DE102010004221A1

DE102010004221A1 - Straßenleuchte mit punktförmigen Lichtquellen, insbesondere LED-Leuchte

Info

Publication number: DE102010004221A1
Application number: DE102010004221A
Authority: DE
Inventors: Janusz Teklak
Original assignee: Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
Current assignee: Siteco GmbH
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2010-11-11
Also published as: EP2249076A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Vielzahl punktförmiger Lichtquellen, insbesondere LEDs mit jeweils einer Optik, welche in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Lichtquellen jeweils eine halbsphärische Abstrahlcharakteristik aufweisen, die in einer Schnittebene senkrecht zu besagter Ebene wenigstens ein Maximum in der Lichtstärke entlang einer Richtung aufweist, die gegenüber der Mittelsenkrechten auf der Ebene um einen von Null verschiedenen Winkel γ geneigt ist, sowie mit einer zu der Ebene in einem Abstand angeordneten lichtstreuenden Platte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Leuchten für Beleuchtungszwecke im Innenbereich oder Außenbereich, insbesondere Straßenleuchten zur Beleuchtung von Tunnels, mit einer Vielzahl von punktförmigen Lichtquellen, die insbesondere aus lichtemittierenden Dioden (LEDs) gebildet sein können.
Die Fortschritte in der technischen Entwicklung von LEDs als Lichtquellen, insbesondere die Entwicklung besonders lichtstarker LEDs, hat es ermöglicht, derartige Lichtquellen in Leuchten für den Außenbereich, insbesondere als Straßenleuchten, einzusetzen. Dabei ist eine Vielzahl von LEDs vorgesehen. Zur Erzielung bestimmter Lichtverteilungskurven werden die LEDs auf einer entsprechend geformten Fläche angeordnet oder das Licht der LEDs wird durch optische Einrichtungen umgelenkt. Insbesondere sind zur Beleuchtung von Straßen verhältnismäßig breitstrahlende Leuchten gewünscht.
Ein Beispiel einer Beleuchtungsvorrichtung aus LEDs, welche als Tunnelbeleuchtung eingerichtet ist, ist in EP 1 498 656 A2 offenbart. Diese Tunnelleuchte besitzt eine Vielzahl von LEDs, die in einer Richtung hintereinander angeordnet sind. Um den Abstrahlwinkel der Leuchtdioden zu vergrößern (z. B. 40° statt 20° Abstrahlwinkel), ist den Leuchtdioden jeweils eine Streulinse zugeordnet.
Ein Nachteil derartiger Leuchten besteht jedoch darin, dass ein Betrachter der Leuchte, wie z. B. ein Autofahrer, welcher sich der Leuchte entlang der Straße nähert, in bestimmten Abständen zu der Leuchte, die jeweils einem bestimmten Blickwinkel auf die Leuchte entsprechen, durch die Vielzahl der punktförmigen Lichtquellen mit sehr hoher Leuchtdichte geblendet wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchte, insbesondere eine Innen- oder Außenleuchte, mit einer Vielzahl punkförmiger Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, welche im Hinblick auf die Lichtverteilungseigenschaften und die Blendeigenschaften verbessert ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Leuchte mit einer Vielzahl punkförmiger Lichtquellen, insbesondere LEDs, welche in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Lichtquellen jeweils eine halbsphärische Abstrahlcharakteristik aufweisen, die in einer Schnittebene senk recht zu besagter Ebene wenigstens ein Maximum in der Lichtstärke entlang einer Richtung aufweist, die gegenüber der Mittelsenkrechten auf der Ebene um einen von Null verschiedenen Winkel γ geneigt ist, sowie mit einer zu der Ebene in einem Abstand angeordneten lichtstreuenden Platte.
Bei der erfindungsgemäßen Leuchte wird eine breitstrahlende Lichtverteilung, die zur Beleuchtung einer Straße, insbesondere eines Tunnels, besonders geeignet ist, dadurch erzeugt, dass das Hauptmaximum der Lichtstärke nicht nach unten abgegeben wird, sondern in einer vertikalen Schnittebene durch die Leuchte (C-Ebene) in einem Winkel gegenüber der Mittelsenkrechten der Leuchte geneigt ist. Dadurch lässt sich trotz der Abstände der Straßenleuchten bzw. Tunnelleuchten entlang der Fahrbahn diese verhältnismäßig gleichmäßig beleuchten. Ein Autofahrer würde jedoch die Vielzahl der punktförmigen Leuchtmittel, abhängig von dem Blickwinkel zu der Leuchte, als blendend empfinden, weil die einzelnen Lichtpunkte mit sehr hoher Leuchtdichte durch den Betrachter getrennt aufgelöst werden und bei einem Blickwinkel auf die Leuchte, welcher dem Winkel γ entspricht, ihn direkt blenden. Erfindungsgemäß wird diese Blendung dadurch verhindert, dass in einem definierten Abstand zu dem punktförmigen Leuchtmitteln eine lichtstreuende Platte angeordnet ist. Durch die lichtstreuende Platte wird eine Leuchtdichteverminderung für die einzelnen punktartigen Lichtquellen erzielt, weil durch den definierten Abstand der lichtstreuenden Platte zu den Lichtquellen die effektive Abstrahlfläche, welche jede der punktartigen Lichtquellen in der Ebene der lichtstreuenden Platte erzeugt, gegenüber der Abstrahlfläche der punktartigen Lichtequelle selbst vergrößert ist. In der Regel handelt es sich um eine kreisförmige oder elliptische Abstrahlflächen, die in der lichtstreuenden Platte von den Lichtquellen erzeugt werden. Der Autofahrer nimmt die punkförmigen Lichtquellen nicht mehr als blendenden Punkt wahr, weil er die punktförmigen Lichtquellen nur noch als leuchtende Kreisflächen oder Ellipsen mit entsprechend verringerter Leuchtdichte sieht. Durch den definierten Abstand der lichtstreuenden Platte zu der punktförmigen Lichtquelle wird die Abstrahlcharakteristik der einzelnen halbsphärischen Abstrahlcharakteristik punktförmigen Lichtquellen nicht vollständig aufgelöst, so dass die gewünschte Lichtverteilung der Gesamtleuchte, zur gleichmäßigen Ausleuchtung eines Straßenabschnittes, noch gewährleistet bleibt.
Ein bevorzugter Abstand zwischen der Ebene der punktförmigen Lichtquellen und der lichtstreuenden Platte beträgt mindestens 10 mm, vorzugsweise zwischen 30 mm und 50 mm. Vorzugsweise wird ein maximaler Abstand von etwa 70 mm nicht überschritten. Innerhalb der angegebenen Bereiche bleibt die halbsphärische Lichtabstrahlcharakteristik der punktförmigen Lichtquellen weitestgehend erhalten, die Blendung wird jedoch effektiv auf ein akzeptables Maß reduziert. Durch die lichtstreuende Platte wird nicht nur die Abstrahlfläche der punktförmigen Lichtquellen effektiv erhöht, sondern gleichzeitig auch der Halbstreuwinkel, welcher die Breite des wenigstens eines Maximums in der Lichtverteilungskurve der Leuchte definiert, erhöht (d. h. das Maximum wird in der Lichtstärkeverteilungskurve verbreitert). Außerdem kann die Lage des einen Maximums (d. h. der Winkel γ) gegenüber einer Leuchte ohne lichtstreuende Platte etwas verschoben werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Leuchte ist der Abstand zwischen der Ebene, in welcher die punkförmigen Lichtquellen angeordnet sind, und der lichtstreuenden Platte über die gesamte Ebene konstant. In einer alternativen Ausführungsform, die insbesondere für Leuchten bevorzugt ist, die eine asymmetrische Lichtverteilungskurve in einer C-Ebene aufweisen, ist die lichtstreuende Platte gegenüber der Ebene, in welcher die punktförmigen Lichtquellen angeordnet sind, keilförmig angeordnet. Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise die Abstände zwischen den punktförmigen Lichtquellen und der lichtstreuenden Platte entsprechend der Asymmetrie der halbsphärischen Abstrahlcharakteristik der Lichtquellen, insbesondere im Hinblick auf den Winkel γ eines einzelnen Maxima, angepasst werden. Bei punktförmigen Lichtquellen mit symmetrischer halbsphärischer Abstrahlcharakteristik lässt sich durch die keilförmige Neigung der Ebene der Lichtquellen gegenüber der lichtstreuenden Platte eine Lichtbandknickung erzielen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Winkel γ, welcher die Lage des Maximums in Bezug auf die Mittelsenkrechte der Leuchte in der C-Ebene definiert, immer größer oder gleich 45° für jede einzelne der Lichtquellen. Dadurch wird auch ein Maximum in der Lichtstärkeverteilung der gesamten Leuchte bei einem Winkel γ von mehr als 45° erzielt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lichtstärkewert jeder der punktförmigen Lichtquellen in dem Maximum mindestens doppelt so groß, wie der Lichtstärkewert entlang der Mittelsenkrechten. Die Lichtverteilungskurve der gesamten Leuchte kann ein Minimum in Richtung der Mittelsenkrechten aufweisen.
Bei einer Ausführungsform der Leuchte weisen die punktförmigen Lichtquellen jeweils zwei Maxima auf, vorzugsweise zwei identische Maxima, die gegenüber der Mittelsenkrechten in besagter Schnittebene mit Winkeln von ±γ symmetrisch angeordnet sind. Diese Ausführungsform der Leuchte eignet sich in vorteilhafter Weise für die Beleuchtung einer sich längs erstreckenden geraden Fahrbahn, insbesondere in Tunnels. Der Einsatz von LEDs als Lichtquellen verringert dabei den Energiebedarf für die Leuchten und verlängert die Wartungsintervalle der Leuchte.
Ein bevorzugter Winkel γ ist größer oder gleich 45°. Insbesondere ist ein Winkel zwischen 50° und 60° in einer Schnittebene, welche die Fahrbahn in Längsrichtung schneidet, d. h. die C180°-0°-Ebene der Leuchte, bevorzugt.
Gemäß einer Ausführungsform ist jeder punktförmigen Lichtquelle jeweils eine Linse und/oder ein Reflektor zugeordnet. Diese optischen Mittel können die halbsphärische Abstrahlcharakteristik der punktförmigen Lichtquellen, wie vorhergehend definiert, erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die punktförmigen Lichtquellen in der Ebene in einer regelmäßigen Struktur, insbesondere in einer Matrix, angeordnet. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die punktförmigen Lichtquellen alle identisch ausgebildet sind, ggf. einschließlich ihrer zugehörigen Linsen bzw. Reflektoren. Diese Leuchte lassen sich nicht nur kostengünstig herstellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die punktförmigen Lichtquellen im Abstand von mindestens 20 mm, vorzugsweise zwischen 25 mm und 50 mm, in der Ebene angeordnet. Bei dieser flächigen Anordnung ist, neben den vorhergehend erwähnten Vorteilen der Entblendung, außerdem gewährleistet, dass die punktförmigen Lichtquellen, insbesondere LEDs, ausreichend gekühlt werden können. Zum Beispiel kann die Ebene, auf der die LEDs montiert sind, durch die Oberfläche eines Leuchtenkörpers definiert werden, der aus einem wärmeleitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, gebildet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist nur eine Ebene vorgesehen, welche mit der Vielzahl der punktförmigen Lichtquellen besetzt ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können auch mehrere Ebenen, jeweils mit einer Vielzahl der punktförmigen Lichtquellen, vorgesehen sein, die jeweils einen Abstand zu der lichtstreuenden Platte aufweisen. Insbesondere können die Abstände zwischen jeweils einer Ebene und der lichtstreuenden Platte sich in einer Richtung stetig ändern. Bei dieser Ausführungsform wird jeweils ein Winkel zwischen der Ebene und der lichtstreuenden Platte eingeschlossen, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch konstant sein kann. Diese Ausführungsform eignet sich beispielsweise für eine Leuchte, die an der Seite eines zu beleuchtenden Objekts, wie beispielsweise ein Straßen- oder Tunnelabschnitt, angeordnet ist. Durch die Neigung der Ebenen kann die Hauptabstrahlrichtung der Leuchte in Richtung zu dem zu beleuchtenden Objekt bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Fahrbahnfläche durch die erfindungsgemäße Leuchte ausgeleuchtet werden, die neben der Leuchte angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Verwendung von mehreren Ebenen zur Anordnung der Vielzahl von punktförmigen Licht quellen besonders bevorzugt, weil dadurch die Bauhöhe der Leuchte, bei gegebener Neigung der Ebenen, im Vergleich zu einer Ausführungsform mit nur einer geneigten Ebene verringert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Leuchte ist diese als Straßenleuchte, insbesondere zur Montage an einer Tunneldecke oder einer Tunnelseitenwand, ausgebildet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Figuren deutlich.
In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht auf einer Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung von der Seite ohne Gehäuseeinfassung;
1a zeigt einen Abschnitt der Leuchte nach 1 im Bereich einer LED im Querschnitt;
2 zeigt ein Polardiagramm einer Lichtstärkeverteilungskurve der erfindungsgemäßen Leuchte in drei verschiedenen C-Ebenen;
3 zeigt die Lichtstärkeverteilungskurve in einer kartesischen Darstellung mit und ohne Leuchtdichteintegrator;
4 zeigt ein Polardiagramm der Lichtstärke in Kegelmantelmantelkurven für vier verschiedene Öffnungswinkel des Kegels;
5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Leuchte mit mehreren Ebenen in einer Schnittdarstellung; und
6 zeigt die Leuchte nach 5 in perspektivischer Ansicht.
Eine perspektivische Seitenansicht auf eine Ausführungsform einer Leuchte ist schematisch in 1 dargestellt, wobei zur Verdeutlichung der technischen Einzelheiten die Seitenteile des Gehäuses nicht dargestellt sind.
Die Leuchte umfasst als Leuchtmittel eine Vielzahl von LEDs 2, die in einer Ebene 4 auf der Oberfläche eines Leuchtenkörpers 6 angeordnet sind. Die LEDs 2 sind in einer regelmäßigen Matrix angeordnet, wobei die Abstände zwischen den LEDs 2 entlang parallel angeordneter Reihen 8 konstant ist. Ferner ist auch der Abstand zwischen den Reihen 8 konstant. Die Abstände der LEDs innerhalb einer Reihe 8 und zwischen den Reihen 8 weisen einen Wert zwischen 30 mm und 40 mm auf.
Die Ebene 4 kann aus einer oder mehreren Platinen gebildet sein, wobei die LEDs 2 jeweils in mehreren Reihen gemeinsam elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Verbindungen sind in dem Leuchtenkörper 6 untergebracht (nicht dargestellt). Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die LEDs in einer Reihe 8 jeweils auf einer gemeinsamen streifenförmigen Platine angebracht, die zu Wartungszwecken in einem Stück ausgetauscht werden kann. Die Platine 8, sowie vorzugsweise auch die dazwischenliegenden Bereiche in der Ebene 4 sind aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet, so dass die beim Betrieb der LEDs erzeugte Wärme über den Leuchtenkörper 6 abgeführt werden kann. Dabei sind die oben angegebenen Abstände der LEDs 2 von Vorteil, weil die zur Verfügung stehende Fläche ausreicht, um die Wärme an die Umgebungsluft abzuführen.
Die LEDs 2 bilden punktförmige Lichtquellen, weil die leuchtende Fläche des Chips, auf dem sich die LED befindet, sehr klein ist gegenüber den Abmessungen der Gesamtleuchte ist. Bei direkter Aufsicht auf die LEDs nimmt der Betrachter die Lichtquelle als punktförmig wahr, weil das Auge nicht in der Lage ist, die leuchtende Fläche aufzulösen.
An den seitlichen Rändern des Leuchtenkörpers 6 sind auf der Ebene 4 Abstandhalter 10 angeordnet, auf denen eine lichtstreuende Platte 12 in konstantem Abstand D zu der Ebene 4 gehalten wird. Bei der lichtstreuenden Platte 12 handelt es sich beispielsweise um eine Glasplatte, die einen Transmissionsgrad von 89,1%, bevorzugt 91,7%, und mehr aufweist (gemessen nach DIN 5036 Teil 3 oder ISO 5740-1982 oder CIE-Publikation No. 38). Der Anteil der gestreuten Transmission beträgt dabei zwischen 87,1% bis 90,7%, was 98% bis 99% des gesamten Transmissionsgrades entspricht. Zur Erzielung der Lichtstreuung kann eine Oberfläche der Platte 12 (vorzugsweise die zu den Lichtquellen gewandte Seite) mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Erhebungen oder Vertiefungen versehen sein. Die Strukturgröße, d. h. die mittlere Abmessung der Erhebungen oder Vertiefungen, ist vorzugsweise kleiner als 3 mm. Alternativ oder zusätzlich kann das Material der Platte 12 oder die Oberfläche der Platte 12 eine Trübung aufweisen.
Die lichtstreuende Platte 12 wirkt bei der beschriebenen Leuchte als ein Leuchtdichteintegrator, wie aus der 1a deutlich wird, die schematisch einen Querschnitt durch die Leuchte im Bereich einer einzelnen LED 2 zeigt. Die Abstände in der 1 sind nicht maßstabsgetreu dargestellt. Insbesondere ist der Abstand D zwischen der LED 2 und der lichtstreuenden Platte 12 größer.
Der LED 2 ist ein Reflektor 14 und eine Linse 16 zugeordnet, welche die halbsphärische Abstrahlcharakteristik der LED 2 definieren. In der dargestellten Ausführungsform ist die Abstrahlcharakteristik als ein Kegelmantel mit gestrichelten Linien dargestellt. Ohne die lichtstreuende Platte 12 würde ein Betrachter die Lichtquelle als einzelne kleine leuchtende Fläche wahrnehmen, welche effektiv durch die Größe des Linsendurchmessers 16 bzw. der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors 14 bestimmt ist. Durch Anordnen der lichtstreuenden Platte 12 im Abstand D vor der Lichtaustrittsfläche der LED 2 wird die vom Betrachter wahrgenommene leuchtende Fläche der LED 2 vergrößert, wodurch die Leuchtdichte der Abstrahlfläche auf der lichtstreuenden Platte, die von einer einzelnen Lichtquelle erzeugt wird, reduziert ist. Bei der erfindungsgemäßen Leuchte bestimmt der Abstand D die Verminderung der Leuchtdichte, die ein Beobachter auf der Platte 12 für jede einzelnen LED wahrnimmt. Der Leuchtdichteverminderungsfaktor LVF lässt sich aus folgender Formel bestimmen:
wobei LVF der Leuchtdichteverminderungsfaktor ist, ID der Lichtstärkewert in abgestrahlter Richtung des Beobachters von der Abstrahlfläche der als Leuchtdichteintegrator wirkenden lichtstreuenden Platte ist, I der Lichtstärkewert in abgestrahlter Richtung des Beobachters von der Lichtaustrittsfläche der der LED zugeordneten Optik ist, d der Abstand zwischen der leuchtenden Quelle (von dem Chip) der LED zu der Lichtaustrittsfläche der LED-Optik ist, D der Abstand zwischen der LED 2 bzw. der Ebene 4 und der lichtstreuenden Platte 12 ist und α der halbe Halbstreuwinkel der Lichtstärkeverteilung ohne die Anwendung der lichtstreuenden Platte ist und αD der halbe Halbstreuwinkel der Lichtstärkeverteilungsanwendung mit der lichtstreuenden Platte ist.
In 3 ist zur Verdeutlichung des Halbstreuwinkels der Lichtstärkeverteilung mit und ohne lichtststreuender Platte (Integrator) eine Lichtstärkeverteilungskurve der Leuchte in einer vertikalen Schnittebene senkrecht durch die Ebene 4 der Leuchtedargestellt. Die gestrichelte Linie zeigt die Lichtstärkeverteilung, die sich ohne lichtstreuende Platte 12 ergibt, während die durchgezogene Linie die Lichtstärkeverteilung mit lichtstreuender Platte 12 darstellt. Die Höhe der Maxima der beiden Kurven in dem Diagramm der 3 ist zur besseren Übersicht auf den gleichen Wert normiert.
Aufgrund der LED-Optik jeder einzelnen Lichtquelle (Linsen 16 und Reflektoren 14) ergibt eine von der Lambert-Verteilung abweichende Lichtstärkeverteilung der Leuchte, wie sie als gestrichelte Linie in 3 dargestellt ist. Es gibt zwei Maxima bei etwa ±60° und ein Minimum bei 0°. Die Richtung von 0° entspricht der Mittelsenkrechten auf der Ebenen 4. Aufgrund der lichtstreuenden Platte wird die Halbwertsbreite der Maxima von 2α auf 2αD vergrößert. Ferner verschiebt sich die Position der Maxima von etwa ±58° auf ±55°, jeweils auf beiden Seiten der Mittelsenkrechten innerhalb der angegebenen C-Ebene. Durch diese Maßnahme kann die Blendwirkung auf den Beobachter verringert werden. Insbesondere kann durch Variation des Abstands D die maximale Leuchtdichte für einen spezifizierten Winkel auf einen akzeptablen Wert eingestellt werden.
Eine Lichtstärkemessung der Lichtverteilungskurve für drei verschiedene C-Ebenen ist in 2 dargestellt. Die C-Ebenen der Leuchte entsprechen vertikalen Schnittebenen durch die Ebene 4. Die Darstellung für die C180°-0°-Ebene entspricht der Darstellung nach 3. In der C270°-90°-Ebene ist die Lichtstärkeverteilung sehr viel enger, wie durch die strichpunktierte Linie in 2 dargestellt ist. Wenn die Leuchte mit der C180°-0°-Ebene entlang der Fahrbahn angeordnet ist, lässt sich die Fahrbahn über einen Längenabschnitt daher gleichmäßig ausleuchten.
4 zeigt die entsprechenden Kegelmantelkurven der Lichtstärkeverteilung für vier verschiedene Kegelwinkel in einer Polardarstellung. Die Lichtstärkemessung erfolgt dabei in einem Kreis um die Mittelsenkrechte, für unterschiedliche Radien, die jeweils einem Öffnungswinkel eines Kegelmantels entsprechen. Aus dieser Darstellung wird ebenfalls deutlich, dass die Leuchte in vorteilhafter Weise zur Beleuchtung einer Fahrbahnfläche in Längsrichtung (0°-180°-Achse der 4) eignet.
Gemäß anderen Ausführungsformen der Leuchte können die Optiken der LEDs auch eine asymmetrische Lichtverteilung jeder einzelnen LED erzeugen. Diese können auch gedreht zueinander angeordnet sein. Dadurch lässt sich beispielsweise eine Lichtbandknickung erzeugen, welche sich in der Kegelmantelkurve gemäß 4 als eine asymmetrische Kurve bezüglich der 0°-180°-Achse zeigt. Derartige Leuchten sind beispielsweise zum Beleuchten eines Kurvenabschnittes einer Fahrbahn oder zum Beleuchten der Fahrbahn von einer Position seitlich des Fahrbahnrandes geeignet. In einer alternativen Ausführungsform wird die Lichtbandknickung dadurch erzeugt, dass die lichtstreuende Platte 12 gegenüber der Ebenen 4 der punktförmigen Lichtquellen keilförmig geneigt ist. Die punktförmigen Lichtquellen können dabei eine bezüglich der 0°-180°-Achse symmetrische Lichtstrahlcharakteristik aufweisen. Die Neigung der Ebene 4 gegenüber der Platte 12 kann z. B. zwischen 5° und 25° bevorzugt bei etwa 15° liegen.
In den 5 und 6 ist eine alternative Ausführungsform der Leuchte dargestellt. Im Vergleich zu der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform weist diese Leuchte mehrere Ebenen 4', 4'' und 4''' auf, die jeweils um einen Winkel zwischen 5° und 25°, bevorzugt zwischen 15° bis 20°, gegenüber der lichtstreuenden Platte 12 geneigt sind. Jede der Ebenen 4', 4'', 4''' weist eine Vielzahl von LEDs 2 auf, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen mit nur einer Ebene 4 beschrieben. Die Leuchte ist als Straßenleuchte ausgebildet, die am seitlichen Rand des Straßenverlaufs angeordnet werden kann, wobei die LED-Ebenen 4', 4'' und 4''' in Richtung zu der Straße geneigt ausgerichtet werden. Mit dieser Neigung lässt sich das Licht in Richtung der Straße zur Beleuchtung einer Fahrbahnfläche außerhalb der vertikalen Richtung, in der die Leuchte beispielsweise an einem Mast montiert ist, ausrichten.
Die mehreren LED-Ebenen 4', 4'' und 4''' weisen jeweils den gleichen Neigungswinkel gegenüber der lichtstreuenden Platte 12 auf. Dies hat den Vorteil, dass die Bauhöhe der Leuchte, im Vergleich zu einer Leuchte mit nur einer Ebene 4, die den gleichen Neigungswinkel aufweist, nicht unnötig anzuwachsen braucht. Vorzugsweise weisen die Leuchten zwischen zwei und fünf Ebenen, jeweils mit dem gleichen Neigungswinkel oder verschiedene Neigungswinkel zwischen 0° und 25° gegenüber der lichtstreuenden Platte 12, auf.
Neben den LED-Ebenen 4', 4'' und 4''' sind Reflektorelemente, insbesondere Spiegelelemente 18, angebracht, die das Licht, das wegen der Neigung der LED-Ebenen 4', 4'', 4''' teilweise seitlich der Ebenen innerhalb des Leuchtengehäuses abgestrahlt wird, zu dem zu beleuchtenden Objekt zurückgelenkt werden. Diese Spiegelelemente können mit einem Winkel zwischen 90° bis 120° (entsprechend einem Lichteinfallswinkel zwischen 0° bis 30°) zur Hauptabstrahlrichtung der LEDs angeordnet sein.
Die Leuchte gemäß der 5 und 6 ist als Leuchte zum Anbringen an einen Leuchtenmast, insbesondere für den Außenbereich, ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein Leuchtenträger 20, der insbesondere zur Montage an einem Leuchtenmast ausgebildet ist, an einem Leuchtengehäuse 22 vorgesehen. Die Neigung der LED-Ebenen 4', 4'' und 4''' gegenüber der Platte 12 liegt für alle Ebenen 4', 4'', 4''' in einer gemeinsamen Schnittebene (Bildebene der 5), welche vertikal durch die Leuchte verläuft und den Leuchtenträger 20 schneidet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die dafür bestimmt ist, dass zwei Leuchten an einem gemeinsamen Mast angeordnet werden, liegt die Neigung der LED-Ebenen 4', 4'' und 4''' in einer gemeinsamen Schnittebene, welche 90° gegenüber der vertikalen Schnittebene der Leuchte, welche den Leuchtenträger 20 schneidet, gedreht ist. Bei dieser Ausführungsform lassen sich zwei Leuchten an gegenüberliegenden Seiten eines gemeinsamen Leuchtenmastes montieren. Die genannte Ausführungsform mit zwei Leuchten an einem Leuchtenmast hat den Vorteil, dass auf dem zu beleuchtenden Objekt, wie die Fahrbahnoberfläche, eine höhere Leuchtdichte erzielt werden kann.
Zahlreiche Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen der Leuchten können vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie er von den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können verschiedene symmetrische oder asymmetrische Reflektoren und/oder Linsen für die LEDs 2 vorgesehen sein, um unterschiedliche Lichtverteilungen zu erzeugen. Insbesondere sind eine symmetrische Lichtstärkeverteilung entlang einer Symmetrieachse, eine symmetrische Lichtstärkeverteilung in zwei Symmetrieachsen, wie in 2 bis 5 dargestellt, und eine rotationssymmetrische Lichtstärkeverteilung bevorzugt.

2: punktförmige Lichtquelle
4, 4', 4'', 4''': Ebene
6: Leuchtenkörper
8: Platine einer LED-Reihe
10: Abstandhalter
12: Lichtstreuende Platte
14: Reflektor
16: Linse
18: Spiegelflächen
20: Leuchtenträger
22: Leuchtengehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1498656 A2 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 5036 Teil 3 [0032]
- ISO 5740-1982 [0032]

Claims

Leuchte mit einer Vielzahl punktförmiger Lichtquellen (2), insbesondere LEDs mit jeweils einer Optik, welche in einer Ebene (4) angeordnet sind, wobei die Lichtquellen (2) jeweils eine halbsphärische Abstrahlcharakteristik aufweisen, die in einer Schnittebene senkrecht zu besagter Ebene wenigstens ein Maximum in der Lichtstärke entlang einer Richtung aufweist, die gegenüber der Mittelsenkrechten auf der Ebene (4) um einen von Null verschiedenen Winkel γ geneigt ist, sowie mit einer zu der Ebene (4) in einem Abstand (D) angeordneten lichtstreuenden Platte (12).
Leuchte nach Anspruch 1, wobei der Abstand (D) zwischen der Ebene (4) der punktförmigen Lichtquellen (2) und der lichtstreuenden Platte (12) mindestens 10 mm, vorzugsweise zwischen 30 mm und 50 mm, beträgt.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand (D) zwischen der lichtstreuenden Platte (12) und der Ebene (4) über die gesamte Ebene (4) konstant ist oder die lichtstreuende Platte gegenüber der Ebene (4) keilförmig angeordnet ist, so dass der Abstand (D) zwischen der Ebene (4) und der lichtstreuenden Platte (12) sich entlang einer Richtung stetig ändert.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Winkel γ größer oder gleich 45° für jede Lichtquelle (2) ist.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtstärkewert jeder punktförmigen Lichtquelle (2) in dem wenigstens einem Maximum mindestens doppelt so groß ist, wie der Lichtstärkewert entlang der Mittelsenkrechten.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die punktförmigen Lichtquellen (2) in der Schnittebene jeweils zwei Maxima aufweisen, vorzugsweise zwei identische Maxima, bei einem Winkel von ±γ gegenüber der Mittelsenkrechten.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl oder alle der punktförmigen Lichtquellen (2) identisch zueinander sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquellen (2) jeweils eine ihr zugeordnete Linse (12) und/oder einen ihr zugeordneten Reflektor (14) umfassen.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die punkförmigen Lichtquellen (2) in einer regelmäßigen Struktur, insbesondere in einer Matrix, in der Ebene (4) angeordnet sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die punktförmigen Lichtquellen (2) in einem Abstand von mindestens 20 mm, vorzugsweise zwischen 25 mm und 50 mm, in der Ebene (4) angeordnet sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Leuchte für Beleuchtungszwecke im Innenbereich oder im Außenbereich, insbesondere als Straßenleuchte, ausgebildet ist.
Leuchte nach einem vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Ebenen (4', 4'', 4''') vorgesehen sind, welche jeweils eine Vielzahl der besagten punktförmigen Lichtquellen (2) aufweisen.
Leuchte nach Anspruch 12, wobei die mehreren Ebenen (4', 4'', 4''') jeweils mit einem Abstand zu der lichtstreuenden Platte angeordnet sind, der sich entlang einer Richtung für jede der Ebenen (4', 4'', 4''') stetig ändert.
Leuchte nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Ebenen (4', 4'', 4''') jeweils mit einem Winkel zwischen 5° und 25° gegenüber der lichtstreuenden Platte (12) geneigt sind, wobei die Neigungswinkel in einer für alle Ebenen (4', 4'', 4''') gemeinsamen Schnittebene senkrecht zur lichtstreuenden Platte (12) liegt und insbesondere für alle Ebenen (4', 4'', 4''') gleich sind.