EP2488783A1 - Leuchteinrichtung und verfahren zum aufrüsten einer leuchteinrichtung - Google Patents

Leuchteinrichtung und verfahren zum aufrüsten einer leuchteinrichtung

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EP2488783A1
EP2488783A1 EP10765424A EP10765424A EP2488783A1 EP 2488783 A1 EP2488783 A1 EP 2488783A1 EP 10765424 A EP10765424 A EP 10765424A EP 10765424 A EP10765424 A EP 10765424A EP 2488783 A1 EP2488783 A1 EP 2488783A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light source
lighting device
light
electromagnetic
spectrum
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10765424A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Block
Ales Markytan
Christoph Neureuther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP2488783A1 publication Critical patent/EP2488783A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
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    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/107—Outdoor lighting of the exterior of buildings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • Lighting device and method for upgrading a light ⁇ device The invention relates to a lighting device.
  • a method for retrofitting an existing luminaire device is indicated.
  • the light-emitting device has two light sources, which emit electromagnetic radiation with mutually different spectra. Lighting devices can be used to illuminate outdoor areas, especially streets and squares.
  • the present invention is based on the problem to provide a lighting device that is as little as possible polluted by nocturnal insects in operation.
  • Embodiments of the lighting device have a first light source for emitting electromagnetic radiation having a first electromagnetic spectrum.
  • they have a second light source for emitting electromag netic radiation ⁇ with a second electromagnetic spectrum.
  • the first and the second electromagnetic spectrum are different from each other.
  • At least one Inten ⁇ sticiansmaximum of the first electromagnetic spectrum is in the range of spectral sensitivity of the human eye.
  • At least one intensity maximum of the second electromagnetic spectrum is in the range of the spectral sensitivity of the visual organs Emp ⁇ nocturnal insects.
  • the relative spectral emission of the light source is maximum.
  • Nocturnal insects are for example:
  • the first light source may be provided for illuminating outdoor areas such as streets or squares.
  • the case emittier ⁇ te light to the human eye is a possible ⁇ take light color, that is an at least partially the sun- light modeled on light spectrum, and have sufficient brightness.
  • the first light source is combined with a second light source.
  • the second light source may emit ultraviolet, violet, blue or green light.
  • insects which are attracted by the ers ⁇ th light sources are used in the approximation to the first light source, significantly more attracted by the second light source.
  • the second light source may also be referred to as a light trap or insect trap unit in the context of the present invention.
  • the use of a light trap has the advantage that the Insek ⁇ th before they touch the first light source, and these could become dirty, flying towards the light trap. This ensures that the first light source, more precisely the light exit surface or the light-transmitting cover of the first light source, is significantly less contaminated.
  • the cleaning and maintenance is reduced, particularly the War ⁇ maintenance intervals to be extended. This reduces the costs for the maintenance of lighting equipment, especially exterior lighting.
  • Embodiments describe a process for upgrading a light-emitting device by arranging a second light source at the light-emitting device comprising a first light source ⁇ .
  • the first light source emits electromagnetic
  • the second light source emits electromagnetic radiation with a second electromagnetic spectrum.
  • the first and the second spectrum are different from each other.
  • Minim ⁇ least an intensity maximum of the first electromagnetic spectrum is in the range of spectral sensitivity of the human eye.
  • At least one intensity maximum of the second electromagnetic spectrum is in the range of spectral sensitivity of the visual organs nocturnal Insek ⁇ th.
  • the lighting device on a mast.
  • the second light source can be installed very easily and variably with respect to their geometric arrangement.
  • the lighting device is provided with a luminaire, having the first light source.
  • the light trap can be attached directly to the luminaire.
  • the light trap preferably emits electromagnetic radiation at least partially from the UV range into the green spectral range.
  • the intensity maxima of the radiation emitted by the light trap are preferably in the ranges of maximum spectral sensitivity of nocturnal insects. This includes the ultraviolet spectral range imperceptible to the human eye around a wavelength of about 340nm.
  • the light trap can also emit in the blue-violet spectral range around a wavelength of about 450 nm. Furthermore, the emission of the light trap can also be in the blue-green spectral range by a wavelength of about 500 nm.
  • the light trap may emit electromagnetic radiation from a single or a combination of the aforementioned spectral ranges. Particularly advantageous is a light trap whose electromagnetic ⁇ spectrum is at least predominantly in the ultraviolet spectral range.
  • the spectral sensitivity nachtak ⁇ tive insect is at its maximum in this spectral range. The insects are lured by a maximum of the first Lichtquel ⁇ le and the light impression the man perceives ⁇ is not changed.
  • the effect described here can be enhanced, that is used for the first light source lamp, the sects in the areas of high spectral sensitivity of the home, that is present in the violet or blue areas of the spectrum ⁇ rich, as weak as possible emit.
  • light traps are provided which emit electromagnetic radiation with at least ei ⁇ nem intensity maximum in the green spectral range.
  • the spectral sensitive ⁇ ness of nocturnal insects in general is lower than in the ultraviolet, violet or blue spectral range. But even this embodiment may be advantageous if the first light source electromagnetic radiation as possible low intensity in the ultraviolet, violet, blue and green spectral range.
  • the lighting device can be designed so that the second light source is weak compared to the first light source.
  • the light trap is achieved by the lowest possible radiation intensity so that only insects attracted by the first light source pass into the light trap.
  • the first and the second light source can be used independently of one another on so-called conventional illuminants, such as incandescent lamps, mercury-vapor lamps, metal halide lamps,
  • Fluorescent lamps or sodium vapor lamps are based.
  • the first light source is equipped with sogenann ⁇ th conventional light sources.
  • the sodium vapor lamp is particularly suitable. It directly emits light in the visible to humans spectral range and has no emission in the UV range.
  • mercury vapor lamps in which the mercury discharge takes place at high pressures
  • fluorescent lamps in which the mercury discharge takes place at low pressures
  • the primary emitted line in the UV range by means of a Leucht ⁇ material largely in light visible to man is converted.
  • the remaining UV component is absorbed as far as possible by the glass which encloses the discharge arrangement.
  • Incandescent lamps are also used for outdoor lighting, but have a poor energy yield.
  • a luminescent ⁇ lamp is used for the first light source, since the outer housing heats in operation only to a temperature in the range of 40 °, at which the insects that touch the outer housing, not burn nen.
  • Hit ⁇ zeinal in the first light source is the use of light emitting diodes (LEDs) or organic light-emitting diodes (OLEDs). Although insects are still attracted to the light, similar to the so-called conventional bulbs, but no longer burn at the light exit surface.
  • LEDs light emitting diodes
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • the first light source that employs so-called conventional Leuchtmit ⁇ tel can be prepared by reaction of the so-called "retrofit” approach with a LED or OLED unit retrofitted or replaced with other words, by an LED or OLED unit. While the light trap can with so-called conventional
  • Bulbs are realized, but are preferable LEDs or OLEDs.
  • the intensity maxima of the emitted electromagnetic radiation of the light trap are chosen such that they lie in the areas of maximum spectral sensitivity nachtakti ⁇ ver insects.
  • LEDs are preferably used with narrowband Emis ⁇ reflectance curves which emit electromagnetic radiation in the ultraviolet, violet, blue or green spectral range.
  • the light trap When using a light trap based on LEDs or OLEDs, the light trap does not need to be cleaned as intensively as the first light source. The insects do not burn on contact with the light exit surface. The pollution of the light trap then derives solely from the secretions of the in ⁇ sects.
  • the second light source may comprise a shading means.
  • This shading means is preferably arranged around the second light source such that the electromagnetic Strah ⁇ lung remains largely hidden from the surroundings.
  • DA ensure that curled from the first light source ⁇ nocturnal insects the light trap only percep ⁇ men, when they are very close to the first light source already. Thus, only insects which were originally attracted by the first light source are attracted by the light trap. This avoids that additional insects are attracted by the use of a light trap.
  • the shading means may take various forms.
  • the shading means is realized in the form of a hemisphere.
  • a shading in canted form can be beneficial ⁇ way.
  • a shading means in canted form is technically cheaper, since it is easier and thus cheaper to produce than a shading device in the form of a hemisphere.
  • a combination of hemisphere and canted shape may also be advantageous.
  • the shading means comprises opaque material.
  • the material must be impermeable to electromagnetic radiation in the ultraviolet and / or blue and / or green spectral range.
  • the material is an opaque metal.
  • the first light source and the second light source are arranged on the light-emitting device that nocturnal insects percep ⁇ men, the first and the second light source from the perspective of the insects thus compete at the same time the first light source and the second light source only in close proximity to the first light source , This ensures that are attracted by the use of a light trap any additional night ⁇ active insects. This condition is related to the design of the intensity of the radiation Light trap and with the use of a shading agent he fills ⁇ .
  • the lighting device has a control device. This is adapted to control the electromagnetic spectra, and / or the intensities of the emitted electromagnetic radiation of the first light source and / or the second light source ⁇ individually or jointly.
  • the two light sources are controlled so that the arrangement of the first light source and light trap works an energy-saving as possible and mög ⁇ few insects lichst the light exit surface of the first light source dirty.
  • control device is an analog or digital ⁇ circuit with which, the light emitting diode (s) are driven, the light sources preferably. This allows the light sources to be switched on or off or dimmed. Also, the emission spectrum can be changed. This can be done via the change in the current intensity and / or via a pulse ⁇ wide modulation.
  • the digital circuit may have an internal calendar function. Calendar data is stored in an associated memory. This data can be read and forward it to a Steuerein ⁇ direction. Various control programs can be executed in a processor. It can be ⁇ enough that the daily lighting duration of the light sources is dependent on the date. The energy consumption of the lighting device is thereby reduced. An adaptation to the different seasons can be done by the controller. Thus, during operation of the first light source, the light trap can remain switched off at times when insect flight hardly takes place. This is the case, for example, in winter. This leads to further energy savings.
  • the light-emitting device has a sensor which detects the information necessary for the control of the lighting device measured variables such as temperature, humidity, facilitiesshel ⁇ ltechnik or visibility in real time, and forwards it to the control device for processing.
  • a sensor which detects the information necessary for the control of the lighting device measured variables such as temperature, humidity, facilitiesshel ⁇ ltechnik or visibility in real time, and forwards it to the control device for processing.
  • the invention is independent of the detailed design of the lighting device and includes any dimensioning ⁇ nierept and geometric arrangements of the two Lichtquel- len. Brief description of the drawings
  • Figures la to lc show embodiments of a light ⁇ device in a schematic view
  • FIGS. 2a to 2c show exemplary embodiments of a luminous device with a shading device in a schematic view
  • FIGS. 3a and 3b show exemplary embodiments of a further lighting device in a schematic view
  • Figure 5 shows the electromagnetic spectra of light-emitting diode ⁇ which can be used according to the invention for light traps, in comparison to the spectral sensitivity of the human eye
  • FIG. 1 a shows a first exemplary embodiment of a lighting device 1.
  • a first light source 2 is part of a luminaire 8.
  • the luminaire 8 has a light exit surface 6, which surrounds the first light source 2.
  • the lamp 8 is mounted on a mast 7.
  • a second light source 4 is mounted directly on the mast 7.
  • the first light source 2 emits electromagnetic radiation 3 with a first electromagnetic spectrum.
  • the second light source 4 transmits electromagnetic
  • Radiation 5 with a second electromagnetic spectrum On the mast 7, a control device 9 and a sensor 10 are mounted. The control device 9 and the sensor 10 are connected to each other.
  • the light exit surface 6 protects the first light source from the weather.
  • the first electromagnetic spectrum 3 and the second electromagnetic spectrum 5 are at least partially different from each other.
  • the first light source 2 is in this case designed so that an in ⁇ is tensticiansmaximum of the first electromagnetic spectrum in the range of spectral sensitivity of the human eye 21.
  • the second light source 4 is, however, ⁇ sets out so that an intensity maximum of the second electromagnetic spectrum in the range of spectral sensitivity of the visual organs located 22 nocturnal insects.
  • the electromagnetic radiation 5, which emits the second light source 4 is said to be nocturnal insects of the type described in US Pat
  • the second light source 4 is designed so that it shows narrow-band emission lines in the UV range at about 340 nm and / or in the blue-violet spectral range at about 450 nm and / or in the blue-green spectral range at about 500 nm.
  • the second light source 4 is weak compared to the first light source 2, so as not to attract additional nocturnal insects.
  • the lamp 8 can be used as light source incandescent lamps, mercury vapor lamps mercury, provide for metal halide lamps, fluorescent lamps or Natri ⁇ umdampflampen. Even luminaires 8 based on LEDs or OLEDs are used. The luminaire 8 can also be retrofitted with LEDs or OLEDs.
  • the control device 9 may also be attached to a location other than the mast 7.
  • the Steue ⁇ approximately device is also mounted in the mast 7 or 8 in the luminaire or outside of the lamp 8. 9
  • the control device 9 controls the electromagnetic spectra and / or the intensities of the emitted electromagnetic radiation of the first light source 2 and / or the second light source 4. This can be done individually or jointly.
  • the electromagnetic spectra 3.5, and the intensities of the first light source 2 and the second light source 4 to vary dyna ⁇ mixing and without human intervention, is a sensor 10 for recording measurement variables, such as temperature tur, humidity, ambient brightness and visual behaves ⁇ Nisse each provided at the location of the lighting device 1.
  • the sensor 10 may also be mounted at a location other than the mast.
  • the sensor 10 also in Mast 7, be attached directly to the lamp 8 or 8 in the lamp.
  • the senor In order to be able to detect ambient variables such as brightness or temperature, the sensor must be in optical and thermal contact with the environment.
  • the optical contact may be made by a light window that transmits light.
  • the thermal contact can be realized by a tempera ⁇ turfühler.
  • the sensor 10 and the control device 9 are connected to each other for data transmission.
  • parameters for controlling the lighting device 1 can also be input into the control device 9 from the outside.
  • the light trap in the form of a second light source 4 is attached directly to the lamp 8 in the embodiment of Figure lb.
  • this arrangement is suitable for retrofitting of lamps ⁇ device 1 with a light trap. 4
  • the first light source 2 and the second light source 4 can be mounted at a smaller distance from one another.
  • a lower radiation intensity of the light trap is necessary to attract nocturnal insects that were ur ⁇ nally attracted by the first light source 2 to the light trap. 4
  • the second light source 4 is integrated in the luminaire 8.
  • the first light source 2 and the second light source 4 are spatially separated from each other ⁇ introduced .
  • the first light source 2 has its own light exit surface 6.
  • the exemplary embodiment 1c is less suitable.
  • FIG. 2 a shows a lighting device 1 in which a shading device 11 is arranged around the second light source 4.
  • the shading means 11 can be designed in the form of a hemisphere forms ⁇ .
  • the shading means 11 may be impermeable to electromagnetic Strah ⁇ development from the ultraviolet to the green spectral range.
  • a metal may be provided.
  • the shading means 11 may together with the second
  • Light source 4 may be arranged on the mast 7.
  • the opening of the shading means 11 is thus currency ⁇ len, that the nocturnal insects only perceive the light from the light trap 4 when they are in close proximity to the first light source. 2
  • the first light source 2 and the second light source 4 are arranged on the lighting device 1, that nocturnal insects only in the immediate vicinity of the first light source 2, the first light source 2 and the second light source 4 take true ⁇ simultaneously. Only then is it about competing light sources len. Thus, the light trap 4 attracts no additional insects.
  • FIG. 2 b shows a lighting device 1 with a second light source 4 around which, in turn, a shading means 11 is arranged.
  • the unit of second light source 4 and shading means 11 is attached directly to the lamp 8. This has the advantage that the opening of the shading means 11 towards the first light source 2 can be made particularly small.
  • FIG. 2 c shows an exemplary embodiment of a lighting device 1, in which the shading means 11 is realized in a folded form and is fastened to the mast 7 with the second light source 4.
  • the shading means 11 in a canted shape with the second light source 4 can also be attached directly to the lamp 8.
  • Figure 3a shows a further embodiment of a light emitting device ⁇ 1.
  • a plurality Leuchtdi ⁇ oden along two rows on the mast 7 are fixed.
  • the Lichtfal ⁇ le 4 may be above the row of light-emitting diodes, preferably at the top of the mast 7, may be arranged. Also in this
  • a control device 9 and a sensor 10 which cooperate according to the invention and which are attached to the mast 7.
  • the individual light emitting diodes can be arranged depending on the desired Ab ⁇ beam direction.
  • the emission direction can also be influenced by optical elements, which is not shown in the present figure.
  • more than two rows of light emitting diodes can be provided in order to achieve a ho ⁇ mogenere illumination and the greatest possible distance of the lighting devices (1) to each other.
  • the emission of the first light source 2 can be adjusted by the above-mentioned optical elements such that the electromagnetic radiation is emitted 3 for illuminating the Stras ⁇ se only down to the street.
  • the TERMS ⁇ on the electromagnetic radiation 3 up and in hori zontal ⁇ direction can be reduced.
  • the second light source 4 is arranged on the mast 7 below the first light source 2 in the embodiment of Figure 3b. This can be compared with the embodiment in Figure 3a before ⁇ geous since it is secured by the lower height at which the light ⁇ case 4 on the mast, less additional nachtakti ⁇ ve insects are attracted.
  • FIG. 4 qualitatively shows the spectral sensitivity 22 of the organs of sight of nocturnal insects in comparison with the spectral sensitivity 21 of the human eye.
  • the spectral sensitivities are plotted against the wavelength . Maxima of the spectral sensitivity of nocturnal insects are at other, especially smaller wavelengths than the maximum of the spectral sensitivity of humans.
  • Nocturnal insects have maximum spectral sensitivity in the ultraviolet, violet, blue and weaker green spectral regions. This fact makes use of the lighting device with the light trap according to the present invention.
  • the human eye can take electromagnetic radiation in egg nem wavelength range of about 390nm to about 780nm ⁇ true. It has its maximum spectral sensitivity in the yellow to yellow-green spectral range. The exact value of the maximum spectral sensitivity of the human eye varies on the one hand from person to person and on the other hand depends on the luminance to which the human eye is adapted.
  • 13,201 main roads with medium to high traffic volume Ver ⁇ with a luminance in the area 0,3cd / m 2 to 2 cd / m 2 are illuminate according to DIN EN. These required luminances are therefore in the mesopic range.
  • the maximum spectral sensitivity of the human eye in the mesopic region is slightly shifted towards smaller wavelengths compared to the spectral sensitivity of the human eye in the photopic range. Taking all of the above factors into account, the maximum of the spectral sensitivity of the human eye in illuminated street environments is in the wavelength range between about 500 nm and about 560 nm.
  • FIG. 5 shows a first electromagnetic spectrum 23, a second electromagnetic spectrum 24 and a third electromagnetic spectrum 25 of light-emitting diodes, as may be used in the light traps described here.
  • the spectra are plotted against the wavelength in the form of the relative spectral emission.
  • the curve 21 shows, as in Figure 4, the spektra ⁇ le sensitivity of the human eye.
  • the spectrum 23 has its maximum in the deep blue area.
  • the spectrum 24 has its maximum in the blue region.
  • the spectrum 25 has its maximum in the green range.
  • the shown TERMS ⁇ onslinien are narrow band with a half width of 20 nm in the deep blue and blue and with a half-width of 35 nm in the green.
  • the wavelength of the electromagnetic radiation 5 emitted by the light trap 4 can be adjusted to the maxima of the spectral sensitivity of the organs of vision of nocturnal insects.
  • the LEDs used in the light trap 4 emit in the areas in which the human eye has its maximum spectral sensitivity as little as possible ⁇ electromagnetic radiation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Leuchteinrichtung (1) weist eine erste Lichtquelle (2) zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum (3) auf. Die Leuchteinrichtung weist zudem eine zweite Lichtquelle (4) zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum (5) auf. Das erste und das zweite elektromagnetische Spektrum sind verschieden voneinander. Ein Intensitätsmaximum des ersten elektromagnetischen Spektrums liegt im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (21) des menschlichen Auges und ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums liegt im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (22) der Sehorgane nachtaktiver Insekten. Das Verfahren dient zum Aufrüsten einer bereits bestehenden Leuchteinrichtung (1), die eine erste Lichtquelle (2) aufweist. Das Aufrüsten wird realisiert, indem eine zweite Lichtquelle (4) an der Leuchteinrichtung (1) befestigt wird.

Description

Beschreibung
Leuchteinrichtung und Verfahren zum Aufrüsten einer Leucht¬ einrichtung Die Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Umrüstung einer bestehenden Leuchtein¬ richtung angegeben. Die Leuchteinrichtung weist zwei Licht¬ quellen auf, die elektromagnetische Strahlung mit voneinander verschiedenen Spektren emittieren. Leuchteinrichtungen können zum Beleuchten von Außenbereichen, insbesondere von Strassen und Plätzen verwendet werden.
Aus der Druckschrift DE 296 16 286 Ul sind Straßenlaternen bekannt, die eine optimierte Lichtverteilung und eine opti¬ mierte Lichtausbeute aufweisen. Problematisch ist für Leuchteinrichtungen, dass das ausge¬ sandte Licht nachtaktive Insekten anziehen kann.
Dies führt zur Verschmutzung der Leuchteinrichtung, da die Insekten ihre Sekrete an der Leuchte hinterlassen.
Darüber hinaus können bei Leuchteinrichtungen, basierend auf Quecksilberdampflampen, Leuchtstofflampen, Metalldampflampen, Glühlampen oder Natriumdampflampen, an der Oberfläche der Leuchte, insbesondere an der heißen Lichtaustrittsfläche der Leuchte die Insekten verbrennen. Dies führt zu einer zusätz¬ lichen Verschmutzung der Leuchte. Diese beiden Arten von Verschmutzung führen zu einer Degrada¬ tion des Gesamtlichtstroms der Leuchte und damit zu einer Ef¬ fizienzverschlechterung. Um dem entgegen zu wirken ist ein häufiges Reinigen der Leuchten unumgänglich. Dieser Wartungs¬ aufwand ist Zeit- und Kostenintensiv. Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Leuchteinrichtung bereitzustellen, die im Betrieb möglichst wenig durch nachtaktive Insekten verschmutzt wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Leuchteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Leuchteinrichtung bzw. des Verfahrens werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
Ausführungsformen der Leuchteinrichtung weisen eine erste Lichtquelle zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum auf. Darüber hinaus weisen sie eine zweite Lichtquelle zum Aussenden elektromag¬ netischer Strahlung mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum auf. Das erste und das zweite elektromagnetische Spektrum sind voneinander verschieden. Mindestens ein Inten¬ sitätsmaximum des ersten elektromagnetischen Spektrums liegt im Bereich der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges. Mindestens ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums liegt im Bereich der spektralen Emp¬ findlichkeit der Sehorgane nachtaktiver Insekten.
Bei der Wellenlänge, bei der das Intensitätsmaximum liegt, ist die relative spektrale Emission der Lichtquelle maximal.
Nachtaktive Insekten sind zum Beispiel:
- Eintagsfliegen (Ephemeroptera)
- Steinfliegen (Plecoptera)
- Käfer (Coleoptera)
- Fransenflügler (Thysanoptera)
- Heteroptera (Wanzen)
- Homoptera (Gleichflügler) - Netzflügler (Neuroptera)
- Köcherfliegen (Trichoptera)
- Schmetterlinge (Lepidoptera)
- Fliegen und Mücken (Diptera, Nematocera)
- Hautflügler (Hymenoptera) .
Die erste Lichtquelle kann zum Beleuchten von Außenbereichen wie Strassen oder Plätze vorgesehen sein. Das dabei emittier¬ te Licht soll für das menschliche Auge eine möglichst ange¬ nehme Lichtfarbe, das heißt ein zumindest teilweise dem Son- nenlicht nachempfundenes Lichtspektrum, und eine ausreichende Helligkeit aufweisen.
In der vorliegenden Erfindung ist die erste Lichtquelle mit einer zweiten Lichtquelle kombiniert. Die zweite Lichtquelle kann ultraviolettes, violettes, blaues oder grünes Licht emittieren.
Dadurch kann erreicht werden, dass Insekten, die von der ers¬ ten Lichtquelle angelockt werden, bei der Annährung an die erste Lichtquelle, durch die zweite Lichtquelle deutlich stärker angelockt werden. Die zweite Lichtquelle kann im Zu- sammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als Lichtfalle oder Insektenfangeinheit bezeichnet werden.
Der Einsatz einer Lichtfalle hat den Vorteil, dass die Insek¬ ten bevor sie die erste Lichtquelle berühren, und diese dabei verschmutzen könnten, in Richtung der Lichtfalle fliegen. Da- durch wird erreicht, dass die erste Lichtquelle, genauer gesagt die Lichtaustrittsfläche oder die lichtdurchlässige Abdeckung der ersten Lichtquelle, deutlich weniger verschmutzt wird .
Vorteilhafterweise wird dadurch die Verschlechterung der Ef- fizienz der Leuchteinrichtung durch Verschmutzung durch nachtaktive Insekten verlangsamt. Der Reinigungs- und Wartungsaufwand wird reduziert, insbesondere werden die War¬ tungsintervalle verlängert. Damit werden die Kosten für die Instandhaltung von Leuchteinrichtungen, insbesondere Außenbe- leuchtungen, gesenkt.
Ausführungsbeispiele beschreiben ein Verfahren zum Aufrüsten einer Leuchteinrichtung durch Anordnen einer zweiten Lichtquelle an der Leuchteinrichtung aufweisend eine erste Licht¬ quelle. Die erste Lichtquelle sendet elektromagnetische
Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum aus. Die zweite Lichtquelle sendet elektromagnetische Strahlung mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum aus. Das erste und das zweite Spektrum sind voneinander verschieden. Mindes¬ tens ein Intensitätsmaximum des ersten elektromagnetische Spektrums liegt im Bereich der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges. Mindestens ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums liegt im Bereich der spektralen Empfindlichkeit der Sehorgane nachtaktiver Insek¬ ten . Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, da damit bereits installierte Leuchteinrichtungen einfach und kostengünstig nachgerüstet werden können. Es muss insbesondere nicht die komplette Leuchteinrichtung umgebaut oder abgebaut werden. Es ist möglich im laufenden Betrieb die Lichtfalle an der
Leuchteinrichtung anzubringen.
In besonders vorteilhafter Weise weist die Leuchteinrichtung einen Mast auf. An dem Mast kann die zweite Lichtquelle besonders einfach und in Bezug auf ihre geometrische Anordnung variabel installiert werden. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Leuchteinrichtung mit einer Leuchte, aufweisend die erste Lichtquelle, versehen. Die Lichtfalle kann unmittelbar an der Leuchte angebracht werden. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass auch Leuchteinrich¬ tungen ohne Mast, zum Beispiel mit Leuchten, die allein an Drähten befestigt sind, problemlos mit Lichtfallen nachgerüs¬ tet werden können.
Vorzugsweise emittiert die Lichtfalle elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise aus dem UV-Bereich bis in den grünen Spektralbereich.
In bevorzugter Weise liegen die Intensitätsmaxima der von der Lichtfalle emittierten Strahlung in den Bereichen maximaler spektraler Empfindlichkeit nachtaktiver Insekten. Dies umfasst den für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren ultravioletten Spektralbereich um eine Wellenlänge von etwa 340nm.
Die Lichtfalle kann auch im blau-violetten Spektralbereich um eine Wellenlänge von etwa 450nm emittieren. Weiter kann die Emission der Lichtfalle auch im blau-grünen Spektralbereich um eine Wellenlänge von etwa 500nm liegen.
Die Lichtfalle kann elektromagnetische Strahlung aus einem einzigen oder aus einer Kombination der vorstehend genannten Spektralbereiche emittieren. Besonders vorteilhaft ist eine Lichtfalle deren elektromagne¬ tisches Spektrum zumindest überwiegend im ultravioletten Spektralbereich liegt. Die spektrale Empfindlichkeit nachtak¬ tiver Insekten ist in diesem Spektralbereich maximal. Die Insekten werden dadurch maximal von der ersten Lichtquel¬ le weggelockt und der Lichteindruck, den der Mensch wahr¬ nimmt, wird nicht verändert.
Auch Lichtfallen, die violettes oder blaues Licht abstrahlen, sind besonders vorteilhaft, da auch hier die nachtaktiven In¬ sekten im Mittel über eine sehr hohe spektrale Empfindlich¬ keit verfügen. Der Mensch nimmt zwar Licht in diesen Spekt¬ ralbereichen wahr, empfindet dies aber nicht als störend.
Zwingend für die Funktionsfähigkeit einer Lichtfalle, die ausschließlich oder überwiegend sichtbares, vorliegend also violettes oder blaues Licht emittiert, ist es aber, dass in unmittelbarer Nähe zur ersten Lichtquelle die Strahlungsin¬ tensität der Lichtfalle in diesen Spektralbereichen größer ist als die der ersten Lichtquelle. Nur dann bevorzugen die nachtaktiven Insekten die Lichtfalle gegenüber der ersten Lichtquelle .
Der hier beschriebene Effekt kann dadurch verstärkt werden, dass man für die erste Lichtquelle Leuchtmittel verwendet, die in den Bereichen hoher spektraler Empfindlichkeit der In- sekten, vorliegend also im violetten oder blauen Spektralbe¬ reich, möglichst schwach emittieren.
In einer weiteren Ausführungsform werden Lichtfallen bereitgestellt, die elektromagnetische Strahlung mit mindestens ei¬ nem Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich aussenden. Im grünen Spektralbereich ist zwar die spektrale Empfindlich¬ keit nachtaktiver Insekten im Allgemeinen geringer als im ultravioletten, violetten oder blauen Spektralbereich. Aber auch diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, wenn die erste Lichtquelle elektromagnetische Strahlung mit möglichst geringer Intensität im ultravioletten, violetten, blauen und grünen Spektralbereich aussendet.
Die Leuchteinrichtung kann so ausgelegt sein, dass die zweite Lichtquelle im Vergleich zur ersten Lichtquelle schwach strahlend ist.
Dies ist besonders vorteilhaft, da dadurch sichergestellt ist, dass durch die Lichtfalle nicht noch zusätzliche nacht¬ aktive Insekten angelockt werden. Mit anderen Worten wird durch die möglichst geringe Strahlungsintensität der Licht- falle erreicht, dass nur Insekten, die von der ersten Licht¬ quelle angelockt wurden, in die Lichtfalle gehen.
Außerdem wird dadurch auch der Energieaufwand, der für den Betrieb der Lichtfalle notwendig ist, gering gehalten.
Die erste und die zweite Lichtquelle können unabhängig von- einander auf sogenannten herkömmlichen Leuchtmitteln, wie Glühlampen, Quecksilberdampflampen, Metalldampflampen,
Leuchtstofflampen oder Natriumdampflampen basieren.
Vorzugsweise ist aber nur die erste Lichtquelle mit sogenann¬ ten herkömmlichen Leuchtmitteln ausgestattet. Für den Zweck der Außenbeleuchtung ist die Natriumdampflampe besonders geeignet. Sie emittiert direkt Licht im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich und weist keine Emission im UV-Bereich auf.
Auch Quecksilberdampflampen, bei denen die Quecksilberentla- dung bei hohen Drücken abläuft, und Leuchtstofflampen, bei denen die Quecksilberentladung bei niedrigen Drücken abläuft, sind geeignet für die Beleuchtung von Außenbereichen, da die primär emittierte Linie im UV-Bereich mittels eines Leucht¬ stoffes weitestgehend in für den Menschen sichtbares Licht umgewandelt wird. Der verbleibende UV-Anteil wird durch das Glas, das die Entladungsanordnung umschließt, weitestgehend absorbiert .
Glühlampen sind auch für die Außenbeleuchtung verbreitet, ha- ben aber eine schlechte Energieausbeute.
Vorzugsweise wird für die erste Lichtquelle eine Leuchtstoff¬ lampe eingesetzt, da deren Außengehäuse sich im Betrieb nur auf eine Temperatur im Bereich um die 40° aufheizt, bei der die Insekten, die das Außengehäuse berühren, nicht verbren- nen.
Noch vorteilhafter im Hinblick auf eine zu minimierende Hit¬ zeentwicklung bei der ersten Lichtquelle ist der Einsatz von Licht emittierenden Dioden (LEDs) oder von organischen Licht emittierenden Dioden (OLEDs) . Insekten werden zwar ähnlich wie bei den sogenannten herkömmlichen Leuchtmitteln nach wie vor von dem Licht angezogen, verbrennen jedoch nicht mehr an der Lichtaustrittsfläche.
Die nachtaktiven Insekten verschmutzen allerdings die Licht¬ austrittsfläche nach wie vor durch ihre Sekrete. Die erste Lichtquelle, die sogenannte herkömmliche Leuchtmit¬ tel einsetzt, kann durch Umsetzung des sogenannten „Retrofit Ansatz" mit einer LED- oder OLED-Einheit nachgerüstet oder mit anderen Worten durch eine LED- oder OLED-Einheit ersetzt werden . Die Lichtfalle kann zwar mit sogenannten herkömmlichen
Leuchtmitteln realisiert werden, vorzuziehen sind jedoch LEDs oder OLEDs.
Durch geeignete Wahl der Art und /oder der Dotierung der Leuchtdiode bzw. der Art der organischen Leuchtdiode können die Intensitätsmaxima der emittierten elektromagnetischen Strahlung der Lichtfalle so gewählt werden, dass diese in den Bereichen der maximalen spektralen Empfindlichkeit nachtakti¬ ver Insekten liegen. Es werden vorzugsweise Leuchtdioden mit schmalbandigen Emis¬ sionskurven eingesetzt, die elektromagnetische Strahlung im ultravioletten, violetten, blauen oder grünen Spektralbereich emittieren .
Bei Einsatz einer Lichtfalle, die auf LEDs oder OLEDs ba- siert, muss die Lichtfalle nicht so intensiv gereinigt werden wie die erste Lichtquelle. Die Insekten verbrennen nicht bei Kontakt mit der Lichtaustrittsfläche. Die Verschmutzung der Lichtfalle rührt dann ausschließlich von den Sekreten der In¬ sekten her. Die zweite Lichtquelle kann ein Abschattungsmittel aufweisen.
Dieses Abschattungsmittel ist vorzugsweise so um die zweite Lichtquelle angeordnet, dass deren elektromagnetische Strah¬ lung weitestgehend vor der Umgebung verborgen bleibt.
Dies ist aus mehreren Gründen vorteilhaft. Zum einen wird da- durch sichergestellt, dass die von der ersten Lichtquelle an¬ gelockten nachtaktiven Insekten die Lichtfalle erst wahrneh¬ men, wenn sie schon sehr nahe an der ersten Lichtquelle sind. Es werden also durch die Lichtfalle nur solche Insekten ange¬ lockt, die ursprünglich von der ersten Lichtquelle angelockt wurden. Dadurch wird vermieden, dass durch den Einsatz einer Lichtfalle zusätzliche Insekten angelockt werden.
Zum anderen wird durch den Einsatz einer Abschattung verhin¬ dert, dass bei Einsatz von Lichtfallen, die ausschließlich oder unter anderem ultraviolettes Licht aussenden, die Augen von Menschen geschädigt werden.
Das Abschattungsmittel kann verschiedene Formen aufweisen.
In einer Ausführungsform ist das Abschattungsmittel in Form einer Halbkugel realisiert.
Auch ein Abschattungsmittel in gekanteter Form kann vorteil¬ haft sein. Ein Abschattungsmittel in gekanteter Form ist prozesstechnisch günstiger, da es einfacher und damit kostengünstiger herstellbar ist als ein Abschattungsmittel in Form einer Halbkugel.
Auch eine Kombination von Halbkugel und gekanteter Form kann vorteilhaft sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abschattungsmittel lichtundurchlässiges Material aufweist. Je nach verwendetem Spektrum der Lichtfalle muss das Material undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im ultravioletten und/oder im blauen und/oder im grünen Spektralbereich sein.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist das Material ein lichtundurchlässiges Metall. Die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle sind so an der Leuchteinrichtung angeordnet, dass nachtaktive Insekten erst in unmittelbarer Nähe zur ersten Lichtquelle die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle gleichzeitig wahrneh¬ men, die erste und die zweite Lichtquelle aus Sicht der In- sekten also konkurrieren. So kann sichergestellt werden, dass durch den Einsatz einer Lichtfalle keine zusätzlichen nacht¬ aktiven Insekten angezogen werden. Diese Bedingung ist im Zusammenhang mit der Auslegung der Intensität der Strahlung der Lichtfalle und mit dem Einsatz eines Abschattungsmittels er¬ füllt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verfügt die Leuchteinrichtung über eine Steuerungsvorrichtung. Diese ist dazu eingerichtet, die elektromagnetischen Spektren und/oder die Intensitäten der emittierten elektromagnetischen Strahlung der ersten Lichtquelle und/oder der zweiten Licht¬ quelle einzeln oder gemeinsam zu steuern.
Damit kann erreicht werden, dass je nach lokalen Bedingungen am Ort der Leuchteinrichtung, wie zum Beispiel Temperatur,
Lichtverhältnisse oder Tageszeit, die beiden Lichtquellen so angesteuert werden, dass die Anordnung aus erster Lichtquelle und Lichtfalle möglichst energiesparend funktioniert und mög¬ lichst wenige Insekten die Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle verschmutzen.
Bei der Steuerungsvorrichtung handelt es sich um eine Analog¬ oder Digitalschaltung, mit der die Lichtquellen, vorzugsweise die Leuchtdiode (n) , angesteuert werden. Damit können die Lichtquellen an oder ausgeschaltet oder gedimmt werden. Auch kann das Emissionsspektrum verändert werden. Dies kann über die Veränderung der Stromstärke und/oder über eine Puls¬ weitenmodulation erfolgen.
Die Digitalschaltung kann eine interne Kalenderfunktion aufweisen. In einem zugehörigen Speicher sind Kalenderdaten hin- terlegt. Diese Daten können ausgelesen und an eine Steuerein¬ richtung weiterleiten werden. In einem Prozessor können ver¬ schiedene Steuerprogramme abgearbeitet werden. Es kann er¬ reicht werden, dass die tägliche Leuchtdauer der Lichtquellen vom Datum abhängig ist. Der Energieverbrauch der Leuchtein- richtung wird damit reduziert. Auch eine Anpassung an die verschiedenen Jahreszeiten kann durch die Steuerung erfolgen. So kann bei Betrieb der ersten Lichtquelle die Lichtfalle zu Zeiten ausgeschaltet bleiben, zu denen kaum Insektenflug stattfindet. Dies ist z.B. im Win- ter der Fall. Dies führt zu weiterer Energieeinsparung.
Vorzugsweise weist die Leuchteinrichtung einen Sensor auf, der die für die Steuerung der Leuchteinrichtung notwendigen Messgrößen, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Umgebungshel¬ ligkeit oder Sichtverhältnisse in Echtzeit erfasst und an die Steuerungsvorrichtung zur Verarbeitung weiterleitet.
Die Attraktivität künstlicher Lichtquellen für nachtaktive Insekten hängt von mehreren Faktoren ab, wie zum Beispiel: -Intensität der Lichtquelle, also die Helligkeit
-Lichtspektrum, also die Lichtfarbe
-Höhe in der die Lichtquelle über dem Boden angebracht ist -Vorhandensein konkurrierender Lichtquellen
-voneinander abweichende spektrale Empfindlichkeiten zwischen verschiedenen Arten nachtaktiver Insekten
Die Anlockwirkung für nachtaktive Insekten nimmt mit zuneh- mender Helligkeit und mit zunehmender Höhe der Lichtquelle zu. Ganz entscheidend ist auch, dass bei konkurrierenden Lichtquellen deutlich diejenige stärker angeflogen wird, die ein attraktiveres Spektrum aufweist, die also vor allem in den Bereichen elektromagnetische Strahlung emittieren, in de- nen nachtaktive Insekten die Maxima ihrer spektralen Empfind¬ lichkeit haben.
Die Erfindung ist unabhängig von der detaillierten Bauweise der Leuchteinrichtung und umfasst dabei beliebige Dimensio¬ nierungen und geometrische Anordnungen der beiden Lichtquel- len. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungs¬ beispiele näher erläutert werden:
Figur la bis lc zeigen Ausführungsbeispiele einer Leucht¬ einrichtung in schematischer Ansicht;
Figur 2a bis 2c zeigen Ausführungsbeispiele einer Leucht¬ einrichtung mit einem Abschattmittel in schematischer Ansicht ;
Figur 3a und 3b zeigen Ausführungsbeispiele einer weite¬ ren Leuchteinrichtung in schematischer Ansicht;
Figur 4 zeigt anhand schematischer Auftragung die spektra¬ len Empfindlichkeiten von Sehorganen von Menschen und nachtaktiven Insekten und
Figur 5 zeigt die elektromagnetischen Spektren von Leucht¬ dioden, welche für erfindungsgemäße Lichtfallen zum Einsatz kommen können, im Vergleich zur spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrach¬ ten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstell¬ barkeit und zum besseren Verständnis übertrieben groß darge¬ stellt sein.
Figur la zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung 1. Eine erste Lichtquelle 2 ist Bestandteil einer Leuchte 8. Die Leuchte 8 weist eine Lichtaustrittsfläche 6 auf, die die ers¬ te Lichtquelle 2 umschließt. Die Leuchte 8 ist an einem Mast 7 angebracht. Eine zweite Lichtquelle 4 ist direkt am Mast 7 angebracht. Die erste Lichtquelle 2 sendet elektromagnetische Strahlung 3 mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum aus. Die zweite Lichtquelle 4 sendet elektromagnetische
Strahlung 5 mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum aus. Am Mast 7 sind auch eine Steuerungsvorrichtung 9 und ein Sensor 10 angebracht. Die Steuerungsvorrichtung 9 und der Sensor 10 sind miteinander verbunden.
Die Lichtaustrittsfläche 6 schützt die erste Lichtquelle vor Witterungseinflüssen .
Das erste elektromagnetische Spektrum 3 und das zweite elekt- romagnetische Spektrum 5 sind voneinander zumindest teilweise verschieden .
Die erste Lichtquelle 2 wird dabei so ausgelegt, dass ein In¬ tensitätsmaximum des ersten elektromagnetischen Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit 21 des menschlichen Auges liegt. Die zweite Lichtquelle 4 wird hingegen so ausge¬ legt, dass ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit 22 der Sehorgane nachtaktiver Insekten liegt.
Die elektromagnetische Strahlung 5, die die zweite Lichtquel- le 4 aussendet, soll nachtaktive Insekten von der in der
Leuchte 8 integrierten ersten Lichtquelle 2 weglocken. Des¬ halb wird die zweite Lichtquelle 4 so ausgelegt, dass sie schmalbandige Emissionslinien im UV-Bereich bei etwa 340nm und/oder im blau-violetten Spektralbereich bei etwa 450nm und/oder im blau-grünen Spektralbereich bei etwa 500nm zeigt. Die zweite Lichtquelle 4 ist im Vergleich zur ersten Lichtquelle 2 schwach strahlend, um nicht zusätzliche nachtaktive Insekten anzulocken.
Die Leuchte 8 kann als Lichtquelle Glühlampen, Quecksilber- dampflampen, Metalldampflampen, Leuchtstofflampen oder Natri¬ umdampflampen vorsehen. Auch Leuchten 8 basierend auf LEDs oder OLEDs kommen zum Einsatz. Die Leuchte 8 ist auch mit LEDs oder OLEDs nachrüstbar.
Die Tatsache, dass die Lichtfalle 4 direkt am Mast 7 befes- tigt ist, erleichtert das nachträgliche Nachrüsten der
Leuchteinrichtung 1 mit der Lichtfalle 4.
Die Steuerungsvorrichtung 9 kann auch an einer anderen Stelle als am Mast 7 angebracht sein. Beispielsweise ist die Steue¬ rungsvorrichtung 9 auch im Mast 7 oder in der Leuchte 8 oder außen an der Leuchte 8 angebracht.
Die Steuerungsvorrichtung 9 steuert die elektromagnetischen Spektren und/oder die Intensitäten der emittierten elektromagnetischen Strahlung der ersten Lichtquelle 2 und/oder der zweiten Lichtquelle 4. Dies kann einzeln oder gemeinsam er- folgen.
Um die elektromagnetischen Spektren 3,5 und die Intensitäten der ersten Lichtquelle 2 und der zweiten Lichtquelle 4 dyna¬ misch und ohne menschliches Eingreifen variieren zu können, ist ein Sensor 10 zur Erfassung von Messgrößen, wie Tempera- tur, Luftfeuchtigkeit, Umgebungshelligkeit und Sichtverhält¬ nisse jeweils am Ort der Leuchteinrichtung 1 vorgesehen.
Der Sensor 10 kann auch an einer anderen Stelle als am Mast angebracht sein. Beispielsweise kann der Sensor 10 auch im Mast 7, direkt an der Leuchte 8 oder in der Leuchte 8 angebracht sein.
Um Umgebungsgrössen wie Helligkeit oder Temperatur detektie- ren zu können, muss dabei der Sensor in optischem und thermi- schem Kontakt mit der Umgebung stehen. Der optische Kontakt kann durch ein Lichtfenster, das Licht transmittiert , hergestellt sein. Der thermische Kontakt kann durch einen Tempera¬ turfühler realisiert sein.
Der Sensor 10 und die Steuerungsvorrichtung 9 sind zur Daten- Übertragung miteinander verbunden. Zusätzlich zu den vom Sen¬ sor 10 an die Steuerungsvorrichtung 9 gelieferten Daten, können auch Parameter zur Steuerung der Leuchteinrichtung 1 von außen in die Steuerungsvorrichtung 9 eingegeben werden.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur la ist im Ausführungsbeispiel der Figur lb die Lichtfalle in Form einer zweiten Lichtquelle 4 direkt an der Leuchte 8 befestigt.
Auch diese Anordnung eignet sich zum Nachrüsten der Leucht¬ einrichtung 1 mit einer Lichtfalle 4.
Vorteilhaft gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Figur la ist hier, dass die erste Lichtquelle 2 und die zweite Lichtquelle 4 in einem geringeren Abstand voneinander angebracht werden können. Damit ist eine geringere Strahlungsintensität der Lichtfalle notwendig ist, um nachtaktive Insekten, die ur¬ sprünglich von der ersten Lichtquelle 2 angelockt wurden zur Lichtfalle 4 zu locken.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur la und lb ist im Ausführungsbeispiel lc, die zweite Lichtquelle 4 in die Leuchte 8 integriert. Nach wie vor sind jedoch die erste Lichtquelle 2 und die zweite Lichtquelle 4 räumlich getrennt voneinander ange¬ bracht. Die erste Lichtquelle 2 verfügt über eine eigene Lichtaustrittsfläche 6. Für ein Nachrüsten einer bereits be- stehenden Leuchteinrichtung 1 mit einer Lichtfalle 4 eignet sich das Ausführungsbeispiel lc weniger.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen in den Figuren la bis lc zeigt die Figur 2a eine Leuchteinrichtung 1, bei der ein Abschattungsmittel 11 um die zweite Lichtquelle 4 herum angeordnet ist.
Das Abschattungsmittel 11 kann in Form einer Halbkugel ausge¬ bildet sein.
Das Abschattungsmittel 11 kann für elektromagnetische Strah¬ lung vom ultravioletten bis in den grünen Spektralbereich un- durchlässig sein.
Als Material für das Abschattungsmittel 11 kann ein Metall vorgesehen sein.
Das Abschattungsmittel 11 kann zusammen mit der zweiten
Lichtquelle 4 am Mast 7 angeordnet sein. Die Öffnung des Abschattungsmittels 11 ist dabei so zu wäh¬ len, dass die nachtaktiven Insekten das Licht der Lichtfalle 4 erst dann wahrnehmen, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe der ersten Lichtquelle 2 befinden. Mit anderen Worten: Die erste Lichtquelle 2 und die zweite Lichtquelle 4 sind so an der Leuchteinrichtung 1 angeordnet, dass nachtaktive Insekten erst in unmittelbarer Nähe zur ersten Lichtquelle 2 die erste Lichtquelle 2 und die zweite Lichtquelle 4 gleichzeitig wahr¬ nehmen. Nur dann handelt es sich um konkurrierende Lichtquel- len. Damit zieht die Lichtfalle 4 keine zusätzlichen Insekten an .
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in der Figur 2a zeigt Figur 2b eine Leuchteinrichtung 1 mit einer zweiten Licht- quelle 4 um die wiederum ein Abschattungsmittel 11 angeordnet ist. Hier jedoch ist die Einheit aus zweiter Lichtquelle 4 und Abschattungsmittel 11 direkt an der Leuchte 8 befestigt. Dies hat den Vorzug, dass die Öffnung des Abschattungsmittels 11 hin zur ersten Lichtquelle 2 besonders klein ausgelegt werden kann.
Die Wahrscheinlichkeit, dass durch die Lichtfalle 4 zusätzli¬ che nachtaktive Insekten angelockt werden, kann somit weiter minimiert werden.
Figur 2c zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrich- tung 1, bei dem das Abschattungsmittel 11 in einer gekanteten Form realisiert ist und mit der zweiten Lichtquelle 4 am Mast 7 befestigt ist.
Das Abschattungsmittel 11 in gekanteter Form mit der zweiten Lichtquelle 4 kann auch direkt an der Leuchte 8 befestigt sein.
Figur 3a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leucht¬ einrichtung 1. Als erste Lichtquelle 2 sind mehrere Leuchtdi¬ oden entlang zweier Reihen am Mast 7 befestigt. Die Lichtfal¬ le 4 kann oberhalb der Reihe der Leuchtdioden, vorzugsweise an der Spitze des Masts 7, angeordnet sein. Auch in diesem
Ausführungsbeispiel ist eine Steuerungsvorrichtung 9 und ein Sensor 10 vorgesehen, die erfindungsgemäß zusammenwirken und die an dem Mast 7 befestigt sind. Die einzelnen Leuchtdioden können je nach gewünschter Ab¬ strahlrichtung angeordnet werden. Die Abstrahlrichtung kann auch durch optische Elemente beeinflusst werden, was in der vorliegenden Figur jedoch nicht gezeigt ist. Auch können mehr als zwei Reihen von Leuchtdioden vorgesehen sein, um eine ho¬ mogenere Ausleuchtung und einen möglichst großen Abstand der Leuchteinrichtungen (1) zueinander zu erreichen.
Die Abstrahlrichtung der ersten Lichtquelle 2 kann durch die oben genannten optischen Elemente so eingestellt werden, dass die elektromagnetische Strahlung 3 zur Beleuchtung der Stras¬ se nur nach unten zur Strasse hin emittiert wird. Die Emissi¬ on der elektromagnetischen Strahlung 3 nach oben und in hori¬ zontaler Richtung kann reduziert werden.
Durch diese Maßnahme werden weniger nachtaktive Insekten durch die erste Lichtquelle 2 angelockt.
Im Unterschied zum in Figur 3a beschriebenen Ausführungsbei¬ spiel ist im Ausführungsbeispiel der Figur 3b die zweite Lichtquelle 4 am Mast 7 unterhalb der ersten Lichtquelle 2 angeordnet . Dies kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Figur 3a vor¬ teilhaft sein, da durch die geringere Höhe auf der die Licht¬ falle 4 am Mast befestigt ist, weniger zusätzliche nachtakti¬ ve Insekten angezogen werden.
Die Figur 4 zeigt qualitativ die spektrale Empfindlichkeit 22 der Sehorgane nachtaktiver Insekten im Vergleich zu der spektralen Empfindlichkeit 21 des menschlichen Auges.
Die spektralen Empfindlichkeiten sind dabei gegen die Wellen¬ länge aufgetragen. Maxima der spektralen Empfindlichkeit nachtaktiver Insekten liegen bei anderen, insbesondere kleineren Wellenlängen, als das Maximum der spektralen Empfindlichkeit des Menschen.
Nachtaktive Insekten haben im ultravioletten, violetten, blauen und schwächer im grünen Spektralbereich Maxima der spektralen Empfindlichkeit. Diese Tatsache macht sich die Leuchtvorrichtung mit der Lichtfalle gemäß der vorliegenden Erfindung zu Nutze.
Das menschliche Auge kann elektromagnetische Strahlung in ei- nem Wellenlängenbereich von etwa 390nm bis etwa 780nm wahr¬ nehmen. Es hat seine maximale spektrale Empfindlichkeit im gelben bis gelb-grünen Spektralbereich. Der genaue Wert der maximalen spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges variiert zum Einen von Mensch zu Mensch und ist zum Anderen abhängig von der Leuchtdichte an die das menschliche Auge adaptiert ist.
Leuchtdichten im photopischen Bereich, dem Tagessehen, liegen oberhalb 5 cd/m2, Leuchtdichten im mesopischen Bereich, dem Dämmerungssehen, liegen zwischen 5 cd/m2 und 0,001 cd/m2 und Leuchtdichten im skotopischen Bereich, dem Nachtsehen, liegen unterhalb 0,001 cd/m2. In europäischen Ländern sind laut DIN Norm EN 13201 Hauptstrassen mit mittlerem bis hohem Ver¬ kehrsaufkommen mit einer Leuchtdichte im Bereich 0,3cd/m2 bis 2 cd/m2 auszuleuchten. Diese geforderten Leuchtdichten liegen also im mesopischen Bereich.
Die maximale spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges im mesopischen Bereich ist gegenüber der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges im photopischen Bereich leicht zu kleineren Wellenlängen verschoben. Unter Berücksichtigung aller oben genannten Faktoren liegt das Maximum der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges in Umgebungen mit beleuchteten Strassen im Wellenlängenbereich zwischen etwa 500 nm und etwa 560 nm.
In Figur 5 sind ein erstes elektromagnetisches Spektrum 23, ein zweites elektromagnetisches Spektrum 24 und ein drittes elektromagnetisches Spektrum 25 von Leuchtdioden, wie sie in den hier beschriebenen Lichtfallen Verwendung finden können, aufgetragen. Die Spektren sind dabei in Form der relativen spektralen Emission gegen die Wellenlänge aufgetragen.
Ferner zeigt die Kurve 21, wie schon in Figur 4, die spektra¬ le Empfindlichkeit des menschlichen Auges.
Das Spektrum 23 hat sein Maximum im tiefblauen Bereich. Das Spektrum 24 hat sein Maximum im blauen Bereich. Das Spektrum 25 hat sein Maximum im grünen Bereich. Die gezeigten Emissi¬ onslinien sind schmalbandig mit Halbwertsbreiten um 20 nm im Tiefblauen und Blauen bzw. mit einer Halbwertsbreite um 35 nm im Grünen.
Durch Einsatz von LEDs die eine schmalbandige Emission aufweisen, kann der Energieverbrauch von Lichtfallen gegenüber dem von herkömmlichen Leuchtmitteln verringert werden.
Weiter kann mit LEDs und OLEDs die Wellenlänge der von der Lichtfalle 4 emittierten elektromagnetischen Strahlung 5 auf die Maxima der spektralen Empfindlichkeit der Sehorgane von nachtaktiven Insekten eingestellt werden.
Die in der Lichtfalle 4 verwendeten LEDs emittieren in den Bereichen, in denen das menschliche Auge seine maximale spektrale Empfindlichkeit hat, möglichst wenig elektromagne¬ tische Strahlung. Bezugs zeichenliste
1 Leuchteinrichtung
2 Erste Lichtquelle
3 elektromagnetische Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum
4 Zweite Lichtquelle, Lichtfalle, Insektenfangeinheit
5 elektromagnetische Strahlung mit einem zweiten elektro magnetischen Spektrum
6 Lichtaustrittsfläche
7 Mast
8 Leuchte
9 Steuerungsvorrichtung
10 Sensor
11 Abschattungsmittel
21 Spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges
22 Spektrale Empfindlichkeit von Sehorganen nachtaktiver Insekten
23 Spektrum einer tiefblau emittierenden Leuchtdiode
24 Spektrum einer blau emittierenden Leuchtdiode
25 Spektrum einer grün emittierenden Leuchtdiode

Claims

Patentansprüche
1. Leuchteinrichtung (1) aufweisend
- eine erste Lichtquelle (2) zum Aussenden elektromagneti¬ scher Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen
Spektrum (3) und
- eine zweite Lichtquelle (4) zum Aussenden elektromagne¬ tischer Strahlung mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum (5) ,
- wobei das erste und das zweite elektromagnetische Spekt¬ rum voneinander verschieden sind und
- wobei
-- ein Intensitätsmaximum des ersten elektromagnetischen Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (21) des menschlichen Auges und
-- ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (22) der Sehorgane nachtaktiver Insekten liegen.
1. Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite
Spektrum ein Intensitätsmaximum in einem der folgenden Spektralbereiche aufweist:
- ultravioletter Spektralbereich bei einer Wellenlänge von etwa 340nm
- blau-violetter Spektralbereich bei einer Wellenlänge von etwa 450nm
- blau-grüner Spektralbereich bei einer Wellenlänge von etwa 500nm.
2. Leuchteinrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprü¬ che, wobei die zweite Lichtquelle (4) im Vergleich zur ersten Lichtquelle (2) schwach strahlend ist.
3. Leuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Lichtquelle (2) und/oder die zweite Lichtquelle (4) eine der folgenden Leuchtmittel auf¬ weist:
- Glühlampe,
- Quecksilberdampflampe,
- Leuchtstofflampen,
- Metalldampflampe,
- Natriumdampflampe,
- LED oder
- OLED.
4. Leuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Lichtquelle (4) mindestens ein Ab- schattungsmittel (11) aufweist.
5. Leuchteinrichtung nach Anspruch 5, wobei das Abschat- tungsmittel (11) die Form einer Halbkugel aufweist.
6. Leuchteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Ab- schattungsmittel (11) eine gekantete Form aufweist.
7. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wo- bei das Abschattungsmittel (11) ein lichtundurchlässiges
Material aufweist.
8. Leuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Steuerungsvorrichtung (9), die dazu eingerich¬ tet ist, die elektromagnetischen Spektren und/oder die Intensitäten der emittierten elektromagnetischen Strah¬ lung der ersten Lichtquelle (2) und/oder der zweiten Lichtquelle (4) einzeln oder gemeinsam zu steuern.
9. Leuchteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Sensor (10) zur Erfassung von Messgrößen.
10. Leuchteinrichtung nach Anspruch 10, wobei der Sen¬ sor (10) zur Erfassung mindestens einer der folgenden Messgrößen :
- Temperatur,
- Luftfeuchtigkeit,
- Umgebungshelligkeit,
- Sichtverhältnisse
am Ort der Leuchteinrichtung (1) ausgelegt ist.
11. Verfahren zum Aufrüsten einer Leuchteinrichtung (1) aufweisend eine erste Lichtquelle (2) umfassend:
Anordnen einer zweiten Lichtquelle (4) an der Leuchteinrichtung (1),
wobei die erste Lichtquelle (2) elektromagnetische
Strahlung mit einem ersten elektromagnetischen Spektrum (3) aussendet und
die zweite Lichtquelle (4) elektromagnetische Strahlung mit einem zweiten elektromagnetischen Spektrum (5) aus¬ sendet,
wobei das erste und das zweite Spektrum voneinander ver¬ schieden sind und
wobei ein Intensitätsmaximum des ersten elektromagneti¬ sche Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (21) des menschlichen Auges und ein Intensitätsmaximum des zweiten elektromagnetischen Spektrums im Bereich der spektralen Empfindlichkeit (22) der Sehorgane nachtakti¬ ver Insekten liegen.
12. Verfahren zum Aufrüsten einer Leuchteinrichtung (1) nach Anspruch 12 aufweisend einen Mast (7), wobei die zweite Lichtquelle (4) am Mast (7) angeordnet wird.
13. Verfahren zum Aufrüsten einer Leuchteinrichtung (1) nach Anspruch 12 aufweisend eine Leuchte (8), wobei die zweite Lichtquelle (4) an der Leuchte (8) angeordnet wird .
EP10765424A 2009-10-14 2010-10-08 Leuchteinrichtung und verfahren zum aufrüsten einer leuchteinrichtung Withdrawn EP2488783A1 (de)

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