[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchte, deren Leuchtmittel von LEDs (light emitting
diodes) gebildet werden, worunter auch OLEDs (organic light emitting diodes) zu verstehen
sind.
[0002] LEDs als Beleuchtungsmittel werden im Bereich von Außenleuchten, insbesondere auch
in Straßenleuchten, immer häufiger eingesetzt. Diese sind den herkömmlichen Leuchtmitteln
in Bezug auf Energieverbrauch und der Häufigkeit von notwendigen Wartungen häufig
überlegen. Allerdings kann für Leuchten auf LED-Basis nicht auf herkömmliche Leuchtendesigns
zurückgegriffen werden, weil die Leuchtmittel bei einer LED-Leuchte in Form von vielen
kleinen punktförmigen Lichtquellen vorliegen, die zur Erzeugung einer erwünschten
Lichtverteilung andere optische Umlenkmittel, insbesondere Reflektoren, benötigen.
[0003] Gewünschte Lichtverteilungen lassen sich beispielsweise durch die besondere Gestaltung
der Trägerflächen, auf denen die LEDs angeordnet sind, einstellen. Sofern jedoch Krümmungen
vorliegen, sind diese Lösungen häufig sehr aufwändig. Andere Konzepte sehen optische
Einrichtungen wie lichtbrechende Elemente oder Reflektoren an LEDs vor. Diese können
jedoch nicht in alle Richtungen zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung ausgerichtet
werden, insbesondere wenn die LEDs in einer Vertiefung des Leuchtenbauteils angeordnet
sind. Ferner sind dem Design von LED-Leuchten häufig Grenzen gesetzt durch die Notwendigkeit,
einen Kühlkörper unmittelbar in der Nähe der LEDs vorzusehen.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Leuchte, insbesondere für den
Außenbereich, wie z.B. eine Straßenleuchte, vorzusehen, welche gewünschte Lichtverteilungen
auf der zu beleuchtenden Ebene, wie beispielsweise einen Gehweg, einen Fahrradweg
oder eine Straße oder einem Platz, zu ermöglichen.
[0005] Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch eine Leuchte, insbesondere eine
Außenleuchte, mit einer Vielzahl von LEDs als Leuchtmittel, wobei die Leuchte ein
Leuchtenbauteil mit einer linienförmigen Erstreckung aufweist und das Leuchtenbauteil
in einem Querschnitt senkrecht zu der linienförmigen Erstreckung einer Rinne definiert,
wobei die nach außen offene Seite der Rinne eine Lichtaustrittsfläche der Leuchte
bildet und die LEDs entlang der linienförmigen Erstreckung des Leuchtenbauteils an
einer der Lichtaustrittsöffnung gegenüberliegenden Seite der Rinne auf eine LED-Trägerfläche,
insbesondere einer Platine, angeordnet sind, wobei jeder LED individuell eine optische
Einrichtung zur Lichtumlenkung einer Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen LED zugeordnet
ist und wobei wenigstens an einer Seite der Rinne in einem Bereich zwischen der Lichtaustrittsfläche
und der LED-Trägerfläche eine seitliche Reflexionsfläche vorgesehen ist.
[0006] Die Erfindung kann vorsehen, dass die besagte linienförmige Erstreckung des Leuchtenbauteils
eine Kurve, insbesondere eine geschlossene Kurve, oder ein Polygonzug aus mehreren
geraden Teilstücken, insbesondere einen geschlossenen Polygonzug, beschreibt.
[0007] In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Leuchenbauteil
ringförmig oder elliptisch ist oder einen Polygonzug bildet, der einen Ring oder eine
Ellipse annähert.
[0008] In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein von der LED ausgehendes
Lichtbündel wenigstens zweimal umgelenkt. In dieser Ausführungsform erfolgt die erste
Umlenkung durch die den LEDs individuell zugeordneten optischen Einrichtungen. Die
zweite Umlenkung erfolgt an der seitlichen Reflexionsfläche, welche insbesondere eine
durchgehende Reflexionsfläche für das gesamten Leuchtenbauteil ist, in Richtung zur
Lichtaustrittsöffnung des Leuchtenbauteils. Durch die zweifache Umlenkung der Hauptabstrahlrichtung
jeder LED wird es ermöglicht, für eine vorgegebene Form des Leuchtenbauteils und mit
den in der Rinne geschützt angeordneten LEDs eine gegebene Lichtfeldkontur für die
gewünschte Beleuchtungsaufgabe auszubilden. In bevorzugten Ausführungsformen enthält
das besagte zweimal umgelenkte Lichtbündel den überwiegenden Anteil des von der LED
ausgehenden Lichts; es kann auch das Lichtbündel der LED insgesamt wenigstens zweimal
umgelenkt werden. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bildet das Leuchtenbauteil
eine Rinne, die sich längs einer Kurve, insbesondere einer geschlossenen Kurve, linienförmig
erstreckt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann auch ein Polygonzug, worunter
mehrere gerade aneinandergereihte Teilstücke zu verstehen sind, insbesondere auch
ein geschlossener Polygonzug, die linienförmige Erstreckung des Leuchtenbauteils beschreiben.
Die geschlossenen Kurve oder der geschlossene Polygonzug ermöglicht eine Lichtabgabe
in alle Richtungen, beispielsweise radial zu einem das Leuchtenbauteil definierenden
Kreis, wenn alle die LEDs mit ihren individuellen optischen Einrichtungen in Bezug
auf den Radius des Kreises gleich eingestellt sind. Die individuell den LEDs zugeordneten
optischen Einrichtungen können jedoch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch
unterschiedlich in Bezug auf die linienförmigen Erstreckungen des Leuchtenbauteils
eingestellt sein. Damit lässt sich beispielsweise bei einem kreissymmetrischen Leuchtenbauteil
eine Lichtfeldverteilung erzeugen, die zur Beleuchtung einer länglichen Fläche, z.B.
für die Beleuchtung eines Gehweges, erzeugen. Es lässt sich auch eine Lichtverteilung
mit einer Lichtbandknickung, wie es zur Ausleuchtung von Straßenzügen durch seitlich
der Straße angeordneten Leuchten bevorzugt ist, einstellen. Die erfindungsgemäße Gestaltung
der Reflexions- bzw. Lichtumlenkeinrichtungen innerhalb des Leuchtenbauteils ermöglicht
daher eine hohe Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Form des Leuchtenbauteils für
unterschiedliche Lichtverteilungen. Insbesondere muss die Form des Leuchtenbauteils
nicht unbedingt der zu erzeugenden Lichtverteilung entsprechen.
[0009] Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Leuchtenbauteil ringförmig
oder elliptisch ausgebildet. Diese Formen lassen eine hohe Flexibilität bei der Auswahl
der zu erzeugenden Lichtfeldverteilung zu. Gemäß einer alternativen Ausführungsform
wird das Leuchtenbauteil durch einen Polygonzug gebildet, der einen Ring oder eine
Ellipse annähert. Da diese Form aus geraden Teilstücken hergestellt ist, lässt sich
ein derartiges Leuchtenbauteil einfacher fertigen. Beispielsweise sind ein gleichseitiges
Sechseck oder ein gleichseitiges Achteck, welche einen Ring bereits sehr gut annähern,
bevorzugt. Es können auch ungleichmäßige Seitenlängen vorgesehen sein, so dass sich
eine Ellipse annähern lässt.
[0010] In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das besagte Leuchtenbauteil
gerade sein und/oder eine oder mehrere gerade Rinnen aufweisen, wobei entlang diesen
Rinnen in der vorangehend beschriebenen Weise LEDs und diesen zugeordnete optische
Einrichtungen vorgesehen sind.
[0011] Die Erfindung kann vorsehen, dass das Leuchtenbauteil mehrere Rinnen aufweist, die
insbesondere parallel zueinander verlaufen können. In einer besonderen Ausführungsform
grenzen solche parallel zueinander verlaufenden Rinnen unmittelbar aneinander an.
Es kann auch vorgesehen sein, dass in einer Rinne des Leuchtenbauteils mehrere rinnenförmige
Einsätze, insbesondere Reflektoreinsätze vorgesehen sind, in denen jeweils den LEDs
individuell zugeordnete optische Einrichtungen vorgesehen sind, wobei diese rinnenförmigen
Einsätze insbesondere eine oder mehrere parallele und/oder unmittelbar aneinander
grenzende Rinnen definieren, in denen jeweils eine oder mehrere den LEDs individuell
zugeordnete optische Einrichtungen angeordnet sind.
[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die LEDs in etwa gleichen Abständen
entlang der linienförmigen Erstreckung des Leuchtenbauteils an der LED-Trägerfläche
angeordnet. Insbesondere sind nur entlang einer Linie, welche der linienförmigen Erstreckung
des Leuchtenbauteils entspricht, LEDs angeordnet.
[0013] Die den LEDs zugeordneten optischen Einrichtungen bewirken nach einer Ausführungsform
eine Umlenkung zumindest eines Teils des von der LED ausgehenden Lichts, in bestimmten
Ausführungsformen auch des gesamten von der LED ausgehenden Lichts zwischen 50° bis
100°, insbesondere etwa 90°, in Richtung auf die seitliche Reflexionsfläche. Dabei
muss das umgelenkte Strahlenbündel der LED, welches die Hauptabstrahlrichtung der
LED definiert, nicht auf kürzestem Wege zu der seitlichen Reflexionsfläche treffen.
Insbesondere kann ein Drehwinkel der optischen Umlenkeinrichtung in Bezug auf eine
Flächennormale, welche die LED schneidet und der Hauptabstrahlrichtung der LED entspricht,
unterschiedlich gewählt werden. Dabei kann der Drehwinkel der optischen Umlenkeinrichtung
so gewählt sein, dass das umgelenkte Strahlenbündel ganz oder teilweise unmittelbar
zu der Lichtaustrittsfläche gelangt und/oder ganz oder teilweise auf eine Reflexionsfläche
fällt, welche das auf sie einfallende Licht weiter umlenkt, so dass es unmittelbar
oder nach weiteren Reflexionen zu der Lichtaustrittsfläche gelangt. In bevorzugten
Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Drehwinkel so gewählt wird, dass das umgelenkte
Lichtstrahlenbündel auf die besagte seitliche Reflexionsfläche trifft.
[0014] Der Nullpunkt dieses Drehwinkels kann im Prinzip beliebig festgelegt werden, wobei
vorzugsweise diese Festlegung für alle optischen Einrichtungen, die einer LED individuell
zugeordnet sind, gilt. Beispielsweise kann ein Drehwinkel von 0° dadurch definiert
sein, dass in der entsprechenden Stellung der Hauptlichtanteil des von der optischen
Einrichtung abgegebenen Lichts in radialer Richtung zum Zentrum der Leuchte hin abgegeben
wird oder die Hauptabstrahlrichtung dieses Hauptlichtanteils radial zum Zentrum der
Leuchte hin weist. In den bevorzugten Ausführungsformen ist die Achse, bezüglich derer
der besagte Drehwinkel definiert ist, für alle LEDs bzw. alle einer LED individuell
zugeordneten optischen Einrichtungen dieselbe.
[0015] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die den LEDs individuell zugeordneten
optischen Einrichtungen in unterschiedlichen Drehwinkeln bezüglich einer Achse durch
die jeweilige LED, insbesondere einer Flächennormalen durch die LED-Trägerfläche,
montierbar oder einstellbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die optischen
Einrichtungen in verschiedenen Winkelpositionen an der LED-Trägerfläche einsteckbar
ist. Alternativ kann auch ein stufenlos einstellbarer Drehmechanismus vorgesehen sein.
Bevorzugt sind die optischen Einrichtungen noch bei der Montage der Leuchte am Anwendungsort
in die gewünschte Richtung einstellbar.
[0016] Die Erfindung kann vorsehen, dass eine oder mehrere optische Einrichtungen, die jeweils
einer LED zugeordnet sind, und das die jeweilige optische Einrichtung tragende Leuchtenbauteil
so eingerichtet sind, dass die optische Einrichtung nur in einem oder nur in diskreten
vorgegebenen Drehwinkeln bezüglich einer Achse durch die jeweilige LED, insbesondere
einer Flächennormalen durch die LED-Trägerfläche, montierbar ist. Die optischen Einrichtungen
sind dabei also jeweils nur in einer oder mehreren diskreten Orientierungen bezüglich
der Rinne bzw. der Linie, welcher die Rinne folgt, montierbar. Das die optische Einrichtung
tragende Leuchtenbauteil kann dabei insbesondere ein Reflektor oder Reflektorabschnitt
sein, der vorzugsweise mehrere optische Einrichtungen der vorangehend beschriebenen
Art auf nimmt und mit der bzw. den optischen Einrichtungen zur Lichtabgabe aus der
Leuchte optisch zusammenwirkt.
[0017] Die Erfindung kann vorsehen, dass die optische Einrichtung durch einen Formschluss
gegen ein Verdrehen um die besagte Achse aus der einem vorgegebenen Drehwinkel entsprechenden
Stellung gesichert ist.
[0018] Die Erfindung kann vorsehen, dass die optische Einrichtung in eine nicht kreisförmige
Öffnung eingesetzt ist. Die Erfindung kann vorsehen, dass die optische Einrichtung
Vorsprünge und/oder Vertiefungen aufweist, die mit komplementären Vorsprüngen und/oder
Vertiefungen, insbesondere Ein- und Ausbuchtungen des Rands einer Öffnung in dem die
optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteil, zusammenwirkt, um die optische Einrichtung
gegen ein Verdrehen um die besagte Achse zu sichern.
[0019] Die Erfindung kann in einer Ausführungsform vorsehen, dass die optische Einrichtung
durch eine Rastverbindung mit dem die optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteil
verbunden ist, wobei die Rastverbindung insbesondere dafür vorgesehen sein kann, um
die optische Einrichtung gegen ein Verkippen gegenüber der besagten Achse zu sichern.
[0020] Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung eine oder mehrere
Rastnasen und einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, die den Rand einer Öffnung in
dem die optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteil jeweils aufeinander gegenüberliegenden
Seiten übergreifen.
[0021] Es kann auch vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung einen oder mehrere Vorsprünge
aufweist, die den Rand einer Öffnung in dem die optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteil
an einer gegenüber einer Rastnase oder gegenüber den Rastnasen versetzten Stelle über-
oder untergreifen.
[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die optische Einrichtung in einer Öffnung
des die optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteils verkippbar, wobei durch Verkippen
relativ zur der besagten Achse durch die jeweilige LED die Rastverbindung hergestellt
und insbesondere eine oder mehrere Rastnasen eingerastet werden können. Dabei kann
insbesondere vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung in einer gegenüber dem
montierten Zustand gegen die besagte Achse verkippten Stellung eingesetzt werden kann,
wobei in dieser verkippten Stellung, in welcher die Rastverbindung noch nicht hergestellt
ist, die optische Einrichtung gegen ein Verdrehen um die Achse gesichert ist oder
eine Drehbewegung um diese Achse zumindest begrenzt ist.
[0023] Die Erfindung kann vorsehen, dass die einer LED zugeordnete optische Einrichtung
einstückig ausgebildet ist und/oder anderweitig so ausgebildet ist, dass sie als eine
komplette Einheit an dem die optische Einrichtung tragenden Leuchtenbauteil montiert
werden kann.
[0024] Eine oder mehrere der den LEDs individuell zugeordneten optischen Einrichtungen können
jeweils eine Umlenkeinrichtung enthalten, die eine Lichtumlenkung aufgrund einer Reflexion
und/oder aufgrund einer Lichtbrechung erzeugt, oder eine solche Umlenkeinrichtung
bilden. In bevorzugten Ausführungsformen sind beispielsweise Prismenelemente mit wenigstens
drei Facettenflächen als optische Einrichtung oder Bestandteil einer solchen optischen
Einrichtung vorgesehen, wobei an einer Facette eine Totalreflexion bewirkt wird und
die anderen Flächen als Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche dienen. Gemäß
einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind jedoch optische Einrichtungen mit verspiegelten
Flächen vorgesehen. Insbesondere kann die optische Einrichtung eine etwa muschelförmig
gekrümmte Reflexionsfläche enthalten oder aus dieser bestehen. Diese kann ein divergierendes
Strahlenbündel von der LED kommend in Richtung auf die seitliche Reflexionsfläche
umlenken und dabei die Divergenz des Strahlenbündels, wie es von der LED ausgeht,
noch verringern.
[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die optische Einrichtung oder zumindest
Teile der optischen Einrichtung aus Kunststoff ausgebildet, wobei in einer Fortbildung
dieser Ausführungsform zumindest eine oder mehrere Flächen der optischen Einrichtung
mit einer reflektierenden Beschichtung, insbesondere einer spiegelnden Beschichtung,
vorzugsweise mit einem hohen Reflexionsgrad, versehen sind.
[0026] Die Erfindung kann vorsehen, dass die optische Einrichtung eine konkav gekrümmte
Reflexionsfläche und eine dieser konkav gekrümmten Reflexionsfläche gegenüberstehende
weitere Reflexionsfläche aufweist, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform diese
weitere Reflexionsfläche zumindest teilweise Licht auf die besagte konkav gekrümmte
Reflexionsfläche reflektiert.
[0027] Die Erfindung kann vorsehen, dass bei einer optischen Einrichtung mit einer gekrümmten
Reflexionsfläche in der optischen Einrichtung ein Lichtweg an dieser gekrümmten Reflexionsfläche
vorbei vorgesehen ist, der eine oder mehrere Reflexionsflächen aufweist, an denen
Licht der Leuchtdiode im montierten Zustand der optischen Einrichtung reflektiert
wird.
[0028] Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung einen konkav
gekrümmten Reflektor sowie einen Spalt aufweist, über den Licht auf der Rückseite
des Reflektors, also auf der zu der konkaven Reflexionsfläche entgegengesetzten Seite,
austreten kann, wobei vorzugsweise auf der Rückseite des Reflektors, dem Spalt in
der Richtung des Lichtwegs von der Leuchtdiode aus der optischen Einrichtung heraus
nachgeordnet, eine oder mehrere reflektierende Flächen vorgesehen sind. Ergänzend
oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung in dem Strahlengang
zu dem besagten Spalt hin bzw. von dem besagten Spalt weg eine oder mehrere reflektierende
Flächen aufweist.
[0029] Die seitliche Reflexionsfläche ist in dem Querschnitt senkrecht zur linienförmigen
Erstreckung des Leuchtenbauteils mit einem Winkel zwischen 60° und 90°, bevorzugt
etwa mit 75° oder 80°, zur Lichtaustrittsfläche angeordnet. Diese Neigung ermöglicht
bei einer Lichtablenkung durch die der LED individuell zugeordneten Einrichtung von
etwa 90° und nach weiterer Reflexion an der seitlichen Reflexionsfläche einen Lichtaustritt
von 40° bis 80°, bevorzugt 50° bis 70°, insbesondere etwa 60° gegenüber dem Lot auf
der Lichtaustrittsfläche. Abhängig von der Einstellung der den LEDs individuell zugeordneten
Einrichtungen kann die Hauptabstrahlrichtung des von einer LED abgegebenen Lichtbündels
von der Leuchte weg in Richtung auf das zu beleuchtende Objekt eingestellt werden.
Bei einer ringförmigen oder näherungsweise ringförmigen Leuchte ist bevorzugt die
seitliche Reflexionsfläche an der nach innen weisenden Seite der Leuchte angeordnet.
Dann lässt sich je nach Einstellung der individuellen Lichtlenkmittel der Hauptlichtstrom
radial nach außen oder mit einer gewünschten tangentialen Ablenkung einstellen. Gemäß
einer alternativen Ausführungsform kann jedoch auch die besagte seitliche Reflexionsfläche
auf der nach außen weisenden Seite der Rinne angebracht sein. In dieser Ausführungsform
erfolgt die Hauptlichtabgabe aus der Lichtaustrittsfläche in Richtung zum Leuchteninneren.
In diesem Fall überkreuzen sich die Strahlenbündel der LEDs auf gegenüberliegenden
Seiten des Rings. Der Kreuzungspunkt muss nicht zwangsläufig in der Mitte der Leuchte
liegen, weil die Lichtabgabe nicht mehr radial nach innen erfolgen muss, sondern auch
eine Tangentialkomponente aufweisen kann, je nach Einstellung der individuellen den
LEDs zugeordneten optischen Einrichtungen.
[0030] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
der Rinne des Leuchtenbauteils eine zweite seitliche Reflexionsfläche gegenüber der
zuerst genannten seitlichen Reflexionsfläche angeordnet. Vorzugsweise weist die zweite
seitliche Reflexionsfläche in dem Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung des Leuchtenbauteils
einen Winkel zwischen 60° und 90°, insbesondere etwa 85°, zur Lichtaustrittsfläche
ein. Die zweite Reflexionsfläche kann Streulicht oder einen von der individuellen
optischen Einrichtung abgegebenen Nebenlichtstrom oder einen an den individuellen
optischen Einrichtungen vorbeitretenden Lichtstrom reflektieren. Der Nebenlichtanteil
kann dazu dienen, den Bereich der Leuchte aufzuhellen, welcher von den Hauptabstrahlrichtungen
nicht erfasst wird. Beispielsweise wird eine ringförmige Leuchte ohne Nebenlichtanteil
der Bereich innerhalb des Rings dunkel erscheinen, wenn die Hauptlichtabgabe der Leuchte
radial nach außen über die erste seitliche Reflexionsfläche erfolgt.
[0031] Die den LEDs individuell zugeordnete optische Einrichtung der Leuchte kann nach Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung so ausgebildet sein, dass der Anteil des Lichts, welches
als Nebenlichtanteil von der optischen Einrichtung abgegeben wird, klein im Verhältnis
zu dem Anteil des Lichts ist, das in der vorangehend beschriebenen Weise von einer
Umlenkeinrichtung, z.B. einem Prisma oder einem Reflektor, umgelenkt wird oder unmittelbar
von der LED ohne Reflexion oder Umlenkung durch Lichtbrechung aus der optischen Einrichtung
heraus abgegeben wird und nicht Bestanteil des Nebenlichtanteils ist. Beispielsweise
können zwischen 5% und 20% des von der LED abgegebenen Lichtstroms von der optischen
Einrichtung als Nebenlichtstrom abgegeben werden. Um diesen Lichtanteil zu ermöglichen,
kann beispielsweise eine Öffnung zwischen der LED-Trägerfläche und der optischen Einrichtung
vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein Schlitz in der optischen Einrichtung oder
in einem Teil der optischen Einrichtung vorgesehen sein, um einen direkten Lichtdurchtritt
ohne Umlenkung an der optischen Einrichtung zu ermöglichen. Gemäß einer alternativen
Ausführungsform kann auch ein Prismenkörper als optische Einrichtung oder Teil der
optischen Einrichtung vorgesehen sein, der mehrere Facetten aufweist, wobei wenigstens
zwei Facetten in unterschiedliche Richtungen weisen und jeweils einen Lichtaustritt
ermöglichen. Wie bei der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform mit einer Öffnung
oder einem Schlitz in oder an einer reflektiven optischen Einrichtung bzw. eines Teils
hiervon beträgt der Nebenlichtanteil etwa 5% bis 20% des von der LED abgegebenen Lichtstroms.
[0032] Die erste und zweite Reflexionsfläche können gemeinsam oder zusammen mit einer oder
mehreren weiteren Reflexionsflächen eine Reflektorrinne bilden, in der die besagten
optischen Einrichtungen angeordnet sind und an der diese Einrichtungen gegebenenfalls
auch befestigt sein können. Diese Reflektorrinne kann sich über die gesamte Rinne
des eingangs genannten Leuchtenbauteils erstrecken oder nur über einen Teil dieser
Rinne. In letzterem Fall kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass mehrere Reflektorrinnen
zusammen einen durchgehenden rinnenförmigen Reflektor bilden, der sich über die gesamte
Rinne des Leuchtenbauteils erstreckt. In einer speziellen Ausführungsform mit einer
in sich geschlossenen Rinne des Leuchtenbauteils kann vorgesehen sein, dass ein solcher
sich über die gesamte Rinne des Leuchtenbauteils erstreckender Reflektor aus sechs
Teilen besteht, die unmittelbar aneinander angrenzen und zusammen einen durchgehenden
rinnenförmigen Reflektor definieren.
[0033] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leuchtenbauteil aus einem massiven
wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem Aluminiumkörper, gebildet. Das Leuchtenbauteil
kann dabei als Kühlkörper für die LEDs dienen.
[0034] Die Erfindung kann vorsehen, dass die Leuchte an einem einzigen Tragarm gehalten
wird. Dies wird durch eine massive Ausbildung des Leuchtenbauteils, an dem der Tragarm
angreift, begünstigt. Gemäß alternativen Ausführungsformen können jedoch auch zwei
oder mehr Tragarme vorgesehen sein, die insbesondere in gleichen Abständen entlang
der linienförmigen Erstreckungen des Leuchtenbauteils angeordnet sind und an denen
das Leuchtenbauteil gehalten wird. Bevorzugt sind zwei gegenüberliegende Tragarme,
die sich vom Leuchtenbauteil nach innen erstrecken, wo sie mit einem Leuchtenmast
verbunden sind.
[0035] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem wenigstens einen Tragarm der vorhergehend
beschriebenen Ausführungsformen der Leuchte ein Hohlraum vorgesehen, welcher dazu
bemessen ist, elektrische Betriebsmittel, wie insbesondere ein Vorschaltgerät für
die LEDs, unterzubringen. Innerhalb des Leuchtenbauteils, insbesondere wenn dieses
gekrümmt ist, findet sich nicht genügend Platz, um einen Hohlraum vorzusehen, der
ausreichend ist, um ein Vorschaltgerät unterzubringen. Da sich die Tragarme in der
Regel von dem Leuchtenbauteil aus gerade erstrecken, bieten diese genügend Platz,
um Vorschaltgeräte zu verstauen. Die Verbindung zwischen dem Leuchtenbauteil und den
LED-Trägerflächen, insbesondere den Platinen, auf der die LEDs angebracht sind, kann
über einen elektrischen Stecker erfolgen, der in einem Verbindungsbereich zwischen
Tragarm und Leuchtenbauteil angeordnet ist.
[0036] Bevorzugte Ausführungsformen und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Figuren beschrieben. In den Figuren
ist Folgendes dargestellt:
- Figur 1
- zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer LED-Leuchte, wobei der Schnitt
senkrecht zur Längserstreckung des Leuchtenbauteils der Leuchte erfolgt.
- Figur 2
- zeigt eine Querschnittsdarstellung der Leuchte nach Figur 1 in einem Schnitt senkrecht
zur Längserstreckung der Leuchte an einer anderen Stelle.
- Figuren 3a bis 3c
- zeigen schematische Aufsichten auf Ausführungsformen der LED-Leuchte von der Lichtaustrittsseite
her.
- Figuren 4a bis 4c
- zeigen eine schematische Darstellung der Lichtfeldverteilung der Leuchte nach Figuren
3a bis 3c dargestellt als Lichtstärkeverteilung in Polardarstellung einer Lichtstärkemessung
in einer Kegelmantelkurve.
- Fig. 5
- zeigt einen Reflektorabschnitt, der bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
verwendet werden kann.
- Fig. 6
- zeigt eine optische Einheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- Fig. 7
- zeigt die optische Einheit der Fig. 6 in dem an dem Reflektorabschnitt nach Fig. 5
montierten Zustand in einer Draufsicht,
- Fig. 8
- zeigt die optische Einheit nach Fig. 6 in dem an einem Reflektorabschnitt nach Fig.
5 montierten Zustand in einer Querschnittsansicht,
- Fig. 9
- zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Reflektorabschnitt, in dem eine
optische Einheit nach Fig. 6 montiert ist und eine weitere optische Einheit sich in
einem verkippten Zustand befindet, wie er bei der Montage der optischen Einheit auftritt.
[0037] Bezug nehmend auf die Figuren 3a bis 3c ist die Gesamtform einer Ausführungsform
der Leuchte in der Aufsicht zu erkennen. Die Leuchte umfasst ein Leuchtenbauteil 1
in Form eines massiven Aluminiumkörpers, welches in einem Querschnitt senkrecht zur
Umfangsrichtung, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, die Form einer Rinne definiert.
Innerhalb der Rinne befinden sich 36 LEDs 2, die in gleichen Abständen bzw. Winkelabständen
entlang des Radius des Leuchtenbauteils angeordnet sind. Bevorzugt sind mindestens
12 LEDs. In konkreten Ausführungsformen sind 24 LEDs oder mehr vorgesehen.
[0038] Das Leuchtenbauteil 1 ist aus massivem Aluminium hergestellt, um die notwendige Stabilität
für die Leuchte aufzuweisen und weil es ferner gleichzeitig als Kühlkörper für die
LEDs 2, die als Hochleistungs-LEDs ausgebildet sind und entsprechend gekühlt werden
müssen, dient. Bezug nehmend auf die Figuren 1 und 2 ist der Aufbau des Leuchtenbauteils
in einem Querschnitt zu erkennen. Das Leuchtenbauteil 1 definiert in seinem Querschnitt
eine Rinne 3, die nach unten durch eine transparente Abdeckung 4, welche die Lichtaustrittsfläche
der Leuchte bildet, verschlossen ist. Wie in den Figuren 1 und 2, welche zwei Querschnitte
der gleichen Leuchte jedoch an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung darstellen,
zu sehen ist, kann sich die Querschnittsform der Rinnen geringfügig ändern. In der
Figur 1 ist die Stelle der Leuchte im Querschnitt dargestellt, der einen Trägerarm
5 an dem Leuchtenbauteil 1 angebracht ist. In der Figur 2 ist ein weiterer dazu benachbarter
Querschnitt dargestellt. Die Abdeckung 4 ist in dem Bereich des Trägerarms schmäler
ausgeführt als in den anderen Bereichen entlang des Umfangs der Leuchte.
[0039] Die Abdeckung 4 verschließt die Rinne 3 auf der Unterseite der Leuchte vollständig.
Insbesondere sind Dichtungen 6 an beiden Umfangsseiten der Abdeckung 4 zum Leuchtenbauteil
1 vorgesehen. Die Abdeckung ist durch mehrere Federelemente 7, wovon eines im Querschnitt
in Figur 1 gezeigt ist, an einer Aussparung in dem Leuchtenbauteil 1 gesichert. Die
Abdeckung 4 kann sogar fest mit dem Leuchtenbauteil verklebt sein, weil keine Zugänglichkeit
zu den LEDs aufgrund der langen Lebenszeit der LEDs notwendig ist.
[0040] Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktionsweise der verschiedenen Reflektorbaugruppen
und der Leuchtmittel innerhalb der Rinne 3 beschrieben.
[0041] Bezug nehmend auf Figur 2 ist eine LED 2 im Querschnitt zu erkennen, die auf einer
Platine 8 angebracht ist und mit dieser elektrisch verbunden ist. Die Platine 8 erstreckt
sich über einen Teilbereich des Leuchtenbauteils 1. In der gezeigten Ausführungsform
bildet die Platine 8 einen ebenen Ringabschnitt, der 1/6 des Kreises des Leuchtenbauteils
umfasst. Auf jeder Platine 8 sind jeweils vier LEDs wie in den Figuren 3a bis 3c zu
erkennen ist, angeordnet. Die Platine 8 kann sich in anderen Ausführungsformen jedoch
auch über den gesamten Bereich der Rinne 3 bzw. über den gesamten optisch wirksamen
Bereich des Leuchtenbauteils 11 erstrecken. Sie kann insbesondere einen ebenen Ring
bilden, der in einer Rinne 3 des Leuchtenbauteils 1 eingesetzt ist.
[0042] Unterhalb der LED 2 ist jeweils für jede LED einzeln eine optische Einrichtung 9
vorgesehen, die das Licht aus der Hauptabstrahlrichtung der LED ablenkt, die in der
Zeichnung der Fig. 2 senkrecht nach unten weist. In der gezeigten Ausführungsform
umfasst die der LED individuell zugeordnete optische Einrichtung 9 einen etwa muschelförmigen
Reflektor 10, der in Figur 2 im Querschnitt und in Figur 1 von der Seite zu sehen
ist. Der muschelförmige Reflektor 10 ist unterhalb der LED 2 so angeordnet, dass er
das Lichtbündel, welches die LED 2 in deren Hauptabstrahlrichtung nach unten verlässt,
um 90° ablenkt. Aufgrund der gewölbten Reflektorform des muschelförmigen Reflektors
10 wird das von der LED divergent ausgehende Lichtbündel gleichzeitig teilweise gebündelt.
Das Lichtbündel wird anschließend ein zweites Mal an einer seitlichen Reflexionsfläche
11 umgelenkt und verlässt schließlich die Rinne 3 durch die transparente Abdeckung
4, wie durch den Lichtstrahl 12 für die Hauptabstrahlrichtung der Leuchte in Figur
2 gezeigt ist. Die erste seitliche Reflektorfläche 11 ist dazu in einem Winkel von
75° oder 80° zu der Lichtaustrittsfläche 4 angeordnet, um die Ablenkung nach unten
in Richtung zu der Lichtaustrittsfläche 4 zu bewirken.
[0043] Ein zweites Lichtbündel, das sogenannte Nebenlicht, verlässt die optische Einrichtung
9 durch einen Spalt 13, der zwischen der optischen Einrichtung 9 und der LED-Trägerfläche
8 gebildet ist, ohne dass eine Lichtablenkung erfolgt. Dieser Anteil des von der LED
über den Spalt 13 abgegebenen Lichts ist verhältnismäßig gering, er beträgt beispielsweise
zwischen 5% und 20% des gesamten Lichtstroms der LED. Der durch den Spalt 13 hindurchtretende
Teil des Lichts fällt auf eine zweite seitliche Reflexionsfläche 14, die zu der Lichtaustrittsfläche
einen Winkel von 85° bildet. Durch die Neigung wird das Lichtbündel zur Lichtaustrittsfläche
4 gelenkt und verlässt die Lichtaustrittsfläche, wie in Figur 2 durch den Lichtstrahl
15 angedeutet. Der Lichtstrahl 15, welcher die Richtung des Nebenlichts darstellt,
weist in Richtung zu dem Leuchteninneren. Durch das Nebenlicht wird eine Aufhellung
der Leuchte im mittleren Bereich der Leuchte erzielt.
[0044] Es ist zu verstehen, dass die Richtung des Hauptlichtanteils 12 und des Nebenlichtanteils
15 auch in umgekehrter Weise, wie in Figur 2 dargestellt, erfolgen kann. In diesem
Fall überkreuzen sich die von den LEDs abgegebenen Hauptlichtanteile etwa in der Mitte
der Leuchte. Die Gesamtlichtverteilung der Leuchte bleibt aber sehr ähnlich zu der
in Figur 2 dargestellten Ausführungsform.
[0045] In besonderen Ausführungsformen ist die Abdeckung 4 in dem Bereich zwischen den Reflexionsflächen
11 und 14 transparent und in ihren restlichen Bereichen nicht oder nicht vollständig
transparent, beispielsweise lichtstreuend oder ganz oder teilweise absorbierend. Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass außerhalb des Bereichs zwischen den Reflexionsflächen 11
und 14 die Abdeckung 4 opak ist, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann,
dass sie mit einem opaken Material bedruckt ist. In anderen Ausführungsformen kann
vorgesehen sein, dass die Abdeckung 4 im Bereich der Rinne 3 transparent und in den
restlichen Bereichen nicht oder nur teilweise lichtdurchlässig und/oder lichtstreuend
ausgebildet ist.
[0046] Eine Besonderheit der Leuchte besteht darin, dass die den LEDs individuell zugeordneten
optischen Einrichtungen 9 in unterschiedlichen Winkelpositionen in Bezug auf die vertikale
Achse durch die LED gedreht werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass
die optischen Einrichtungen 9 in verschiedenen Steckpositionen an der LED-Trägerfläche,
einem Reflektor oder Reflektorabschnitt oder einem anderen Trägerelement montiert
werden können. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch eine Dreheinrichtung,
die ein kontinuierliches Verdrehen ermöglicht, vorgesehen sein. In den Figuren 3a
bis 3c sind drei verschiedene Ausführungsformen der Leuchte gezeigt, in denen die
optischen Einrichtungen 9 unterschiedlich ausgerichtet sind. Bei der Ausführungsform
nach Figur 3a weisen alle optischen Einrichtungen radial nach innen (jeweils mit 0°
bezeichnet), wodurch eine homogene Gesamtlichtverteilung der Leuchte erzeugt wird.
Diese Ausführungsform bzw. Einstellung der optischen Einrichtungen 9 ist bevorzugt,
wenn die Leuchte einen größeren Platz gleichmäßig beleuchten soll. Die zugehörige
Lichtfeldverteilung, als Lichtstärkeverteilungskurve gemessen in einem Kegelmantel
um die vertikale Achse der Leuchte, ist in Figur 4a dargestellt. Sie ist homogen,
d.h. in der Darstellung kreisförmig.
[0047] Die Figur 3b zeigt eine Ausführungsform bzw. eine Einstellung der optischen Einrichtungen
9, die dafür geeignet ist, eine längliche Strecke unterhalb der Leuchte, beispielsweise
einen Gehweg oder einen Fahrradweg, zu beleuchten. Die optischen Einrichtungen 9 an
den Positionen in Längsrichtung der zu beleuchtenden Strecke, welche in der Figur
3b der vertikalen Richtung entspricht, stehen auf 0°. Das Licht dieser LEDs wird demzufolge
nach der zweiten Reflexion an der ersten seitlichen Reflexionsfläche 11 radial nach
außen abgegeben. Mit zunehmenden Winkelabständen der LEDs von der vertikalen Richtung
nimmt der Drehwinkel der optischen Einrichtungen 9 bis auf +50° bzw. -50° zu. Das
Licht der LEDs mit dem von 0° abweichendem Drehwinkel der optischen Einrichtung 9
wird mit tangentialer Komponente von der Leuchte abgegeben. Das Licht der Hauptabstrahlrichtung
dieser LEDs erfolgt demnach ebenfalls etwa entlang der zu beleuchtenden Strecke, welche
in Figur 3b der vertikalen Richtung entspricht. Die resultierende Lichtfeldverteilung
ist in Figur 4b dargestellt.
[0048] Eine weitere Ausführungsform bzw. Einstellung der den LEDs zugeordneten optischen
Elemente 9 ist in Figur 3c gezeigt. Diese Ausführungsform erzeugt eine sogenannte
Lichtbandknickung (siehe Figur 4c), die zur Beleuchtung eines Straßenverlaufs von
einer seitlich der Straße angebrachten Straßenleuchte von Vorteil ist. Im Vergleich
zu der Figur 3b ist zu erkennen, dass die Einstellung der optischen Einrichtungen
9 nicht spiegelsymmetrisch bezüglich der vertikalen Ebenen durch die Leuchte angeordnet
sind, sondern auf den beiden Leuchtenhälften unterschiedlich ist. Die erzeugte Lichtfeldverteilung
ist demnach nicht symmetrisch entlang der vertikalen Richtung der Leuchte ausgerichtet,
wie in der Figur 4b, sondern weist einen Knick auf. Dadurch lässt sich in vorteilhafter
Weise eine Straße seitlich der Leuchte, auf der dem mit dem Symbol 16 angedeuteten
Haus gegenüberliegenden Seite der Leuchte, ausleuchten, ohne die Häuserfassade unnötig
hell zu beleuchten.
[0049] Durch die beispielhaften Darstellungen in den Figuren 3a bis 3c ist für den Fachmann
verständlich, dass sich durch die Kombination der ringförmigen Anordnung der LEDs
und der Einstellmöglichkeiten der den LEDs individuell zugeordneten optischen Einrichtungen
eine Vielzahl von Lichtfeldkonturen zur Erzielung einer gewünschten Beleuchtungsaufgabe
einstellen lässt. Im Prinzip lassen sich beliebige Straßenauszüge unter oder neben
der Leuchte ausleuchten. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die den LEDs zugeordneten
optischen Einrichtungen 9 noch am Montageort der Leuchte in unterschiedlichen Stellungen
einstellbar, so dass die Lichtfeldkontur noch bei der Montage der Leuchte eingestellt
werden kann. In anderen Ausführungsformen wird die Stellung der optischen Einrichtung
bei der Montage festgelegt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die optische
Einrichtung so ausgebildet ist, dass sie für jede LED nur in einer ganz bestimmten
Stellung montiert werden kann, wobei diese Stellung für verschiedene LEDS unterschiedlich
sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass für jede LED mehrere diskrete Stellungen
vorgesehen sind, in denen die jeweilige optische Einrichtung montiert werden kann.
[0050] Die dargestellte Ausführungsform der Leuchte weist an dem Leuchtenbauteil 1 in Umfangsrichtung
einen Trägerarm 5 auf, der, wie in Figur 1 gezeigt, hohl ausgebildet ist. Im Inneren
des Trägerarms 5 lassen sich elektrische Betriebsmittel, wie insbesondere das Vorschaltgerät,
anordnen. Aufgrund der Krümmung des Leuchtenbauteils ist innerhalb des Leuchtenbauteils
in der Regel dazu kein Platz. Das Vorschaltgerät ist über einen Verbindungsstecker
17 und weiteren elektrischen Anschlüssen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt
sind, verbunden. Der Trägerarm 5 erstreckt sich von dem Leuchtenbauteil 1 nach unten
in Richtung zum Inneren des kreisrunden Leuchtenbauteils 1, wie in der Projektion
in den Figuren 3a bis 3c zu sehen ist. Dort ist der Trägerarm 5 an einem Leuchtenmast
montiert. Gemäß anderen Ausführungsformen kann auch mehr als nur ein Trägerarm vorgesehen
sein. Bevorzugt sind in diesem Fall zwei gegenüberliegende Trägerarme oder mehr Trägerarme,
die in gleichmäßigen Winkelabständen im Umfang des Leuchtenbauteils 1 befestigt sind.
[0051] In den Fig. 5 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung illustriert. Bei
dieser Ausführungsform ist ein kanalförmiger Reflektor 30 in die Rinne 3 des Leuchtenbauteils
eingesetzt. Dieser Reflektor besteht aus sechs Reflektorabschnitten 32, die zusammengesetzt
eine kreisringförmige Rinne bilden und jeweils ein Sechstel des Umfangs, also einen
Winkel von 60° abdecken. Ein solcher Reflektorabschnitt 32 ist in Fig. 5 in einer
Draufsicht und in Fig. 9 in einer teilweisen perspektivischen Ansicht zu sehen. Wie
am besten in Fig. 9 zu sehen ist, weist der Reflektorabschnitt 32 einen Boden 32a
sowie zwei Seitenwände 32b und 32c auf, welche den beiden Reflexionsflächen 11 und
14 der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen entspricht. Die Seitenwände
32b und 32c können insbesondere, wie dies vorangehend für die Reflexionsflächen 11
und 14 beschrieben wurde, zur Lichtaustrittsfläche im montierten Zustand des Reflektorabschnitts
32 geneigt sein, wobei der mit der Lichtaustrittsfläche eingeschlossene Winkel in
einem Querschnitt senkrecht zur linienförmigen Erstreckung der Rinne 3 in den vorangehend
erörterten Winkelbereichen liegen kann. In dem Boden 32a des Reflektorabschnitts 32
sind mehrere, in diesem Ausführungsbeispiel vier näherungsweise kreisförmige Öffnungen
34 vorgesehen. Jede dieser Öffnungen 34 weist zwei Ausbuchtungen 34a auf, die bezüglich
einer Achse A durch den Mittelpunkt der Öffnung 34 einander diametral gegenüber liegen,
sowie eine weitere gegenüber diesen Ausbuchtungen 34a in Umfangsrichtung versetzte
Ausbuchtung 34b auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausbuchtung 34b
gegenüber den Ausbuchtungen 34a um ca. 90° versetzt und hat eine nach außen gewölbte
Form, beispielsweise in Form eines Kreisbogenabschnitts, während die Ausbuchtungen
34a eine annäherungsweise rechteckige Form haben. Die Reflektorabschnitte 32 sind
in der Rinne 3 des Leuchtenbauteils 1 so angeordnet, dass die Platine 8 zwischen dem
Boden 32a des Reflektorabschnitts 32 und dem Boden der Rinne 3 liegt und die Leuchtdioden
2 sich jeweils im Bereich einer der Öffnungen 34 befinden.
[0052] In die Öffnungen 34 ist jeweils eine optische Einheit 36 als der betreffenden LED
2 zugeordnete optische Einrichtung eingesetzt, wie sie in Fig. 6 in Alleinstellung
in einer perspektivischen Ansicht und in Fig. 7 und 8 in einer Draufsicht bzw. einer
Querschnittsansicht gezeigt ist; Fig. 9 zeigt eine montierte und eine teilweise eingesetzte
optische Einheit 36 in einer perspektivischen Ansicht. Die optische Einheit 36 ist
vorzugsweise einstückig und ebenso vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und weist
einen muschelförmigen Reflektor 38, einen Auflagerand 40, eine elastische Rastnase
42 sowie eine Reflexionsfläche 44 auf der der Öffnung des muschelförmigen Reflektors
38 zugewandten Seite und zwei Reflexionsflächen 46 und 48 auf der der Öffnung des
muschelförmigen Reflektors 38 gegenüberliegenden Seite auf. Das Innere der optischen
Einheit 36 weist einen Hohlraum auf, der von den Reflexionsflächen 44 und 46 begrenzt
ist und nach oben, zu dem muschelförmigen Reflektor 38 hin offen ist, sodass sich
Licht in diesem Hohlraum einerseits zu den Reflexionsflächen 44 und 46 und andererseits
auch zu der Innenfläche des muschelförmigen Reflektors 38 hin ausbreiten kann, um
dort reflektiert zu werden. Im Bereich der Reflexionsflächen 46 und 48 ist ein Spalt
50 zwischen dem unteren Rand 52 des muschelförmigen Reflektors 38 und den Reflexionsflächen
46 und 48 vorhanden, so dass Licht aus dem besagten Hohlraum durch diesen Spalt 50
austreten kann, um entweder aus diesem Spalt 50 unmittelbar abgestrahlt zu werden
oder an der Reflexionsfläche 48 reflektiert zu werden. Die zugehörige LED 2 liegt,
wie in Fig. 8 illustriert, im Bereich dieses Hohlraums und ist so angeordnet, dass
ihr Licht auf den Reflektor 38, auf die Reflektorflächen 44, 46, 48 und in den Spalt
50 einfällt, wobei ein Teil des Lichts, auch unmittelbar, an dem Reflektor 38 und
der Reflexionsfläche 44 vorbei, abgestrahlt wird.
[0053] Während bei der dargestellten Ausführungsform der ringförmige Reflektor 30 aus sechs
Einzelteilen 32 besteht, kann er auch aus mehr oder weniger Einzelteilen bestehen
oder auch insgesamt einstückig ausgebildet sein, so dass er eine einstückige, in sich
geschlossene, z.B. kreisringförmige Rinne bildet.
[0054] Der Auflagerand 40 weist einen hinteren annäherungsweise halbkreisringförmigen Abschnitt
60 mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden bogenförmigen Langlöchern 62 auf, der
auf der von der Öffnung des muschelförmigen Reflektors 38 abgewandten Seite liegt,
sowie zwei tiefer, d.h. näher bei der Unterseite der optischen Einheit 36 liegende
Fortsätze 64, die über eine Stufe 66 mit dem Abschnitt 60 verbunden sind und sich
nach vorne über einen relativ kurzen Bereich des Umfangs erstrecken, so dass sie,
wie am besten in Fig. 7 zu sehen ist, zwei seitliche Fortsätze an der Seite des an
sich in etwa kreiszylinderförmigen Körpers der optischen Einheit 36 bilden, deren
vorderer Rand durch die im wesentlichen kreisringförmige, der Öffnung des muschelförmigen
Reflektors 38 gegenüberliegende Reflexionsfläche 44 gebildet wird. Unterhalb des Rands
60 ist die elastische Rastnase 42 vorgesehen.
[0055] Durch die Form der Öffnungen 34 mit den seitlichen Ausbuchtungen 34a und der hinteren
Ausbuchtung 34b einerseits und der Ausbildung der optischen Einheit 36 mit dem hinteren
Abschnitt des Tragrands 60, der Rastnase 42 und den tieferliegenden seitlichen Fortsätzen
64 andererseits ist eine bestimmte Orientierung der optischen Einheit 36 vorgegeben,
wenn sie in den Reflektor 30 bzw. den Reflektorabschnitt 32 eingesetzt ist. Zum Einsetzen
wird, wie in Fig. 9 illustriert, eine optische Einheit 36 in einer verkippten Stellung
angesetzt, wobei der stufenförmige Abschnitt 66 im Bereich der Ausbuchtungen 34a der
Öffnung 34 zu liegen kommt und die seitlichen Fortsätze 64 des Tragrands 40 den Boden
32a des Reflektorabschnitts 32 untergreifen. Durch Herunterdrücken der Rückseite der
optischen Einheit 36 wird die Rastnase 42 im Bereich der Aussparung 34b der Öffnung
34 gegen den Boden 32a des Reflektorabschnittes 32 gedrückt und rastet, wie am besten
in Fig. 8 zu sehen ist, unterhalb des Bodens 32a ein, während der hintere Bereich
60 des Tragrands 40 auf dem Boden 32a des Reflektorabschnitts 32 aufliegt, so das
der Boden 32a zwischen dem hinteren Abschnitt 60 des Tragrands 40 und der Rastnase
eingeschlossen ist, so dass die optische Einheit 36 dadurch fixiert wird. Gleichzeitig
kommen beim Einrasten der Rastnase 42 die beiden seitlichen Fortsätze 64 auf der Unterseite
des Bodens 32a, also auf der von dem Reflektor 38 abgewandten Seite des Reflektorabschnitts
32 zur Anlage. Dies ist insbesondere in Fig. 7 zu erkennen, wo der Boden 32a als schraffierte
Fläche dargestellt ist und der Verlauf der Fortsätze 64 unterhalb des Bodens 32a angedeutet
ist.
[0056] Auf diese Weise kann die optische Einheit 36 in eine fest vorgegebenen Orientierung
betreffend die Rinne 3 bzw. den rinnenförmigen Reflektor 30 verrastet werden, wobei
diese Orientierung bei der Herstellung des Reflektorabschnitts 32 bzw. des Reflektors
30 jeweils durch die Form der Öffnungen vorgegeben ist. Bei dieser Ausführungsform
ist also die Orientierung der optischen Einheit 36, die jeweils einer LED 2 zugeordnet
ist, bereits bei der Herstellung fest vorgegeben. Dies erleichtert die Montage und
gestattet eine präzise Ausrichtung der optischen Einheit 36 entsprechend den konstruktiven
Vorgaben, ohne dass aufwendige Justierarbeiten erforderlich sind. Eine Flexibilität
bei Leuchtengestaltung kann man dadurch erreichen, dass man standardisierte Reflektorabschnitte
32 mit jeweils einer bestimmten Orientierung der Löcher (und damit auch der einzusetzenden
optischen Einheiten 38) vorsieht. Alternativ kann auch mit einem, beispielsweise computergesteuerten
Stanzwerkzeug, bei dem sich die Orientierung der gestanzten Öffnung jeweils individuell
festlegen lässt, für eine bestimmte Leuchtenserie eine jeweils individuelle Abfolge
von Öffnungen mit bestimmten Orientierungen gestanzt werden.
[0057] In dem in Fig. 8 gezeigten eingesetzten Zustand wird Licht der Leuchtdiode 2 zum
einen auf den muschelförmigen Reflektor 38 eingestrahlt, der dieses Licht reflektiert,
wobei der überwiegende Teil des reflektierten Lichtes auf die Wände des Reflektors
30 eingestrahlt wird, ein gewisser Teil des reflektierten Lichts jedoch auch direkt
den Reflektor 30 verlassen kann. Zum anderen fällt ein Teil des Lichts ferner auf
die Reflexionsfläche 44 ein, welche das Licht je nach ihrer Orientierung und Form
und entsprechend der gewünschten Lichtverteilung auf den Reflektor 38 reflektiert
oder unmittelbar, an dem Reflektor 38 vorbei, abgibt. Ferner tritt ein gewisser Lichtanteil
auf der Rückseite des Reflektors 38 über den Spalt 50 aus, wobei er an den Reflexionsflächen
46 und/oder 48 reflektiert werden kann. Schließlich kann auch, je nach Lage und Gestaltung
des Reflektors 38 sowie der Flächen 44, 46 und 48, ein gewisser Lichtanteil der des
von der Leuchtdiode 2 abgestrahlten Lichts unmittelbar an dem Reflektor 38 und der
reflektierenden Fläche 44 vorbei bzw., durch den Spalt 50, an dem Reflektor 38 und
den Reflektorflächen 46 und 48 vorbei unmittelbar aus der optischen Einheit 36 abgestrahlt
werden.
[0058] Durch das Vorsehen der Reflektorflächen 44, 46 und 48 wird einerseits der Wirkungsgrad
der Leuchte erhöht. Andererseits können diese Reflexionsflächen auch in vorteilhafter
Weise für die Gestaltung der Lichtstärkeverteilung eingesetzt werden.
[0059] Die optische Einheit 36 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus Kunststoff,
wobei zumindest die der Leuchtdiode 2 zugewandte Innenfläche des muschelförmigen Reflektors
38 sowie die reflektierenden Flächen 44, 46 und 48 reflektierend, insbesondere spiegelnd
reflektierend ausgebildet sind, z.B. durch eine reflektierende Beschichtung, Aufbringen
einer reflektieren Folie oder dergleichen. Weitere Teile der optischen Einheit, beispielsweise
die Rückseite des Reflektors 36, können ebenfalls reflektierend bzw. spiegelnd ausgebildet
sein, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und/oder eine bestimmte Lichtverteilung zu erreichen.
[0060] Wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen wird die unterschiedliche
Orientierung der optischen Einrichtung, die hier durch die optische Einheit 36 gebildet
wird, vorteilhafterweise dafür eingesetzt, um eine bestimmte Lichtstärkeverteilung
der Leuchte zu erreichen, wie dies vorangehend beschrieben wurde.
[0061] Zahlreiche Varianten der erfindungsgemäßen Leuchte sind möglich, ohne dass der Umfang
der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt ist, verlassen wird. Insbesondere ist
die Leuchte nicht auf eine kreisförmige Gestaltung, wie in den Figuren 3a bis 3c gezeigt,
eingeschränkt. Es kommen noch andere Umfarigsformen hinzu, wobei geschlossene Umfangsformen
aufgrund der hohen Variabilität in Bezug auf einstellbare Lichtfeldkonturen durch
Ausrichten der individuellen optischen Einrichtungen an den LEDs bevorzugt sind.
[0062] Ferner braucht das Leuchtenbauteil nicht frei zu liegen (obgleich dies im Hinblick
auf die notwendige Kühlung von Vorteil ist) sondern kann auch eine Abdeckung aufweisen.
Beispielsweise kann die gesamte Leuchte nach oben durch eine gemeinsame Kunststoffabdeckung
zum Schutz gegen Umwelteinflüsse abgedeckt sein. Ebenso kann die Leuchte nach unten
durch eine wenigstens im Bereich der Lichtaustrittsfläche transparente Abdeckung umgeben
sein.
[0063] In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Leuchtenbauteil mehrere
Rinnen und/oder mehrere rinnenförmige Reflektoren aufweist, die bevorzugt dicht an
dicht liegen. Diese Rinnen bzw. rinnenförmigen Reflektoren können insbesondere mehrere
zueinander konzentrische Kreise bilden, die unmittelbar aneinander anschließen.
[0064] In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Leuchtenbauteil 1
zwei gerade, vorzugsweise parallele Rinnen oder rinnenförmige Reflektoren aufweist,
wobei die den LEDs zugeordneten optischen Einrichtungen so ausgebildet und angeordnet
sind, dass die optischen Einrichtungen in einer Rinne, die in dem Leuchtenbauteil
ausgebildet ist bzw. durch ein rinnenförmiges Reflektorelement gebildet wird, das
Licht in die entgegengesetzte Richtung abgeben wie die optischen Einrichtungen in
der anderen Rinne, wobei entgegengesetzt in diesem Zusammenhang bedeuten kann, dass
die optischen Einrichtungen in der einen Rinne das Licht vollständig oder zumindest
mehrheitlich in einen ersten Halbraum (0° bis 180°) abgeben und die optischen Einrichtungen
der anderen Rinne das Licht vollständig oder zumindest mehrheitlich in den anderen
Halbraum (180° bis 360°) abgeben. Die individuellen optischen Einrichtungen in einer
Rinne können dabei unterschiedlich orientiert sein, um beispielsweise eine Lichtbandknickung
herbeizuführen oder die Lichtverteilung in anderer Weise zu formen. In einer Abwandlung
dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jeweils der Hauptlichtanteil des
von den optischen Einrichtungen in den beiden Rinnen abgegebenen Lichts jeweils in
entgegengesetzte Richtung abgegeben wird bzw. dass die Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen
Hauptlichtanteile in entgegengesetzte Richtungen weist.
[0065] Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale
der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste:
[0066]
- 1
- Leuchtenbauteil
- 2
- LED
- 3
- Rinne
- 4
- Lichtaustrittsfläche, insbesondere mit transparenter Abdeckung
- 5
- Trägerarm
- 6
- Dichtung
- 7
- Federelement
- 8
- LED-Trägerfläche, insbesondere Platine
- 9
- Optische Einrichtung
- 10
- Muschelförmiger Reflektor
- 11
- Erste seitliche Reflexionsfläche
- 12
- Lichtstrahl des Hauptlichtanteils
- 13
- Spalt
- 14
- Zweite seitliche Reflexionsfläche
- 15
- Lichtstrahl des Nebenlichtanteils
- 16
- Häuserseite
- 17
- Verbindungsstecker
- 30
- Reflektor
- 32
- Reflektorabschnitt
- 32a
- Boden des Reflektorabschnitts
- 32b
- Seitenwand des Reflektorabschnitts
- 32c
- Seitenwand des Reflektorabschnitts
- 34
- Öffnung
- 34a
- Ausbuchtung
- 34b
- Ausbuchtung
- 36
- optische Einheit
- 38
- Reflektor
- 40
- Auflagerand
- 42
- Rastnase
- 44
- Reflexionsfläche
- 46
- Reflexionsfläche
- 48
- Reflexionsfläche
- 50
- Spalt
- 52
- unterer Rand des Reflektors
- 60
- halbkreisförmiger Abschnitt des Auflagerands
- 62
- Langloch
- 64
- Fortsatz
- 66
- stufenförmiger Abschnitt
1. Leuchte, insbesondere Außenleuchte, mit einer Vielzahl von LEDs (2) als Leuchtmittel,
wobei die Leuchte ein lichtemittierendes Leuchtenbauteil (1) mit einer linienförmigen
Erstreckung aufweist und das Leuchtenbauteil (1) in einem Querschnitt senkrecht zur
linienförmigen Erstreckung eine Rinne (3) definiert, wobei die nach außen offene Seite
der Rinne eine Lichtaustrittsfläche (4) der Leuchte bildet und die LEDs entlang der
linienförmigen Erstreckung des Leuchtenbauteils (1) an einer der Lichtaustrittsflächen
(4) gegenüberliegenden Seite der Rinne (3) auf einer LED-Trägerfläche (8), insbesondere
einer Platine, angeordnet sind, wobei jeder LED individuell eine optische Einrichtung
(9; 36) zur Lichtumlenkung einer Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen LED zugeordnet
ist und wobei wenigstens an einer Seite der Rinne (3) in einem Bereich zwischen der
Lichtaustrittsfläche und der LED-Trägerfläche (3) eine erste seitliche Reflexionsfläche
(11; 32b) vorgesehen ist.
2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die den LEDs zugeordneten optischen Einrichtungen (9;
36) eine Umlenkung der Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen LED (2) von 50° bis 100°
in Richtung auf die erste seitliche Rexflexionsfläche (11; 32b) bewirken.
3. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die den LEDs individuell zugeordneten
optischen Einrichtungen (9; 36) in unterschiedlichen Drehwinkeln bezüglich einer Achse
durch die jeweilige LED (2) montierbar oder einstellbar ist.
4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die den LEDs individuell zugeordneten
optischen Einrichtungen (9; 36) eine gekrümmte, insbesondere eine muschelförmig ausgebildete,
Reflexionsfläche (10; 38) aufweisen.
5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste seitliche Reflexionsfläche
(11; 32b) in dem besagten Querschnitt einen Winkel zwischen 60° und 90°, bevorzugt
zwischen 70° und 85°, zur Lichtaustrittsfläche (4) einschließt.
6. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Rinne eine zweite seitliche
Reflexionsfläche (14; 32c) gegenüber der ersten seitlichen Reflexionsfläche (11; 32b)
angeordnet ist.
7. Leuchte nach Anspruch 6, wobei die zweite seitliche Reflexionsfläche (14; 32c) in
dem besagten Querschnitt einen Winkel zwischen 60° und 90°, insbesondere zwischen
80° und 90°, zur Lichtaustrittsfläche (4) einschließt.
8. Leuchte nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Teil des von den LEDs abgegebenen Lichts
an der den LEDs individuell zugeordneten optischen Einrichtungen (9; 36) vorbei direkt
auf die zweite seitliche Reflexionsfläche (14; 32c) auftrifft und daran zur Lichtaustrittsfläche
(4) umgelenkt wird.
9. Leuchte nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere optische Einrichtungen (36), die jeweils einer LED (2) individuell
zugeordnet sind, so eingerichtet sind, dass sie nur in einem vorgegebenen Drehwinkel
oder nur in einem von mehreren diskreten vorgegebenen Drehwinkeln bezüglich einer
Achse durch die jeweilige LED (2) montierbar sind.
10. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Einrichtung (36) durch eine formschlüssig wirkende Einrichtung (66)
gegen ein Verdrehen um die besagte Achse durch die jeweilige LED (2) aus der einem
festgelegten Drehwinkel entsprechenden Stellung gesichert ist.
11. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (36) durch eine Rastverbindung (42) mit dem die optische
Einrichtung (36) tragenden Leuchtenbauteil (32) verbunden ist.
12. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine einer LED (2) individuell zugeordnete optische Einrichtung so ausgebildet ist,
dass sie als eine komplette Einheit an dem die optische Einrichtung (36) tragenden
Leuchtenbauteil (32) montiert werden kann.
13. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (36) einen gekrümmten Reflektor (38) zur Lichtumlenkung
einer Hauptabstrahlrichtung der jeweiligen LED sowie eine Einrichtung (46, 48, 50,
52) zur Abgabe eines Nebenlichtanteils an der reflektierenden Fläche des gekrümmten
Reflektors vorbei aufweist, der in eine andere Richtung als der Hauptanteil des Lichts
abgegeben wird, das von der LED unmittelbar oder im optischen Zusammenwirken mit besagter
optischer Einrichtung (36) abgegeben wird.
14. Leuchte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Einrichtung zur Abgabe eines Nebenlichtanteils eine oder mehrere Reflexionsflächen
(46, 48) aufweist.