolinsen-Array wirkt, bevorzugt nur auf einer Oberfläche, nämlich der inneren, aufgebracht ist. Nur so ist eine besonders effektive Farbmischung erreich¬ bar .
Des weiteren ist es vorteilhaft, einen Kühlkörper an das LED-Array so anzuschließen, dass er keine nennenswerte zusätzlich Abschattung hervorruft, insbesondere direkt hinter dem LED-Array. Besonders bevorzugt ist der Kühlkö¬ per direkt und ausschließlich durch die Seitenwände, auf denen die Zeilen von LEDs sitzen, realisiert.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs, speziell eine lineare LED-Lampe, zeichnet sich durch fol¬ gende Vorteile aus:
- Blendfreiheit durch indirekte Beleuchtung mit rück- ahlender Anordnung;
- Gute Wärmeabfuhr durch einen außerordentlich massi- ven, nicht lichtabsorbierenden Kühlkörper in Form einer Seitenwand;
- Sehr gute Farbwiedergabe von mindestens Ra=80 durch Verwendung verschiedenfarbiger LEDs in mindestens zwei Gruppen in einem Array; - Verbesserte Farbmischung und Strahlformung durch ein Linsenarray;
- definierte Abstrahlcharakteristik;
- Sehr hohe Achslichtstärke zwischen 2000 und 3000 cd; - Sehr hohe optische Effizienz von typisch 75% bis
85%;
- Trotzdem sehr kompakte Bauweise mit geringer Breite des Gehäuses und geringer Bauhöhe.
Diese Anordnung ermöglicht es im Gegensatz zum Stand der Technik, das Licht der LEDs in einen sehr kleinen Winkelbereich zu kollimieren. Als Primäroptik dient dabei ein dem LED-Array zugeordneter Reflektor, der als Abschnitt eines Parabelastes im Querschnitt verstanden werden kann.
Hinzu kommt eine ausgezeichnete Farbmischung, indem das austretende Licht ein Linsen-Array durchläuft. Damit wird eine Farbmischung sowohl im Nahfeld als auch Fernfeld erreicht .
Bevorzugt werden LEDs mit großem Abstrahlwinkel von 60° bis 100° verwendet, typisch ist ein Wert von etwa 80°. Damit kann der Reflektor gut ausgeleuchtet werden, so dass eine bessere Performance erzielt wird.
Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer nume¬ rierten Aufzählung sind:
1. Lineare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs als Primär- lichtquelle, mit einem quaderförmigen Gehäuse, das eine Längsachse, ein Bodenteil, zwei kurze Seiten¬ wände und zwei breite Seitenwände und eine dem Bo- denteil gegenüberliegende Lichtaustrittsöffnung de¬ finiert, wobei eine Zeile von LEDs im Gehäuse von der Lichtaustrittsöffnung abgewandt angeordnet ist und die Zeile einen linear gestreckten Reflektor be- leuchtet, wodurch eine indirekte Beleuchtung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse min¬ destens eine Zeile von LEDs seitlich, insbesondere entlang einer breiten Seitenwand, aufgereiht ist, wobei der Zeile ein rinnenartiger Reflektor zugeord- net ist, der im Querschnitt ein Abschnitt aus einem
Parabelast oder einer Evolvente ist, wobei die LEDs im Bereich einer Brennlinie des Reflektors angeord¬ net sind. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle
LED-Arrays aufweist mit mindestens zwei, insbesonde¬ re drei bis fünf, LEDs, die zumindest zwei Gruppen LEDs angehören, die unterschiedliche Emission zei¬ gen . Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs einen Abstrahl¬ winkel von 60° bis 100° aufweisen. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufweitungsstruktur im Bereich der Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist, insbesondere ein Array von Linsen auf einer Deckscheibe . Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen zylindrische Linsen sind, wobei eine derartige Struktur an einer Seite, bevorzugt der Innenseite, der Deckscheibe ausgebildet ist, und wobei die Linsen insbesondere eine regelmäßige Struktur aufweisen. 6. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle auf einer Leiste, insbesondere direkt realisiert als Platine, angeordnet ist.
7. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, da- durch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle mit einem massiven Kühlkörper in thermischem Kontakt steht, wobei der Kühlkörper insbesondere direkt durch eine Seitenwand realisiert ist.
8. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass je eine Zeile von LEDs an den beiden breiten Seitenwänden angeordnet ist, wobei jeder Zeile ein eigenes Reflektorteil, insbeson¬ dere im Querschnitt ein Abschnitt eines Parabe¬ lastes, zugeordnet ist. 9. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Parabe¬ läste in einem Schnittpunkt vereinen, wobei die da¬ durch gebildete Schnittlinie insbesondere im Gehäuse mittig zwischen den breiten Seitenwänden verläuft. 10. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckscheibe ein Streumittel eingebracht ist. 11. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Re¬ flektors mit einer spekular hochreflektierenden Oberfläche versehen ist.
12. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich hinter dem Re¬ flektor in Richtung Bodenteil ein Hohlraum erstreckt, der als Stauraum für die zugehörige Elekt¬ ronik oder einen Teil davon dient.
13. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil¬ bereich der Seitenwände direkt als Kühlkörper für die LEDs genutzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von mehreren Aus- führungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen :
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer linearen LED- Lampe ;
Figur 2 eine Detailansicht einer primären Lichtquelle der linearen LED-Lampe;
Figur 3 einen Querschnitt durch ein Reflektorsystem für die Lineare LED-Lampe der Figur 1 ;
Figur 4 den grundsätzlichen Aufbau der Verschaltung für die Lineare LED-Lampe der Figur 1 ;
Figur 5 den Aufbau einer Deckscheibe mit Linsen;
Figur 6 den Strahlengang mit Linsen; Figur 7 die Lichtverteilungskurve für eine linearen
LED-Lampe mit Linsen-Array;
Figur 8 die Lichtverteilungskurve für eine linearen
LED-Lampe ohne Linsen-Array,
Figur 9 einen Querschnitt durch eine Lineare LED-Lampe mit Vorschaltgerät ;
Figur 10 ein Ausführungsbeispiel einer Lineare LED-Lampe mit einseitigem Reflektor;
Figur 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Linsen-
Arrays .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel einer linearen LED-Lampe zeigt Figur 1 und 2. Die lineare LED-Lampe 1 hat ein etwa qua¬ derförmiges Gehäuse 2, mit zwei schmalen oder kurzen Sei¬ tenwänden 3, zwei breiten Seitenwänden 13 und einer Bodenplatte 4. Gegenüber der Bodenplatte 4 ist die Licht¬ austrittsöffnung 5. Entlang der zwei breiten Seitenwände 13 erstreckt sich jeweils entlang einer Leiste 8 ein Sys¬ tem von mehreren LED-Arrays 6, wobei sich die beiden Leisten im Prinzip einander gegenüberliegen. Jeder Leiste ist ein eigener Parabol-Reflektor 7 zugeordnet, beide zusammen bilden das Reflektorsystem. Dem Konzept der indirekten Beleuchtung folgend ist jedes LED-Array 6 zur ge¬ genüberliegenden breiten Seitenwand 13 hin ausgerichtet, also von der Öffnung wegweisend. Das Licht wird dabei von den Parabolreflektoren umgelenkt in Richtung der Austrittsöffnung 5. Die beiden Parabolreflektoren sind axialsymmetrisch zueinander, sie treffen sich mittig in einem First 9. Beide zusammen bilden eine dachartige Kon¬ struktion des Reflektorsystems, die aus zwei Hälften zu¬ sammengesetzt ist. Die LED-Arrays 6 bestehen gemäß Figur 2 jeweils aus einer ersten Gruppe 10 von LEDs, die grünlich weiß, bevorzugt mintfarben, emittieren und einer zweiten Gruppe 11 von LEDs, die rot emittieren, bevorzugt amberfarben. Pro LED- Array 6 ist eine zentral angeordnete LED 11 der zweiten Gruppe von jeweils einer LED 10 der ersten Gruppe auf je¬ der Seite entlang der Leiste umgeben.
Alle drei LEDs sind linear aufgereiht entlang der Leiste 8. Diese ist direkt durch die Metallkernplatinen reali- siert, wobei die LEDs auf den Metallkernplatinen 13 verlötet sind auf einem daran entlang verlaufenden durchgängigen Aluminiumblock als Kühlkörper 12. bevorzugt ist die Seitenwand direkt der Kühlkörper. Auf der längslaufenden Leiste 8 sitzt mindestens ein LED-Array 6 mit drei LEDs. Die Leiste besteht aus der Metallkernplatine 13 und dem Kühlkörper 12. Das Licht der LEDs wird auf das Reflektorsystem 7 gelenkt und wird von dort in Richtung Austritts¬ öffnung reflektiert. Die Leiste kann körperlich nur aus den Platinen und dem Block bestehen.
Insgesamt drei LED-Gruppen sind in der ersten, hier oberen, Zeile 15 der ersten Hälfte des dachartigen Reflektorsystems zugeordnet. Insgesamt vier gleichartige LED- Gruppen sind in der zweiten, hier unteren, Zeile 16 der zweiten Hälfte des dachartigen Reflektorsystems zugeord- net.
Die Platinen 13 besitzen eine weiß eloxierte Oberfläche um Streustrahlung zu reflektieren.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt des Reflektorsystems im Detail. Der einzelne rinnenartige Parabol-Reflektor 7, also eine Hälfte, ist bevorzugt im Querschnitt ein Aus¬ schnitt aus einem Parabelast, wobei die Parabel der For- mel z = ( 1/2R) * (y-D/2 ) 2 folgt. Entsprechend hat die zwei¬ te Hälfte bei gleichem Koordinatensystem die Formel z = ( 1/2R) * (y+D/2 ) 2. Die LEDs sitzen in der Fokuslinie der beiden Hälften.
In einer konkreten Aus führungs form ist D = 40.6 mm und R = 8 mm gewählt. Damit ergibt sich eine Höhe (Koordinate z) des Parabelastes bis zum First von etwa 26 mm. Die Breite des Gehäuses, entsprechend der Koordinate y, ist mindestens 42 mm, wobei ein Freiraum im Bereich der brei- ten Seitenwände von etwa 1 bis 3 mm vorteilhaft ist, um darin die Leiste 8 unterzubringen.
Figur 4 zeigt die Platinen 13 für die beiden Zeilen 15, 16 von LED-Arrays und den prinzipiellen Verlauf der Lei¬ terbahnen für den Anschluss der Treiber. Besonders zu be- achten ist, dass ein NTC 17 bei einem LED-Array vorhanden sein sollte, um die Temperatur der LED messen zu können. Die Platine 13 hat jeweils Bohrungen zur Befestigung am Gehäuse, wobei letzteres bevorzugt aus Aluminium ist.
Figur 5 zeigt im Detail das Austrittsfenster 5. Figur 5a ist ein Querschnitt des Gehäuses mit Deckscheibe 25 im Austrittsfenster. Figur 5b zeigt ein Detail des Austrittsfensters. Dabei ist die Deckscheibe 25 im Aus¬ trittsfenster aus PMMA, sie kann aber auch aus Polycarbo- nat, Glas oder einem ähnlich transparenten Material sein. Die Deckscheibe weist als Strahlaufweitungsmittel eine Struktur auf ihrer Innenseite auf. Hier befinden sich Zylinderlinsen 26 zur definierten Strahlaufweitung. Dagegen ist die Außenseite der Deckscheibe planar. Figur 5c zeigt die Struktur der Zylinderlinsen im Detail. Im konkreten Fall ist der Krümmungsradius r der einzelnen Zylinderlin- se r = 1 mm, wobei der lineare Abstand der Zylinderlinsen zueinander 0,9 mm beträgt.
Damit lässt sich die gewünschte Aufweitung des Strahls erzielen .
Figur 6 zeigt schematisch den Strahlengang, den die Aufweitungsstruktur, hier eine Linsenstruktur, bewirkt. Dabei sind drei verschiedene Bereiche des Arrays von Zylin¬ derlinsen mit dem zugehörigen Strahlengang aus einer LED gezeigt. Die Zylinderlinsen bewirken eine Strahlaufwei- tung, indem sie die vom Reflektor eigentlich parallel emittierten Strahlen X teilweise nach oben oder unten ablenken .
Bei einer konkreten linearen LED-Lampe lässt sich damit ein Lichtstrom (total) von 1210 Im erzielen mit einer op- tischen Effizienz von 83%. Die maximale axiale Lichtintensität liegt bei etwa 2000 cd. Die Farbtemperatur liegt bei etwa 3200 bis 4000 K. Für eine konkrete Farbtempera¬ tur von 3500 K lässt sich damit ein CRI von 87 erreichen. Dabei wurden mintfarbene und amberfarbene LED-Gruppen wie oben beschrieben verwendet. Diese Gruppen liefern eine warmweiße Lichtfarbe mit Farbtemperatur um 3500 K.
Die Strahlaufweitung W beträgt in der Querrichtung wie in Figur 7a gezeigt etwa 24°, die Strahlaufweitung beträgt in Längsrichtung wie in Figur 7b gezeigt etwa 65°. Figur 7c zeigt eine Messung der Lichtstärke (in cd) in beide Richtungen mit der gesamten Lichtverteilungskurve.
Im Vergleich dazu zeigt Figur 8 eine Lichtverteilungskurve, wie sie ohne Aufweitungsstruktur bzw. Linsenstruktur im Bereich der Austrittsöffnung entstehen würde. In Quer- richtung wäre sie sehr schmal, nämlich nur etwa 6 bis 8°, in Längsrichtung wäre sie sehr sprunghaft, bei im Mittel gleicher FWHM .
Figur 9 zeigt, dass der Hohlraum 28 hinter den beiden Parabelästen 7 als Stauraum für elektronische Komponenten 29 genutzt werden kann. Meist wird ein LED-Treiber, der eine Vielzahl von LED steuern kann, verwendet. Die Zuleitung ist mit 30 bezeichnet. Das Aluminiumprofil des Ge¬ häuses dient hier gleichzeitig als Kühlkörper, insbeson¬ dere haben die Seitenwände 13 eine Dicke von mehreren mm, typisch 2 bis 5 mm. Im Fenster 31 aus Plexiglas ist hier nur ein Streumittel 32, aber keine Aufweitungsstruktur, eingebettet .
Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte 35, bei der nur ein Parabelast 7 und eine Zeile 36 von LEDs verwendet wird.
Figur 11 zeigt eine besonders hochwertige Aufweitungs¬ struktur auf der Deckscheibe, bei der Zylinderlinsen vorne und hinten auf der Deckscheibe 38 verwendet werden. Dabei ist eine besonders gute Wirkung erzielbar, wenn die stabförmigen Linsen 39 auf der Vorderseite und die stab- förmigen Linsen 40 auf der Rückseite der Deckscheibe 38 senkrecht zueinander angeordnet sind. Dies bewirkt zu¬ sätzlich zur Aufweitung der Strahlung in die eine Richtung (WO) noch eine Aufweitung in die andere Richtung (Wl), siehe dazu auch Figur 7a und 7b. Ein ähnliches Er¬ gebnis erzielt man, wenn man statt beidseitig, senkrecht zueinander aufgebrachter Zylinderlinsen ein einseitiges Mikrolinsenarray auf der Deckscheibe, bevorzugt innen, verwendet. Geeignet sind insbesondere sog. Mikrolinsen- Arrays, wie sie dem Grunde nach beispielsweise aus WO 2009/065389 bekannt sind. Dabei wird ein Mikrolinsen- Array verwendet, das plattenartig aufgebaut ist.

Claims

Ansprüche
1. Lineare Beleuchtungsvorrichtung mit LEDs als Primärlichtquelle, mit einem quaderförmigen Gehäuse, das eine Längsachse, ein Bodenteil, zwei kurze Seiten¬ wände und zwei breite Seitenwände und eine dem Bo- denteil gegenüberliegende Lichtaustrittsöffnung de¬ finiert, wobei eine Zeile von LEDs im Gehäuse von der Lichtaustrittsöffnung abgewandt angeordnet ist und die Zeile einen linear gestreckten Reflektor beleuchtet, wodurch eine indirekte Beleuchtung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse min¬ destens eine Zeile von LEDs seitlich, insbesondere entlang einer breiten Seitenwand, aufgereiht ist, wobei der Zeile ein rinnenartiger Reflektor zugeordnet ist, der im Querschnitt ein Abschnitt aus einem Parabelast oder einer Evolvente ist, wobei die LEDs im Bereich einer Brennlinie des Reflektors angeord¬ net sind.
2. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle LED-Arrays aufweist mit mindestens zwei, insbesonde¬ re drei bis fünf, LEDs, die zumindest zwei Gruppen LEDs angehören, die unterschiedliche Emission zei¬ gen .
3. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass die LEDs einen Abstrahl¬ winkel von 60° bis 100° aufweisen.
Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufweitungsstruktur im Bereich der Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist, insbesondere ein Array von Linsen auf einer Deckscheibe .
5. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, da- durch gekennzeichnet, dass die Linsen zylindrische
Linsen sind, wobei eine derartige Struktur an einer Seite, bevorzugt der Innenseite, der Deckscheibe ausgebildet ist, und wobei die Linsen insbesondere eine regelmäßige Struktur aufweisen.
6. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle auf einer Leiste, insbesondere direkt realisiert als Platine, angeordnet ist.
7. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, da- durch gekennzeichnet, dass die primäre Lichtquelle mit einem massiven Kühlkörper in thermischem Kontakt steht, wobei der Kühlkörper insbesondere direkt durch eine Seitenwand realisiert ist.
8. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass je eine Zeile von LEDs an den beiden breiten Seitenwänden angeordnet ist, wobei jeder Zeile ein eigenes Reflektorteil, insbeson¬ dere im Querschnitt ein Abschnitt eines Parabe¬ lastes, zugeordnet ist.
9. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Parabe¬ läste in einem Schnittpunkt vereinen, wobei die da- durch gebildete Schnittlinie insbesondere im Gehäuse mittig zwischen den breiten Seitenwänden verläuft.
10. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckscheibe ein Streumittel eingebracht ist.
11. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Re¬ flektors mit einer spekular hochreflektierenden Oberfläche versehen ist.
12. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass sich hinter dem Re¬ flektor in Richtung Bodenteil ein Hohlraum erstreckt, der als Stauraum für die zugehörige Elekt¬ ronik oder einen Teil davon dient.
13. Lineare Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil¬ bereich der Seitenwände direkt als Kühlkörper für die LEDs genutzt wird.
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