WO2019175390A1 - Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung - Google Patents

Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung Download PDF

Info

Publication number
WO2019175390A1
WO2019175390A1 PCT/EP2019/056552 EP2019056552W WO2019175390A1 WO 2019175390 A1 WO2019175390 A1 WO 2019175390A1 EP 2019056552 W EP2019056552 W EP 2019056552W WO 2019175390 A1 WO2019175390 A1 WO 2019175390A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leds
cluster
led
headlight
clusters
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/056552
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Timo Eichele
Jochen Holzbauer
Original Assignee
Siteco Beleuchtungstechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siteco Beleuchtungstechnik Gmbh filed Critical Siteco Beleuchtungstechnik Gmbh
Priority to EP19712718.6A priority Critical patent/EP3765783B1/de
Priority to PL19712718.6T priority patent/PL3765783T3/pl
Publication of WO2019175390A1 publication Critical patent/WO2019175390A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/105—Outdoor lighting of arenas or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements

Definitions

  • the present invention relates to a headlight for stationary mounting in an indoor or outdoor space, in particular on stadium headlights, and more particularly to headlights with LEDs (by which any form of semiconductor light sources are understood, including organic LEDs) arranged in a cluster in the headlight are.
  • LEDs by which any form of semiconductor light sources are understood, including organic LEDs
  • LVK light distribution curve to be generated
  • LVK which should generally be rotationally symmetrical in a conic curve, have a given half-beam angle and a maximum light intensity, which is preferably along the optical axis of the headlight.
  • certain illuminance levels must be achieved. This can only be achieved by superimposing different light sources, with different half-beam angles and maximum light intensities, because the position of the headlights in the stadium is different and the distance between the headlights and the surface to be illuminated is different.
  • Object of the present invention is to provide a stationary headlamp, the light distribution with LEDs in the simplest possible way can be adapted to the local conditions to fulfill the lighting task.
  • a special feature of the headlight according to the invention is that the LEDs within a cluster are independent of at least some of the remaining LEDs within the cluster and switched off and / or dimmable. This ensures that a different cluster, possibly with an associated optical component of the cluster, can achieve different LVKs. Both symmetric and asymmetric LVKs can be achieved by turning on and off LEDs within the cluster, depending on the design of the cluster and the different patterns in which the LEDs within the cluster are turned on and off. By independently dimming the LEDs within the cluster, the LVKs can even be continuously transformed into each other. In a cluster, LEDs that are not needed for the desired light distribution of the headlamp, just can not be fitted on the LED board. A continuous transformation of the LVKs is then only possible to a limited extent by the remaining LEDs in the cluster.
  • the cluster has a common optic for all LEDs in the cluster.
  • a reflector and / or a lens in particular a lens with total internal reflection, can be provided for all LEDs in the cluster.
  • the optical component does not need to be changed to set the LVK. It is fixed to the LEDs in the cluster and the Light distribution is achieved by switching on or off or dimming the LEDs within the cluster. This is a significant advantage over the systems in the prior art, in which a lens or a reflector over the bulbs must be moved in a complex manner or must be made individually for the headlight to meet the particular lighting task according to the local conditions of the headlamp can.
  • the cluster is formed by a square matrix of LEDs.
  • an LED cluster may comprise a 3x3, 4x4 or 5x5 matrix of LEDs.
  • the larger the cluster the more variations are possible for the switching of the LEDs within the cluster.
  • the larger the basic cluster the more different component variants of LEDs are possible.
  • the cluster may also be formed by two mutually perpendicular LED rows or mutually perpendicular rectangular LED matrices.
  • Embodiments in which the LED cluster has an arrangement of LEDs which is symmetrical to two mirror planes are preferred, wherein the mirror planes have the perpendicular bisector through the cluster as a common intersection straight line and lie perpendicular to one another.
  • This symmetry of the LED cluster is suitable for generating circular light distributions as well as targeted switching on and off of LEDs or dimming of LEDs and light distributions that extend in different directions along the major axes of the mirror-symmetrically arranged LEDs.
  • By asymmetrically switching the LEDs within the symmetrical arrangement can be with this arrangement also achieve asymmetric LVKs.
  • this type of LED cluster offers a high variation in terms of light distribution to be achieved.
  • the headlight may also have a plurality of the aforementioned clusters, which are spaced apart in the headlight, and in particular in a regular array, are arranged.
  • the clusters can all be identical and arranged identically to each other.
  • the LEDs within the clusters can also be controlled identically. This results in the same advantage as in the above-mentioned embodiments with respect to the variation of the light distribution, wherein overall the light intensity is increased.
  • this embodiment also has the advantage that the different clusters can be controlled differently. Entire clusters can be connected or disconnected. Furthermore, the LEDs within the clusters can be switched on and off differently or dimmed. As a result, a very high variation in the achievable LVKs is possible.
  • the plurality of clusters in the latter embodiments preferably each individually have an associated optic, e.g. As a reflector or a lens, preferably a lens with internal total reflection, on.
  • an associated optic e.g. As a reflector or a lens, preferably a lens with internal total reflection, on.
  • the clusters can furthermore also be arranged differently rotated relative to one another in the headlight.
  • the LVKs overlap the individual cluster to a total light distribution, which differs from the light distribution of the individual clusters. For example, asymmetries in the overall light distribution which the respective individual clusters would produce as a result of the shaping of the cluster can be compensated thereby.
  • Figure 1 shows a 3x3 LED cluster.
  • FIG. 2 shows a 3 ⁇ 3 array, each with a 3 ⁇ 3 LED cluster.
  • Figures 3a - 3c show the LVK and the luminous flux of a
  • 3x3 LED cluster with one, five or nine LEDs on.
  • FIG. 4 shows a 4x4 LED cluster.
  • Figure 5 shows a 5x5 LED cluster.
  • FIGS 6 and 7 show the 5x5 LED cluster with LEDs in different patterns turned on.
  • Figures 8a and 8b show a sectional view of a 3x3 LED
  • FIG. 9 shows an approximately round LED cluster with 37 LEDs.
  • FIG. 10 shows an array with two different LED clusters.
  • FIG. 11 shows an array with two identical LED clusters.
  • a single LED cluster 2 is shown. It includes nine LEDs 1 arranged in a 3x3 matrix.
  • a headlight in the simplest form, only one LED cluster is necessary. However, according to a preferred embodiment, which is illustrated in FIG. 2, several of the LED clusters 2 are provided in the headlight in order to form an array of several clusters.
  • the clusters 2 are arranged in the array at a distance a, respectively.
  • the distance a between the clusters to the nearest neighbor is greater than the distance of the LEDs 1 within the cluster.
  • the LEDs within the clusters may be individually turned on and off or dimmed.
  • the influence of this circuit on the luminous intensity distribution curve (indicated in the luminous intensity normalized to the total luminous flux), the luminous intensity (absolute), the halfway angle and the luminous flux in the various circuit states is shown in FIGS. 3a to 3c.
  • Figure 3a shows the 3x3 LED cluster, in which only the middle LED 4 is turned on and the remaining LEDs 5 are turned off or are not equipped on the board.
  • FIG. 3b shows the case that only the four outer LEDs 5 are switched off or not present on the board and the remaining LEDs 4 are turned on.
  • Figure 3c shows the case that all nine LEDs 5 of the 3x3 LED cluster are turned on. Since the optical components of the clusters are always the same, the differently switched LEDs result in different LVKs or luminous fluxes and efficiencies.
  • the maximum light intensity (Imaxl) based on the total light flux of the lamp is highest.
  • the half-beam angle (half-beam angle 1) is the lowest and at the same time the luminous flux at Imaxl is at its lowest value. If more LEDs 4 are switched on, as shown in FIG. 3b, the half-beam angle increases, Imax2 decreases and the luminous flux increases. When all the LEDs 4 are in operation, as shown in FIG. 3 c, the maximum luminous flux with respect to the total light flux drops to the lowest value Imax 3, while the half-angle angle assumes the largest value. The luminous flux in Imax3 is highest.
  • FIG. 4 shows an LED cluster 6 with a 4x4 matrix of LEDs.
  • FIG. 5 shows an LED cluster 7 in the form of a 5 ⁇ 5 matrix.
  • the larger clusters allow a higher variation of patterns in which the LEDs can be switched on and off or dimmed.
  • symmetrical or oval light distribution curves can also be generated by means of circuit states of the LEDs, as shown in FIGS. 6 and 7.
  • an asymmetric LVK is generated in that in the 5 ⁇ 5 matrix of the LED cluster 7 only 3 ⁇ 3 LEDs 4 are operated in one corner while the other LEDs 5 are switched off.
  • FIG. 6 shows an asymmetric LVK in that in the 5 ⁇ 5 matrix of the LED cluster 7 only 3 ⁇ 3 LEDs 4 are operated in one corner while the other LEDs 5 are switched off.
  • LEDs 4 are switched on, which are connected symmetrically about a central axis of the LED cluster 7 of the 5 ⁇ 5 matrix.
  • an oval LVK can be generated.
  • the specifications asymmetric and oval LVK refer to it each measured on a LVK in a cone-shaped section perpendicular to the optical axis of the headlamp, which extends along the mid-perpendicular of the cluster.
  • a lens 3 is provided above a 3x3 LED cluster 2.
  • the lens 3 comprises a light entry region and a light exit region, at which light radiation is refracted. Further, the lens 3 also has side wall portions where light beams are totally reflected.
  • By switching on or off of individual LEDs 4, 5 in the LED cluster different beam paths are activated in the lens.
  • FIG. 8a only the middle LED 4 is switched on while all other LEDs 5 are switched off. Because only one middle LED 5 is switched on, the light beams L11, L12 and L13 leave the lens 3 almost parallel and thus produce a high Imax or a small half-beam angle.
  • FIG. 8b all nine lenses 5 of the 3 ⁇ 3 LED cluster are switched on.
  • an LED cluster 8 is shown in which the LEDs approximate a circle.
  • embodiments with LED clusters in which the LEDs are mirror-symmetrical to two mutually perpendicular vertical mirror planes preferred because they can approximate a circular shape and therefore are particularly suitable for the common optical devices.
  • the high number of LEDs 1 - 37 in total in FIG. 9 - are preferred in order to produce a large variation of possible LVKs.
  • FIG. 10 shows an embodiment in which a cluster 11 with 5 LEDs arranged in a cross-shaped manner is combined with only a single LED 12 in an array.
  • FIG. 11 shows an arrangement with insulated LEDs in two clusters 10.
  • the outer four LEDs in each of a 3 ⁇ 3 cluster are dimmed by approximately 50%. This results in an Imax, which is located between an arrangement with nine LEDs on and an arrangement with five LEDs on. A continuous adjustment of Imax or the half-value angle is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer zur stationären Montage in einem Innen- oder Außenraum, insbesondere einen Stadionscheinwerfer, wobei der Scheinwerfer wenigstens ein Cluster mit mehreren LEDs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der LEDs in dem Cluster unabhängig von wenigstens einigen der übrigen LEDs in dem Cluster zu- und abschaltbar und/oder dimmbar sind.

Description

SCHEINWERFER MIT REGELBARER LICHTVERTEILUNG
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwerfer zur stationären Montage in einem Innen- oder Außenraum, insbesondere auf Stadionscheinwerfer, und insbesondere auf Scheinwerfer mit LEDs (worunter jede Form von Halbleiterlichtquellen verstanden werden, einschließlich organischer LEDs) , die in einem Cluster in dem Scheinwerfer angeordnet sind.
In Scheinwerfern der eingangs genannten Art hat sich zur Steuerung der Lichtlenkung eine präzise Anordnung von Linsenelementen und Reflektorelementen durchgesetzt. Die zu erzeugende Lichtverteilungskurve, LVK, welche in einer Kegelschnittkurve in der Regel rotationssymmetrisch sein soll, haben einen gegebenen Halbstreuwinkel und eine maximale Lichtstärke, welche vorzugsweise entlang der optischen Achse des Scheinwerfers liegt. Je nach Beleuchtungsaufgabe, z.B. zur Beleuchtung eines Fußballplatzes, müssen gewissen Beleuchtungsstärken erreicht werden. Dies ist nur durch die Überlagerung verschiedener LVK, mit unterschiedlichen Halbstreuwinkel und maximalen Lichtstärken zu realisieren, da die Position der Scheinwerfer im Stadion unterschiedlich sind und der Abstand zwischen den Scheinwerfern und der zu beleuchtenden Fläche unterschiedlich ist. Dadurch werden unterschiedliche LVKs und somit unterschiedliche optische Komponenten oder beweglich optische System im Scheinwerfer benötigt. Dies ist verhältnismäßig aufwendig, da die optischen Komponenten entweder für die einzelnen LEDs oder die LED- Cluster angepasst werden müssen oder ein aufwendiger Verstellmechanismus innerhalb des Scheinwerfers für die optischen Komponenten eingefügt werden muss. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen stationären Scheinwerfer bereitzustellen, dessen Lichtverteilung mit LEDs auf möglichst einfache Weise auf die örtlichen Bedingungen zur Erfüllung der Beleuchtungsaufgabe angepasst werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Scheinwerfer nach Anspruch
1.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Scheinwerfer besteht darin, dass die LEDs innerhalb eines Clusters unabhängig von wenigstens einigen der übrigen LEDs innerhalb des Clusters zu- und abschaltbar und/oder dimmbar sind. Dadurch wird erreicht, dass durch ein Cluster, ggf. mit zugeordneter optischer Komponente des Clusters, unterschiedliche LVKs erzielt werden können. Sowohl symmetrische als auch asymmetrische LVKs können durch Zu- und Abschalten von LEDs innerhalb des Clusters erzielt werden abhängig von der Ausgestaltung des Clusters und der unterschiedlichen Muster, in denen die LEDs innerhalb des Clusters zu- und abgeschaltet werden. Durch unabhängiges Dimmen der LEDs innerhalb des Clusters können die LVKs sogar kontinuierlich ineinander umgeformt werden. In einem Cluster können LEDs, welche für die gewünschte Lichtverteilung des Scheinwerfers nicht gebraucht werden, auch einfach nicht auf der LED-Platine bestückt werden. Eine kontinuierliche Umformung der LVKs ist dann nur eingeschränkt durch die verbleibenden LEDs im Cluster möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Cluster eine gemeinsame Optik für alle LEDs in dem Cluster auf. Beispielsweise kann ein Reflektor und/oder eine Linse, insbesondere eine Linse mit interner Totalreflexion, für alle LEDs in dem Cluster vorgesehen sein. Die optische Komponente muss zur Einstellung der LVK jedoch nicht geändert werden. Sie ist fest zu den LEDs im Cluster angeordnet und die Lichtverteilung wird durch das Zu- und Abschalten bzw. Dimmen der LEDs innerhalb des Clusters vorgenommen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den Systemen im Stand der Technik, bei welchen in aufwendiger Weise eine Linse oder ein Reflektor gegenüber den Leuchtmitteln verschoben werden muss oder für den Scheinwerfer individuell gefertigt werden muss, um die besondere Beleuchtungsaufgabe gemäß den örtlichen Bedingungen des Scheinwerfers erfüllen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Cluster durch eine quadratische Matrix von LEDs gebildet. Beispielsweise kann ein LED-Cluster eine 3x3, 4x4 oder 5x5-Matrix von LEDs umfassen. Je größer das Cluster, desto mehr Variationen für die Schaltung der LEDs innerhalb des Clusters sind möglich. Je größer das Grund-Cluster ist, desto mehr verschiedene Bestückungsvarianten von LEDs sind möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Cluster auch durch zwei senkrecht zueinander verlaufenden LED-Reihen oder senkrecht zueinander verlaufende rechteckige LED-Matrizen gebildet sein.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, in welcher das LED-Cluster eine Anordnung von LEDs aufweist, die symmetrisch zu zwei Spiegelebenen ist, wobei die Spiegelebenen die Mittelsenkrechte durch das Cluster als gemeinsame Schnittgerade aufweisen und senkrecht zueinander liegen. Diese Symmetrie des LED-Clusters ist geeignet, um kreisrunde Lichtverteilungen sowie durch gezieltes Zu- und Abschalten von LEDs oder Dimmen von LEDs auch Lichtverteilungen zu erzeugen, die sich in unterschiedliche Richtungen entlang der Hauptachsen der spiegelsymmetrisch angeordneten LEDs erstrecken. Durch asymmetrisches Schalten der LEDs innerhalb der symmetrischen Anordnung lassen sich mit dieser Anordnung auch asymmetrische LVKs erzielen. Generell bietet diese Art von LED-Cluster eine hohe Variation in Bezug auf zu erzielende Lichtverteilungen .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Scheinwerfer auch mehrere der vorhergehend genannten Cluster aufweisen, die im Scheinwerfer beabstandet zueinander, und insbesondere in einem regelmäßigen Array, angeordnet sind. Durch Vorsehen mehrerer Cluster wird insgesamt die Lichtstärke des Scheinwerfers erhöht, da sich das Licht der einzelnen Cluster überlagert. Die Cluster können alle identisch ausgeführt sein und identisch zueinander angeordnet sein. In dieser Ausführung können auch die LEDs innerhalb der Cluster jeweils identisch angesteuert werden. Dadurch ergibt sich der gleiche Vorteil, wie bei den vorhergehend genannten Ausführungsformen in Bezug auf die Variation der Lichtverteilung, wobei insgesamt die Lichtstärke erhöht ist. Allerdings bietet diese Ausführungsform auch noch den Vorteil, dass die unterschiedlichen Cluster verschieden angesteuert werden können. Es können ganze Cluster hinzugeschaltet oder abgeschaltet werden. Ferner können die LEDs innerhalb der Cluster unterschiedlich an- und ausgeschaltet bzw. gedimmt werden. Dadurch ist eine sehr hohe Variation bei den zu erzielenden LVKs möglich.
Die mehreren Cluster in den zuletzt genannten Ausführungsformen weisen vorzugsweise jeweils einzeln eine zugeordnete Optik, z. B. einen Reflektor oder eine Linse, vorzugsweise eine Linse mit interner Totalreflektion, auf.
Gemäß einer Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführungsformen mit mehreren Clustern können die Cluster ferner auch unterschiedlich zueinander gedreht in dem Scheinwerfer angeordnet sein. Dadurch überlagern sich die LVKs der einzelnen Cluster zu einer Gesamtlichtverteilung, die sich von der Lichtverteilung der einzelnen Cluster unterscheidet. Z.B. lassen sich dadurch Asymmetrien in der Gesamtlichtverteilung ausgleichen, welche die jeweils einzelnen Cluster aufgrund der Formgebung des Clusters, hervorbringen würden.
Weitere Merkmale und Vorteil der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren gegeben wird. In den Figuren ist Folgendes dargestellt :
Figur 1 zeigt eine 3x3-LED-Cluster .
Figur 2 zeigt ein 3x3-Array mit jeweils einem 3x3-LED- Cluster .
Figuren 3a - 3c zeigen die LVK und den Lichtstrom eines
3x3-LED-Cluster, wobei eine, fünf bzw. neun LEDs eingeschaltet sind.
Figur 4 zeigt ein 4x4-LED-Cluster .
Figur 5 zeigt ein 5x5-LED-Cluster .
Figuren 6 und 7 zeigen das 5x5-LED-Cluster, wobei LEDs in unterschiedlichen Musters eingeschaltet sind.
Figuren 8a und 8b zeigen eine Schnittansicht eines 3x3-LED-
Clusters mit Totalreflexionslinse, wobei nur eine bzw. alle LEDs eingeschaltet sind. Figur 9 zeigt ein näherungsweise rundes LED-Cluster mit 37 LEDS ·
Figur 10 zeigt ein Array mit zwei unterschiedlichen LED- Cluster .
Figur 11 zeigt ein Array mit zwei gleichen LED-Cluster.
Bezugnehmend auf Figur 1 ist ein einzelnes LED-Cluster 2 dargestellt. Es umfasst neun LEDs 1, die in einer 3x3-Matrix angeordnet sind.
Zur Bildung eines Scheinwerfers ist in der einfachsten Form lediglich ein LED-Cluster notwendig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in Figur 2 dargestellt ist, sind in dem Scheinwerfer jedoch mehrere der LED-Cluster 2 vorgesehen, um ein Array aus mehreren Clustern zu bilden. Die Cluster 2 sind in dem Array jeweils mit einem Abstand a angeordnet. Der Abstand a zwischen den Clustern zum jeweils nächsten Nachbarn (gemessen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt) ist größer als der Abstand der LEDs 1 innerhalb des Clusters.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lassen sich die LEDs innerhalb der Cluster einzeln ein- und ausschalten oder dimmen . Den Einfluss dieser Schaltung auf die Lichtstärkeverteilungskurve (angegeben in der Lichtstärke normiert auf den Gesamtlichtström) , die Lichtstärke (absolut) , den Halbstreuwinkel sowie den Lichtstrom bei den verschiedenen Schaltungszuständen ist in den Figuren 3a bis 3c dargestellt.
Figur 3a zeigt das 3x3-LED-Cluster, bei dem nur die mittlere LED 4 eingeschaltet ist und die übrigen LEDs 5 ausgeschaltet sind oder auf der Platine nicht bestückt sind. Figur 3b zeigt demgegenüber den Fall, dass lediglich die vier äußeren LEDs 5 ausgeschaltet bzw. auf der Platine nicht vorhanden sind und die übrigen LEDs 4 eingeschaltet sind. Figur 3c zeigt den Fall, dass alle neun LEDs 5 des 3x3-LED-Clusters eingeschaltet sind. Da die optischen Komponenten der Cluster immer die gleichen sind, ergeben sich durch die unterschiedlich eingeschalteten LEDs verschiedene LVKs bzw. Lichtströme und Effizienzen. In Figur 3a ist die größte Lichtstärke (Imaxl) bezogen auf den Gesamtlicht fluss der Leuchte am höchsten. Der Halbstreuwinkel (Halbstreuwinkel 1) ist am geringsten und gleichzeitig liegt der Lichtstrom bei Imaxl auf dem geringsten Wert. Wenn mehr LEDs 4 hinzugeschaltet sind, wie in Figur 3b gezeigt, vergrößert sich der Halbstreuwinkel, Imax2 sinkt ab und der Lichtstrom steigt an. Wenn alle LEDs 4 in Betrieb sind, wie in Figur 3c dargestellt, sinkt der maximale Lichtstrom bezogen auf den Gesamtlicht ström auf den geringsten Wert Imax3, während der Halbstreuwinkel den größten Wert annimmt. Der Lichtstrom in Imax3 ist am höchsten.
Die Figuren 4 und 5 zeigen Alternativen für die LED-Cluster. In Figur 4 ist ein LED-Cluster 6 mit einer 4x4-Matrix von LEDs dargestellt. Figur 5 zeigt ein LED-Cluster 7 in Form einer 5x5-Matrix. Die größeren Cluster erlauben eine höhere Variation von Mustern, in welchen die LEDs zu- und abgeschaltet bzw. gedimmt werden können. Insbesondere lassen sich auch symmetrischen oder ovale Lichtverteilungskurven erzeugen, mittels Schaltungszuständen der LEDs, wie in Figuren 6 und 7 dargestellt sind. In Figur 6 wird eine asymmetrische LVK erzeugt dadurch, dass in der 5x5-Matrix des LED-Clusters 7 lediglich 3x3-LEDs 4 in einer Ecke betrieben werden, während die anderen LEDs 5 ausgeschaltet sind. In der Figur 7 werden LEDs 4 eingeschaltet, welche symmetrisch um eine Mittelachse des LED-Cluster 7 der 5x5-Matrix angeschaltet sind. In diesem Schaltungszustand kann eine ovale LVK erzeugt werden. Die Angaben asymmetrische bzw. ovale LVK beziehen sich dabei jeweils auf eine LVK gemessen in einem Kegelmantelschnitt senkrecht zu der optischen Achse des Scheinwerfers, welche entlang der Mittelsenkrechten des Clusters verläuft .
In der Ausführungsform nach Figuren 8a und 8b ist eine Linse 3 oberhalb eines 3x3-LED-Clusters 2 vorgesehen. Die Linse 3 umfasst einen Lichteintrittsbereich sowie einen Lichtaustrittsbereich, an welchen Lichtstrahlung gebrochen wird. Ferner besitzt die Linse 3 auch Seitenwandbereiche, an denen Lichtstrahlen totalreflektiert werden. Durch das Hinzuschalten oder Abschalten von einzelnen LEDs 4, 5 in dem LED-Cluster werden unterschiedliche Strahlengänge in der Linse aktiviert. In Figur 8a ist nur die mittlere LED 4 eingeschaltet während alle übrigen LED 5 ausgeschaltet sind. Dadurch, dass nur eine mittlere LED 5 eingeschaltet ist, verlassen die Lichtstrahlen Lll, L12 und L13 nahezu parallel die Linse 3 und erzeugen somit ein hohes Imax bzw. einen kleinen Halbstreuwinkel. Demgegenüber sind in Figur 8b alle neun Linsen 5 des 3x3-LED-Clusters eingeschaltet. Dadurch, dass die lichtemittierende Fläche größer ist, kommen noch Lichtstrahlen L21 und L22 von den äußeren LEDs hinzu, die nicht mehr parallel die Linse 3 verlassen. Dadurch wird ein geringeres Imax bezogen auf den Gesamtlichtström bzw. ein größerer Halbstreuwinkel und gleichzeitig ein erhöhter Lichtstrom erzeugt.
In der Ausführungsform gemäß Figur 9 ist ein LED-Cluster 8 dargestellt, bei welchem die LEDs einen Kreis approximieren. Ganz allgemein sind Ausführungsformen mit LED-Clustern, in welchen die LEDs spiegelsymmetrisch zu zwei auf einander senkrecht stehenden vertikalen Spiegelebenen ausgerichtet sind, bevorzugt, weil sie eine Kreisform approximieren können und daher für die gängigen optischen Einrichtungen besonders geeignet sind. Die hohe Anzahl von LEDs 1 - in Figur 9 insgesamt 37 Stück - sind bevorzugt, um eine große Variation von möglichen LVKs zu erzeugen .
In Figur 10 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher ein Cluster 11 mit 5 LEDs, die kreuzförmig angeordnet sind, mit lediglich einer einzelnen LED 12 in einem Array kombiniert sind .
Figur 11 zeigt eine Anordnung mit gedämmten LEDs in zwei Clustern 10. Es sind jeweils die äußeren vier LEDs in einem 3x3-Cluster um etwa 50% gedimmt . Dadurch ergibt sich ein Imax, das sich zwischen eine Anordnung mit neun eingeschalteten LEDs und einer Anordnung mit fünf eingeschalteten LEDs befindet. Ein stufenloses Einstellen von Imax bzw. des Halbwertswinkels ist dadurch möglich.
Zahlreiche Variationen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich, welche durch die Ansprüche definiert ist. Beispielsweise können verschiedene Kombinationen von nxn-Clustern verwendet werden. Ferner sind auch asymmetrische Cluster möglich. Bevorzugte Ausführungsformen können auch einzelne LEDs innerhalb eines Clusters, die für die gewünschten Lichtverteilungen nicht erforderlich sind, komplett entfallen. In diesem Fall ist an der betreffenden Stelle des Clusters einfach eine Leerstelle vorgesehen. Die übrigen LEDs in dem Cluster sind jedoch regelbar, wie vorhergehend beschrieben. BEZUGSZEICHENLISTE
1 LED
2 3x3-LED-Cluster
3 Linse
4 LED, eingeschaltet
5 LED, ausgeschaltet
6 4x4-LED-Cluster
7 5x5-LED-Cluster
8 LED-Cluster mit 37 LEDs
11 kreuzförmiges LED-Cluster
12 einzelne LED
Abstand der LED-Cluster im Array

Claims

ANSPRÜCHE
1. Scheinwerfer zur stationären Montage in einem Innen- oder Außenraum, insbesondere Stadionscheinwerfer,
wobei der Scheinwerfer wenigstens ein Cluster mit mehreren LEDs aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der LEDs in dem Cluster unabhängig von wenigstens einigen der übrigen LEDs in dem Cluster zu- und abschaltbar und/oder dimmbar sind.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei das Cluster eine gemeinsame Optik für alle der LEDs in dem Cluster aufweist .
3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, wobei die Optik durch einen Reflektor und/oder eine Linse, insbesondere durch eine Linse mit interner Totalreflexion, gebildet ist.
4. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Cluster durch eine quadratische Matrix von LEDs gebildet ist.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, wobei das LED-Cluster durch eine 3x3, 4x4 oder 5x5-Matrix von LEDs gebildet ist.
6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Cluster durch zwei senkrecht zueinander verlaufende LED- Reihen oder senkrecht zueinander verlaufende rechteckige LED-Matrizen gebildet ist.
7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Cluster eine Anordnung von LEDs aufweist, die symmetrisch zu zwei Spiegelebenen ist, wobei die Spiegelebenen die Mittelsenkrechte durch das Cluster als gemeinsame Schnittgrade aufweisen und senkrecht zueinander liegen .
8. Scheinwerfer nach Anspruch 7, wobei die LEDs in verschiedenen Mustern separat schaltbar und/ oder dimmbar sind, die jeweils symmetrisch in Bezug auf die genannten Spiegelebenen sind.
9. Leuchte nach Anspruch 7 oder 8, wobei die LEDs auch in Muster schaltbar oder dimmbar sind, welche asymmetrisch in Bezug auf die genannten Spiegelebenen sind.
10. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Scheinwerfer mehrere der genannten Cluster aufweist, die in dem Scheinwerfer beabstandet zueinander, und insbesondere in einem regelmäßigen Array, angeordnet sind .
11. Scheinwerfer nach Anspruch 10 mit Rückbezug auf Anspruch 2 oder einem davon abhängigen Anspruch, wobei jedes der Cluster eine eigene Optik für jeweils alle LEDs in dem betreffenden Cluster aufweist.
12. Scheinwerfer nach Anspruch 10 oder 11, in welchem die Cluster zueinander gedreht in dem Scheinwerfer angeordnet sind .
13. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei wenigstens zwei Cluster über eine unterschiedliche Anzahl, Anordnung und/oder Farbe von LEDs verfügen.
PCT/EP2019/056552 2018-03-16 2019-03-15 Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung WO2019175390A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19712718.6A EP3765783B1 (de) 2018-03-16 2019-03-15 Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung
PL19712718.6T PL3765783T3 (pl) 2018-03-16 2019-03-15 Reflektor z regulowanym rozsyłem światła

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018106223.0A DE102018106223A1 (de) 2018-03-16 2018-03-16 Scheinwerfer mit regelbarer Lichtverteilung
DE102018106223.0 2018-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019175390A1 true WO2019175390A1 (de) 2019-09-19

Family

ID=65894981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/056552 WO2019175390A1 (de) 2018-03-16 2019-03-15 Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3765783B1 (de)
DE (1) DE102018106223A1 (de)
PL (1) PL3765783T3 (de)
WO (1) WO2019175390A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020130685A1 (de) 2020-11-20 2022-05-25 Bartenbach Holding Gmbh Strahler sowie Leuchte mit einer Vielzahl solcher Strahler

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090046453A1 (en) * 2005-05-11 2009-02-19 Regine Kramer Spotlight for shooting films and videos
US20120068615A1 (en) * 2009-08-20 2012-03-22 Illumitex, Inc. System and Method for Color Mixing Lens Array
US20120319616A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Osram Sylvania Inc. Solid state light fixture with a tunable angular distribution
WO2014117704A2 (zh) * 2013-01-31 2014-08-07 深圳市光峰光电技术有限公司 一种led光源系统和led照明装置
US20150009677A1 (en) * 2012-09-24 2015-01-08 Anthony W. Catalano Variable-beam light source and related methods
EP2985512A1 (de) * 2013-04-11 2016-02-17 Appotronics (China) Corporation Led-einheitsmodul, lichtemittierende vorrichtung und lichtquellensystem
US20170002987A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-05 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Led lighting device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007046873A1 (de) * 2006-09-28 2008-04-10 Zweverink, Birgit Wand- oder Bodenbelag

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090046453A1 (en) * 2005-05-11 2009-02-19 Regine Kramer Spotlight for shooting films and videos
US20120068615A1 (en) * 2009-08-20 2012-03-22 Illumitex, Inc. System and Method for Color Mixing Lens Array
US20120319616A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Osram Sylvania Inc. Solid state light fixture with a tunable angular distribution
US20150009677A1 (en) * 2012-09-24 2015-01-08 Anthony W. Catalano Variable-beam light source and related methods
WO2014117704A2 (zh) * 2013-01-31 2014-08-07 深圳市光峰光电技术有限公司 一种led光源系统和led照明装置
EP2985512A1 (de) * 2013-04-11 2016-02-17 Appotronics (China) Corporation Led-einheitsmodul, lichtemittierende vorrichtung und lichtquellensystem
US20170002987A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-05 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Led lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
PL3765783T3 (pl) 2022-08-01
EP3765783B1 (de) 2022-05-04
DE102018106223A1 (de) 2019-09-19
EP3765783A1 (de) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016096597A1 (de) Leuchte
EP2360427B1 (de) Drei-Zonen Reflektor
DE102008063369A1 (de) Leuchte
DE102011085291A1 (de) Lichtbeeinflussungselement zur Beeinflussung der Lichtabgabe von im Wesentlichen punktförmigen Lichtquellen
AT514121B1 (de) Leuchteinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer sowie Fahrzeugscheinwerfer
AT519084A2 (de) Leuchte
DE19815868C2 (de) Lichtquelle, insbesondere für Signalleuchten für den Eisenbahnverkehr
DE102015204348A1 (de) Lampe für ein Fahrzeug
DE102013108811A1 (de) Leuchte, insbesondere Scheinwerfer
DE202017001946U1 (de) Scheinwerfer mit einem optischen System mit statischem Matrix-Abbiegelicht
EP3765783B1 (de) Scheinwerfer mit regelbarer lichtverteilung
DE102016200157A1 (de) Lichtemittierende Baugruppe und Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Baugruppe
WO2016096608A1 (de) Led-träger mit einer led und leuchte mit einem derartigen led-träger
DE102006051542B4 (de) LED-Signalscheinwerfer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, sowie LED-Halter für einen solchen Scheinwerfer
EP2796769A2 (de) LED-Leuchte mit einer Lichtleiter-Anordnung
EP3388741B1 (de) Mehrfachlinsenanordnung für eine beleuchtungsvorrichtung
DE102016120256A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit variabler lichtverteilung
EP2245362B1 (de) Beleuchtungseinrichtung
EP3686480B1 (de) Anordnung zur lichtabgabe mit veränderbarer lichtabstrahlcharakteristik
EP2989378B1 (de) Led-leuchte mit unterschiedlich einstellbaren lichtverteilungen
WO2018104146A1 (de) Scheinwerfer und basisscheinwerfermodul für einen scheinwerfer
EP3865761A1 (de) Leuchte mit kombinierter shelfwasher- und spotfunktion
DE102010005388B4 (de) Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit Halbleiterlichtquellen für mehrere Lichtfunktionen
DE202014102004U1 (de) Anordnung zur Lichtabgabe für die Raumbeleuchtung
DE4215382C1 (de) Leuchte mit einer verstellbaren rastervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19712718

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019712718

Country of ref document: EP