DE102011076700A1

DE102011076700A1 - Anordnung zur Lichtabgabe

Info

Publication number: DE102011076700A1
Application number: DE102011076700A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Lokys
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Germany
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Germany
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-12-06
Also published as: WO2012163964A1

Abstract

Anordnung zur Lichtabgabe (1), mit einem topfförmigen Reflektor (2), einem innerhalb des Reflektors (2) angeordnetem Spiegelelement (3) und einer LED-Lichtquelle (4), wobei die LED-Lichtquelle (4) in Lichtabstrahlrichtung hinter dem Reflektor (2) angeordnet ist und der Reflektor (2) mittig eine Öffnung (5) aufweist, durch die die von der LED-Lichtquelle (4) abgegebenen Lichtstrahlen (8, 9) in den (3) gelangen können, wobei das Spiegelelement (3) derart innerhalb des Reflektors (2) angeordnet ist, dass die von der LED-Lichtquelle (4) abgegebenen Lichtstrahlen (8, 9) auf die Reflektoroberfläche gelenkt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lichtabgabe mit einem topfförmigen Reflektor, einem innerhalb des Reflektors angeordnetem Spiegelelement und einer LED-Lichtquelle.
Leuchten mit Leuchtdioden als Leuchtmittel werden in den verschiedensten Bereichen der Beleuchtungstechnik immer häufiger eingesetzt, da derartiger LED-Lichtquellen erhebliche Vorteile insbesondere bezüglich der Lebensdauer und Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln aufweisen.
Der Tausch derartiger herkömmlicher Lichtquellen gegen entsprechende LED-Lichtquellen ist nun aber nicht in allen Bereichen der Beleuchtungstechnik ohne Weiteres möglich. So werden beispielsweise zur Bündelung des Lichts häufig Parabol-Reflektoren bzw. -Spiegel verwendet, in denen eine Halogen- oder Entladungslampe angeordnet ist. Diese Lichtquellen werden hierbei im Brennpunkt des Reflektors positioniert, wodurch das Licht entsprechend der Ausführungsform des Reflektors mehr oder weniger stark gebündelt austritt, wobei sich vorzugsweise im Idealfall ein paralleles Strahlenbündel ergibt (d. h. Abbildung der Lichtquelle nach unendlich). Der Einsatz von derartigen Parabol-Reflektoren ermöglicht zusätzlich auch große Aperturwinkel (> 180°), wodurch der Lichtstrom des Leuchtmittels gut ausgenutzt wird und damit ein hoher Wirkungsgrad des Beleuchtungssystems realisiert werden kann.
Bei derartigen Parabol-Reflektoren, die bei eng strahlenden Beleuchtungseinrichtungen zum Einsatz kommen, ist es nun nicht so ohne Weiteres möglich, die herkömmlichen Leuchtmittel wie beispielsweise Halogen- oder Entladungslampen durch LED-Lichtquellen zu ersetzen. Zum Einem besteht das Problem, dass die benötigten Lichtströme für die entsprechende Beleuchtungseinrichtungen (lm der Lichtquelle), den Einsatz von Hochleistungs-LEDs, die eine Leistung über 10 Watt bzw. über 1000 lm aufweisen, erforderlich machen. Derartige Hochleistungs-LEDs erfordern jedoch eine entsprechend aufwändige Kühlung, wodurch es notwendig wird, dass entsprechende Kühlvorrichtungen, wie beispielsweise ein Kühlkörper, bei der LED-Lichtquelle angeordnet werden.
Durch eine derartige Kühlvorrichtung ist es nun aber nicht mehr so ohne Weiteres möglich, dass die LED-Lichtquelle im Brennpunkt eines Parabol-Reflektors angeordnet wird, da die Kühlvorrichtung die Abstrahlcharakteristik des Parabol-Reflektors negativ beeinflusst.
Zusätzlich besteht bei LED-Lichtquellen auch das Problem, dass diese das Licht unidirektional mit ca. 110° Abstrahlwinkel emittieren, wohingegen herkömmliche Lichtquellen eine im Wesentlichen kugelförmige Abstrahlcharakteristik aufweisen. Diese eingeschränkte Abstrahlcharakteristik von LED-Lichtquellen führt zusätzlich dazu, dass die bereits durch den Kühlkörper verschlechterte Abstrahlcharakteristik des Parabol-Reflektors weiter negativ beeinflusst wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend eine Anordnung zur Lichtabgabe zu schaffen, bei der ein Parabol-Reflektor bzw. topfförmiger Reflektor bei Verwendung einer LED-Lichtquelle eine vergleichbare Abstrahlcharakteristik aufweist, wie bei einer herkömmlichen Lichtquelle.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Lichtabgabe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Anordnung zur Lichtabgabe vorgeschlagen, die einen topfförmigen Reflektor, ein innerhalb des Reflektors angeordnetes Spiegelelement und eine LED-Lichtquelle aufweist. Die LED-Lichtquelle ist hierbei in Abstrahlrichtung hinter dem Reflektor angeordnet und der Reflektor weist mittig eine Öffnung auf, durch die die von der LED-Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlen in den Innenraum des Reflektors zum Spiegelelement gelangen können, wobei das Spiegelelement innerhalb des Reflektors so angeordnet ist, dass die von der LED-Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlen auf die Reflektoroberfläche gelenkt werden.
Durch die Anordnung der LED-Lichtquelle außerhalb des Reflektors ist es nunmehr möglich, eine beliebige Kühlvorrichtung an der LED-Lichtquelle anzubringen. So kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass an der LED-Lichtquelle ein Kühlkörper angeordnet ist.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der topfförmige Reflektor als Parabol-Reflektor ausgebildet ist und das Spiegelelement im Brennpunkt des Parabol-Reflektors angeordnet ist. Zudem kann desweitern vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass in Abstrahlrichtung vor der LED-Lichtquelle eine optische Anordnung zur Parallelisierung der Lichtstrahlen vorgesehen ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Kondensorsystem handeln.
Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass das Spiegelelement die Lichtstrahlen gleichmäßig auf die Reflektoroberfläche des Reflektors verteilt, derart, dass die Lichtstrahlen nach Verlassen des Reflektors parallel ausgerichtet sind. Das Spiegelelement kann hierbei beispielsweise kuppel- oder kugelförmig ausgebildet sein.
Hierdurch ergibt sich nun eine Anordnung zur Lichtabgabe, die im Brennpunkt des Parabol-Reflektors ein kuppel- oder kugelförmiges Spiegelelement aufweist, wodurch die durch das Kondensorsystem gebündelten Lichtstrahlen gleichmäßig auf die Reflektoroberfläche verteilt werden, weshalb dieses Spiegelelement im Weiteren Sinne auch als „Sekundärlichtquelle” angesehen werden kann, die eine deutlich bessere Abstrahlcharakteristik als die eigentliche LED-Lichtquelle aufweist. Hierdurch ergibt sich dann der Vorteil, dass trotz der Verwendung entsprechender Kühlvorrichtungen an der LED-Lichtquelle und entsprechend eingeschränkter Abstrahlcharakteristik der LED-Lichtquelle eine Abstrahlcharakteristik der gesamten Anordnung erreicht wird, die ähnlich der beim Einsatz herkömmlichen Lichtquellen ist.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Lichtabgabe.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Lichtabgabe 1, die einen Parabol-Reflektor 2, ein innerhalb des Reflektors 2 angeordnetes Spiegelelement 3 und eine LED-Lichtquelle 4 aufweist. In Abstrahlrichtung vor der LED-Lichtquelle 4 ist eine optische Anordnung 6 vorgesehen, die als Kondensorsystem ausgebildet ist. Die von der LED-Lichtquelle 4 abgegebenen Lichtstrahlen 8 werden hierbei von dem Kondensorsystem 6 parallelisiert.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Lichtabgabe 1 ist vorgesehen, dass sowohl die LED-Lichtquelle 4 als auch das Kondensorsystem 6 in Lichtabstrahlrichtung hinter dem Parabol-Reflektor 2 angeordnet ist und der Parabol-Reflektor 2 mittig eine Öffnung 5 aufweist, durch die die von dem Kondensorsystem 6 parallelisierten Lichtstrahlen 9 in den Innenraum des Parabol-Reflektors 2 zu dem Spiegelelement 3 gelangen können.
Das kuppel- oder kugelförmige Spiegelelement 3 ist hierbei im Brennpunkt des Parabol-Reflektors 2 angeordnet, wodurch die parallelisierten Lichtstrahlen 9 ohne Weiteres auf das Spiegelelement 3 treffen können. Durch das Kondensorsystem 6 und die Öffnung 5 des Parabol-Reflektors 2 ergibt sich nun eine enge Fokussierung des Leuchtfelds der LED-Lichtquelle 4 auf das Spiegelelement 3.
Das Spiegelelement 3 ist in dem Parabol-Reflektor 2 derart angeordnet, dass durch die kuppel- bzw. kugelförmige Ausgestaltung die parallelisierten Lichtstrahlen 9 gleichmäßig auf die Reflektoroberfläche des Parabol-Reflektors 2 verteilt werden. In 1 sind diese vom Spiegelelement 3 reflektierten Lichtstrahlen mit dem Bezugszeichen 10 markiert.
Durch diese besondere Ausgestaltung und Positionierung des Spiegelelements 3 ergibt sich nun wie bereits erläutert im Weiteren Sinne eine „Sekundärlichtquelle”, die die gleichmäßige Ausleuchtung des Parabol-Reflektors 2 ermöglicht, wodurch die durch die Reflektoroberfläche des Parabol-Reflektors 2 reflektierten Lichtstrahlen 11 eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung haben, wie dies auch bei bisherigen eng strahlenden Beleuchtungseinrichtungen mit herkömmlichen Leuchtmitteln anzutreffen war.
Wie bereits zu Beginn erläutert ist hier der Einsatz von entsprechenden Hochleistungs-LEDs als LED-Lichtquelle 4 notwendig, wodurch auch eine entsprechende Kühlvorrichtung vorgesehen ist. Die LED-Lichtquelle 4 weist dementsprechend noch einen entsprechenden Kühlkörper 7 auf, der nun jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung zur Lichtabgabe 1 ohne Weiteres an der LED-Lichtquelle 4 angeordnet werden kann, da durch die Anordnung der LED-Lichtquelle 4 außerhalb des Parabol-Reflektors 2 erheblich größere Freiheitsgrade bei der Positionierung aber auch bei der Ausgestaltung des Kühlkörpers bestehen.
Zusätzlich wird auch gewährleistet, dass die Anbindung der LED-Lichtquelle 4 an dem Kühlkörper 7 verbessert wird und auch das Erscheinungsbild der gesamten Anordnung zur Lichtabgabe 1 durch die Wahl der Positionierung des Kühlkörpers 7 nicht beeinflusst wird.
Insgesamt ergibt sich also eine Anordnung zur Lichtabgabe, die eine ähnliche Abstrahlcharakteristik wir herkömmliche eng strahlende Beleuchtungseinrichtungen, beispielsweise Spots, aufweist und trotzdem die Verwendung einer LED als Lichtquelle ermöglicht, wobei eine einfache Positionierung und Ausgestaltung eines Kühlkörpers ermöglicht wird und gleichzeitig der eingeschränkte Abstrahlwinkel von LEDs keine negativen Auswirkungen auf die gesamte Abstrahlcharakteristik der Anordnung hat.
Desweiteren besteht auch die Möglichkeit, das Spiegelelement asphärisch auszugestalten bzw. an den Parabol-Reflektor anzupassen, um die Bündelung und Lichtlenkung entsprechend zu verändern.

Claims

Anordnung zur Lichtabgabe (1), aufweisend • einen topfförmigen Reflektor (2), • ein innerhalb des Reflektors (2) angeordnetes Spiegelelement (3) und • eine LED-Lichtquelle (4), wobei die LED-Lichtquelle (4) in Lichtabstrahlrichtung hinter dem Reflektor (2) angeordnet ist und der Reflektor (2) mittig eine Öffnung (5) aufweist, durch die die von der LED-Lichtquelle (4) abgegebenen Lichtstrahlen (8, 9) in den Innenraum des Reflektors (2) zu dem Spiegelelement (3) gelangen können, wobei das Spiegelelement (3) derart innerhalb des Reflektors (2) angeordnet ist, dass die von der LED-Lichtquelle (4) abgegebenen Lichtstrahlen (8, 9) auf die Reflektoroberfläche gelenkt werden.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Reflektor als Parabol-Reflektor (2) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (3) im Brennpunkt des Parabol-Reflektors (2) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abstrahlrichtung vor der LED-Lichtquelle (4) eine optische Anordnung (6) zur Parallelisierung der Lichtstrahlen (9) vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung als Kondensorsystem (6) ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (3) die Lichtstrahlen (10) gleichmäßig auf die Reflektoroberfläche des Reflektors (2) verteilt, derart, dass die Lichtstrahlen (11) nach Verlassen des Reflektors (2) parallel ausgerichtet sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (3) kuppel- oder kugelförmig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Lichtquelle (4) einen Kühlkörper (7) aufweist.