EP3132188A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung

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EP3132188A1
EP3132188A1 EP15725984.7A EP15725984A EP3132188A1 EP 3132188 A1 EP3132188 A1 EP 3132188A1 EP 15725984 A EP15725984 A EP 15725984A EP 3132188 A1 EP3132188 A1 EP 3132188A1
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EP
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lighting device
cover
housing
light
leds
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Werner Färber
Wolfgang TROIS
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting device comprising a housing,
  • Illuminant is disposed within the housing and the cover is held on the housing.
  • LEDs light-emitting diodes
  • LEDs Due to a small radiating surface and the punctual, strongly concentrated light emission, the human eye is heavily loaded.
  • the construction and concentrated emission of light in LEDs also means that special measures are often required to set a suitable light emission.
  • VDU workplaces require that both the direct glare of the light exit opening and the reflected glare on the workstation and the intensity on the screen must be below certain standard-defined values.
  • mechanical diaphragms are often used, so that although a desired glare is achieved, but ultimately is also dispensed with a part of the light provided or a luminaire efficiency decreases.
  • the object of the invention is to provide a lighting device of the type mentioned, with which the above disadvantages can be eliminated.
  • the at least one light-emitting means is designed as an LED and the cover comprises at least one planar element, in particular a plastic element, which changes an emission characteristic of the light emitted by the at least one LED.
  • Luminous element of one or more LEDs with reflective zones on the inside of a housing and a cover that the lighting device leaving light intensity is selectively adjustable. Reflective zones on an inside of a housing are known per se. However, it is surprising that this leads to photometric advantages in connection with the cover.
  • Lighting conditions are created. This way, not only an individual light distribution can be realized, but also a glare-free achievement, without the need for additional elements. The light can therefore be fully exploited without having to accept disadvantageous restrictions.
  • the intended planar element is preferably formed on at least one surface having a structure with elevations and depressions whose dimensions are greater than a wavelength of the emitted light.
  • it may be a sheet-like plastic element having on the surface a zig-zag structure in the form of a plurality of triangular in cross-section grooves.
  • the individual grooves which may for example be imprinted in a film with a roller or an embossing element, act like prisms. Is the cover only from the flat
  • Plastic element this is usually arranged so that the grooves or prisms are located on an outer side.
  • the inside is then usually smooth and partially reflective. Due to the prisms it comes in combination with the reflective acting zones, the z. B. in a plastic material by special
  • Manufacturing techniques are introduced to multiple reflections, so that the originally narrow and highly concentrated light cone of the light emission of an LED can be distributed homogeneously over the entire surface of the cover. It is also possible that the cover with the prisms is arranged inwards. The prisms can have different structures depending on the desired lighting situation.
  • the planar element which can be formed from glass or a transparent plastic, is formed in regions with non-transparent regions whose dimensions are greater than the wavelength of the emitted light.
  • the non-transparent regions can be arranged within the planar element and / or on this.
  • the non-transparent regions are arranged in a regular pattern.
  • particles can be incorporated and / or attached to or in the cover, it being possible for the particles to have an inhomogeneous distribution within the film and / or on the latter.
  • the particles have an average dimension that is greater than the average wavelength of the light.
  • the particles can have a certain color.
  • the homogenized light can be output exactly where it is required.
  • the light emission can be geometrically structured.
  • the non-transparent regions may be formed from a reflective material, for example silver or aluminum.
  • the individual areas then act as additional reflectors, with the reflective zones and the prism structure
  • non-transparent regions are formed of a non-reflective material.
  • the choice of material as well as the location and size of the non-transparent areas can be used to predict the light emerging from the lighting device in a predetermined manner
  • the cover is generally formed relatively thin and usually has a thickness of less than 1 mm, preferably less than 500 ⁇ , on. Corresponding covers can then be present as films.
  • the cover may also be flexible or flexible when manufactured from a plastic.
  • the films are usually colorless, but can also be colored depending on the purpose.
  • a plurality of lighting means are provided, wherein the lighting means are each formed as LEDs and wherein the LEDs are arranged in a tube.
  • the tube may be fixed inside the housing.
  • the housing is formed in cross-section with a semicircular receptacle for a lighting device, which connect to lateral legs with parabolic course.
  • the legs can hereby releasably receive the cover. This can be done, for example, when the legs are formed at the end with horizontal projections for receiving the cover.
  • the cover can then be inserted as needed or can be changed to another cover when a lighting pattern or a light distribution to be changed.
  • the reflective zones on or within the housing can be realized in various ways. It is possible that a reflective insert is arranged in the housing. It is expedient, however, if the housing is already designed to be self-reflective, because then additional components can be omitted.
  • the housing inside with a reflective material be coated. It is even better if the housing is made of aluminum, because then can be dispensed with a coating. In principle, it is expedient for a reflection on an inner side of the housing to be more than 90%, in particular more than 95%.
  • FIG. 1 shows a lighting device in cross-section
  • Fig. 2 is a cover in cross section
  • Figures 3 and 4 are diagrams for the distribution of light in a lighting device with a cover made of glass and a cover made of a plastic film.
  • a lighting device 1 according to the invention is shown in cross section.
  • the lighting device 1 has a housing 2.
  • the housing 2 can be
  • the housing is formed of aluminum or an aluminum alloy.
  • the housing 2 is then on the one hand lightweight and on the other hand can be formed high gloss on the inside.
  • the housing 2 may also be formed with one or more openings, for. B. when light is to be thrown to a ceiling or other special
  • Lighting situations are desired. It may be a variety of smaller openings, but also a ceiling-side slot or the like.
  • the housing 2 is subdivided into a plurality of sections, namely a head-side receptacle 21 and lateral legs 22 which adjoin the head-side receptacle 21. Connect the head end 21.
  • the head-side receptacle 21 is formed semicircular in cross section.
  • a radius of the receptacle 21 is usually measured by the diameter of a male tube with a plurality of LEDs. The same applies if a board with one or more LEDs is provided; in this case, the receptacle 21 is adapted to the board accordingly.
  • the legs 22, however, are formed approximately parabolic in cross section. At the foot ends of the Legs 22 extensions 23 are provided, which allow a cover 5 to be inserted.
  • the projections 23 are integral with the legs 22 and these in turn formed integrally with the head-side receptacle 21, so that the housing 2 can be manufactured from a single area. Due to the highly reflective inner regions 22 highly reflective zones 3 are given in particular on the inside of the housing 2 in the region of the legs.
  • a tube is accommodated with a multiplicity of light sources 4, which are designed as LEDs.
  • the LEDs need not be arranged in a tube, but may also be arranged on a circuit board or other suitable base, wherein one or more LEDs may be provided.
  • the legs 22 are independent of the type of arrangement of the LEDs (tube, board, etc.) in the orientation and curvature tuned so that a minimum of 93%, preferably at least 95%, in particular more than 97% of that of the or the LEDs directly radiated light ultimately strikes the one or more LEDs opposite upper side of the cover 5. As a rule, no further elements are arranged between the one or more LEDs and the cover 5.
  • the cover 5 is formed as a planar element, which usually extends over an entire length of the lighting device 1 and the housing 2 closes downwards.
  • the cover 5 can in principle be formed from any transparent material. In question is glass or a transparent plastic such as polycarbonate or polymethylmethacrylate. Transparent plastics are preferred because with these the cover 5 can be easily adapted for special applications. If the cover 5 is formed from an at least partially transparent plastic, a usual thickness or thickness is 200 ⁇ m to 800 ⁇ m. It is also possible that the cover 5 is formed of a plurality of films made of plastic, which are connected to each other or may be spaced apart from each other. The cover 5 comes in conjunction with the reflective zones 3 of the housing 2 and the emission of the one or more bulbs 4 a crucial
  • the cover 5 is structured specifically. This structuring may in particular consist in that a surface of the cover 5 with recesses and elevations is trained. A corresponding cover 5 is shown in cross section in Fig. 2. In this case, the cover 5 is positioned in the lighting device 1 so that the zig-zag structure is directed downward.
  • the zig-zag structure forms a structure which causes the cover 5 or plastic film on one side to act like a multiplicity of prisms, wherein the position, size, spacings and geometrical
  • FIGS. 3 and 4 show over the exit angle a light intensity for a lighting device 1, wherein the cover 5 is formed of a conventional glass, which has no structuring and in particular does not change a radiation characteristic of the incident light. As can be seen, the light intensity is highest in the range around 0 ° and falls off to the side.
  • Fig. 4 measurement data for the same lighting device 1 are shown, wherein the
  • Cover 5 made of glass is replaced by a 300 ⁇ thick plastic film made of polycarbonate with the mentioned zig-zag structure.
  • the use of the film with the structuring changes the light intensity over the angle. Depending on the measuring angle, the light intensity is significantly higher in the range of about ⁇ 20 ° to ⁇ 50 ° and, above all, largely constant. To the side, the light intensity drops sharply. It follows that by the structuring of the film on the surface, for. B. by embossing or rolling, the light intensity in the center homogenized at a high level can be bundled. On the other hand, where glare control would normally have to be used, only low light intensities can be detected, so that a separate glare reduction is unnecessary.
  • the planar element or optionally a film partially with not transparent areas is formed.
  • the non-transparent regions may be formed of materials that are highly reflective, such as silver or
  • Corresponding structures can be easily applied by a printing process, in particular when using a film or cover 5 made of plastic. It is also possible to integrate corresponding structures within the cover 5 in the production of a film or cover 5. In addition to highly reflective
  • Areas may be provided for areas or alternatively to these, which are formed from non-reflective materials, which depends on the particular application.
  • An embodiment of the zig-zag structure is not limited to the specific illustration in FIG. 2, but instead also includes, for example, a corrugated shape that forms itself
  • FIGS. 5 to 12 show several examples of a lighting device 1 with partially non-transparent regions. Furthermore, measuring curves are shown in which light intensities can be seen. Non-transparent areas are formed of small silver reflectors which are printed on the foil. We can see from the traces, can be changed arbitrarily by the vote of the non-transparent areas in which the light of the LEDs on the highly reflective zones 3, before this can emerge after repeated reflection in the transparent areas.
  • the cover 5 may be formed with integral lenses, for. B. by targeted local variation of the properties such as the refractive index. For example, a
  • Cover 5 are created in 3-D printing from a first plastic, wherein the lenses are printed by a second plastic other composition. Holographic techniques may also be used to form the cover 5, optionally also in combination with other techniques described above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1), umfassend ein Gehäuse (2), reflektierende Zonen (3) am oder innerhalb des Gehäuses (2), zumindest ein Leuchtmittel (4) und eine Abdeckung (5) mit einem zumindest teilweise transparenten Material, wobei das Leuchtmittel (4) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und die Abdeckung (5) am Gehäuse (2) gehalten ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das zumindest eine Leuchtmittel (4) als LED ausgebildet ist und die Abdeckung (5) zumindest ein flächiges Element, insbesondere ein Kunststoffelement, umfasst, das eine Abstrahlungscharakteristik des von der zumindest einen LED abgestrahlten Lichtes ändert.

Description

Beleuchtungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, umfassend ein Gehäuse,
reflektierende Zonen am oder innerhalb des Gehäuses, zumindest ein Leuchtmittel und eine Abdeckung mit einem zumindest teilweise transparenten Material, wobei das
Leuchtmittel innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die Abdeckung am Gehäuse gehalten ist.
In jüngerer Zeit werden konventionelle Glühlampen sowie Halogenglühlampen auch aufgrund legistischer Maßnahmen zunehmend durch lichtemittierende Dioden (LEDs) ersetzt. LEDs sind in Bezug auf die erbrachte Leistung energieeffizienter und darüber hinaus auch leistungsstärker als die viele Jahrzehnte konventionell eingesetzten
Leuchtmittel. Zwar wurde bereits gemäß der AT 508735 A1 erfolgreich vorgeschlagen, bei einem konventionellen Leuchtmittel wie einer Halogenglühlampe durch Anordnung eines rückseitigen Reflektors das Licht in einem gewünschten Bereich zu konzentrieren und damit eine Leistungsdichte zu erhöhen, allerdings kann auch mit solchen Maßnahmen die Leistungsfähigkeit von beispielsweise einer LED-Lichtquelle mit einer Vielzahl von LEDs nicht erreicht werden. Wenngleich LEDs bei hoher Leistung energieeffizient arbeiten, ergeben sich doch auch neue Herausforderungen mit dem Einsatz von LEDs. Problematisch bei LEDs ist zunächst, dass aufgrund einer punktuellen Abstrahlung des Lichtes eine massive
Konzentration von Licht im Lichtabstrahlbereich besteht. Folge ist eine geringe
Homogenität der von einer LED austretenden Lichtverteilung.
Ein anderes mit LEDs assoziiertes Problem sind die hohen Blendwerte. Infolge einer kleinen Abstrahlfläche und der punktuellen, stark konzentrierten Lichtemission wird das menschliche Auge sehr stark belastet. Der Aufbau und die konzentrierte Abstrahlung von Licht bei LEDs führen auch dazu, dass oftmals spezielle Maßnahmen erforderlich sind, um eine geeignete Lichtemission einzustellen. Beispielsweise wird bei Bildschirmarbeitsplätzen gefordert, dass sowohl die Direktblendung der Lichtaustrittsöffnung als auch die Reflexblendung am Arbeitsplatz und die Intensität am Bildschirm unterhalb bestimmter normdefinierter Werte liegen muss. Um dies zu erreichen, werden häufig mechanische Blenden eingesetzt, sodass zwar eine gewünschte Entblendung erreicht wird, allerdings letztlich auch auf einen Teil des bereitgestellten Lichtes verzichtet wird bzw. ein Leuchtenwirkungsgrad sinkt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die vorstehenden Nachteile beseitigt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, wenn bei einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art das zumindest eine Leuchtmittel als LED ausgebildet ist und die Abdeckung zumindest ein flächiges Element, insbesondere ein Kunststoffelement, umfasst, das eine Abstrahlungscharakteristik des von der zumindest einen LED abgestrahlten Lichtes ändert.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass sich bei Kombination eines
Leuchtelementes aus einer oder mehreren LEDs mit reflektierenden Zonen an der Innenseite eines Gehäuses sowie einer Abdeckung das die Beleuchtungsvorrichtung verlassende Licht intensitätsmäßig gezielt einstellbar ist. Reflektierende Zonen an einer Innenseite eines Gehäuses sind an sich bekannt. Überraschend ist jedoch, dass diese im Zusammenhang mit der Abdeckung zu lichttechnischen Vorteilen führt. Durch die
Abdeckung wird ein Teil des von dem oder den LEDs emittierten Lichtes wieder reflektiert, sodass dieses auf die reflektierenden Zonen gelangt, und von dort wiederum reflektiert wird. Obwohl eine Lichtverteilung einer LED relativ eng bemessen ist und je nach
Gestaltung des Gehäuses zunächst auch kein emittiertes Licht auf die reflektierenden Zonen fällt, erweisen sich diese in der Folge bei mehrmaliger Reflexion des Lichtes innerhalb des Gehäuses von Vorteil, weil das Licht durch die mehrmalige Reflexion besonders gleichmäßig und somit homogen verteilt wird. Die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Effekte wie geringe Homogenität oder sehr stark konzentrierte Lichtemission werden dadurch beseitigt. Durch die Abdeckung wird zusätzlich erreicht, dass das homogenisierte bzw. hinsichtlich der Intensität gleichmäßig verteilte Licht zudem noch hinsichtlich der Abstrahlung aus der Beleuchtungsvorrichtung eingestellt werden kann. Somit können für den jeweiligen Einsatzzweck jeweils optimale
Beleuchtungsbedingungen geschaffen werden. So lässt sich nicht nur eine individuelle Lichtverteilung realisieren, sondern damit auch gleichzeitig eine Entblendung erreichen, ohne dass zusätzliche Elemente erforderlich wären. Das Licht kann daher voll ausgenutzt werden, ohne nachteilige Einschränkungen in Kauf nehmen zu müssen.
Das vorgesehene flächige Element ist bevorzugt an zumindest einer Oberfläche mit einer Struktur mit Erhöhungen und Vertiefungen ausgebildet, deren Abmessungen größer als eine Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes sind. Insbesondere kann es sich um ein flächiges Kunststoffelement handeln, das an der Oberfläche eine Zick-Zack-Struktur in Form einer Vielzahl von im Querschnitt dreieckigen Rillen aufweist. Die einzelnen Rillen, die beispielsweise in einer Folie mit einer Walze oder einem Prägeelement eingedruckt sein können, wirken wie Prismen. Besteht die Abdeckung nur aus dem flächigen
Kunststoffelement, wird dieses üblicherweise so angeordnet, dass die Rillen bzw. Prismen an einer Außenseite liegen. Die Innenseite ist dann in der Regel glatt und teilweise reflektierend ausgebildet. Durch die Prismen kommt es in Kombination mit den reflektierend wirkenden Zonen, die z. B. in ein Kunststoffmaterial durch spezielle
Fertigungstechniken eingebracht werden, zu Mehrfachreflexionen, sodass der ursprünglich enge und hoch konzentrierte Lichtkegel der Lichtemission einer LED homogen über die gesamte Fläche der Abdeckung verteilt werden kann. Möglich ist es dabei auch, dass die Abdeckung mit den Prismen nach innen angeordnet ist. Die Prismen können je nach gewünschter Lichtsituation verschiedene Strukturen aufweisen.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das flächige Element, das aus Glas oder einem transparenten Kunststoff gebildet sein kann, bereichsweise mit nicht transparenten Bereichen ausgebildet ist, deren Abmessungen größer als die Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes sind. Die nicht transparenten Bereiche können dabei innerhalb des flächigen Elementes und/oder auf diesem angeordnet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die nicht transparenten Bereiche in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind. Möglich ist es auch, dass an oder in der Abdeckung Partikel ein- und/oder angebracht sind, wobei die Partikel innerhalb der Folie und/oder auf dieser eine inhomogene Verteilung aufweisen können. Die Partikel weisen eine durchschnittliche Abmessung auf, die größer als die durchschnittliche Wellenlänge des Lichtes ist. Die Partikel können dabei eine bestimmte Farbe aufweisen.
Durch eine zonale bzw. bereichsweise Anordnung nicht transparenter Bereiche kann das homogenisierte Licht genau an jenen Stellen ausgegeben werden, wo es erforderlich ist. Mit anderen Worten: Der Lichtaustritt kann geometrisch strukturiert erfolgen. Dabei können die nicht transparenten Bereiche aus einem spiegelnden Material, beispielsweise Silber oder Aluminium, gebildet sein. Die einzelnen Bereiche wirken dann als zusätzliche Reflektoren, die mit den reflektierenden Zonen sowie der Prismenstruktur
zusammenwirken können. Möglich ist es auch, dass die nicht transparenten Bereiche aus einem nicht reflektierenden Material gebildet sind. Die Wahl des Materials sowie die Anordnung und Größe der nicht transparenten Bereiche kann genutzt werden, um das von der Beleuchtungsvorrichtung austretende Licht in vorbestimmter Weise zu
strukturieren und gewünschte Lichtintensitäten und Abstrahlcharakteristiken einzustellen.
Die Abdeckung ist in der Regel relativ dünn ausgebildet und weist üblicherweise eine Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 500 μηι, auf. Entsprechende Abdeckungen können dann als Folien vorliegen. Die Abdeckung kann bei Fertigung aus einem Kunststoff gegebenenfalls auch biegsam bzw. flexibel sein. Die Folien sind in der Regel farblos, können aber je nach Einsatzzweck auch farbig ausgebildet sein.
Mit Vorteil sind mehrere Leuchtmittel vorgesehen, wobei die Leuchtmittel jeweils als LEDs ausgebildet sind und wobei die LEDs in einer Röhre angeordnet sind. Die Röhre kann im Inneren des Gehäuses befestigt sein.
Insbesondere zur Aufnahme einer röhrenförmig ausgebildeten Leuchteinrichtung ist es zweckmäßig, dass das Gehäuse im Querschnitt mit einer halbrunden Aufnahme für eine Leuchteinrichtung ausgebildet ist, an welche seitliche Schenkel mit parabolischem Verlauf anschließen. Die Schenkel können hierbei die Abdeckung lösbar aufnehmen. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn die Schenkel endseitig mit waagrechten Fortsätzen zur Aufnahme der Abdeckung ausgebildet sind. Die Abdeckung lässt sich dann bei Bedarf einschieben bzw. kann gegen eine andere Abdeckung gewechselt werden, wenn ein Beleuchtungsmuster bzw. eine Lichtverteilung geändert werden soll. Die reflektierenden Zonen am oder innerhalb des Gehäuses können auf verschiedene Arten realisiert werden. Möglich ist es, dass im Gehäuse ein reflektierender Einsatz angeordnet wird. Zweckmäßiger ist es jedoch, wenn das Gehäuse bereits selbst reflektierend ausgebildet ist, weil dann zusätzliche Komponenten entfallen können. Hierfür kann beispielsweise das Gehäuse innenseitig mit einem reflektierenden Material beschichtet sein. Noch günstiger ist es, wenn das Gehäuse aus Aluminium gebildet ist, weil dann auf eine Beschichtung verzichtet werden kann. Grundsätzlich ist es dabei zweckmäßig, dass eine Reflexion an einer Innenseite des Gehäuses mehr als 90 %, insbesondere mehr als 95 %, beträgt.
Weiter Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus den
nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf weiche dabei Bezug genommen wird, zeigen: Fig. 1 eine Beleuchtungsvorrichtung im Querschnitt;
Fig. 2 eine Abdeckung im Querschnitt;
Fig. 3 und 4 Diagramme zur Lichtverteilung bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Abdeckung aus Glas sowie einer Abdeckung aus einer Kunststofffolie;
Fig. 5 bis 12 verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen mit zugehörigen
Lichtverteilungskurven.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 im Querschnitt dargestellt. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 kann
grundsätzlich aus beliebigen Materialien gebildet sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Das Gehäuse 2 ist dann einerseits leichtgewichtig und kann andererseits innenseitig hochglänzend ausgebildet sein. Das Gehäuse 2 kann auch mit einer oder mehreren Öffnungen ausgebildet sein, z. B. wenn Licht auch an eine Decke geworfen werden soll oder andere spezielle
Beleuchtungssituationen gewünscht sind. Dabei kann es sich um eine Vielzahl kleinerer Öffnungen, aber auch einen deckenseitigen Schlitz oder dergleichen handeln.
Das Gehäuse 2 ist in mehrere Abschnitte unterteilt, nämlich eine kopfseitige Aufnahme 21 sowie seitliche Schenkel 22, die an die kopfseitige Aufnahme 21 anschließen. Die kopfseitige Abnahme 21 anschließen. Die kopfseitige Aufnahme 21 ist im Querschnitt halbrund ausgebildet. Ein Radius der Aufnahme 21 bemisst sich in der Regel nach dem Durchmesser einer aufzunehmenden Röhre mit einer Vielzahl von LEDs. Ähnliches trifft zu, wenn eine Platine mit einer oder mehreren LEDs vorgesehen ist; in diesem Fall ist die Aufnahme 21 an die Platine entsprechend angepasst. Die Schenkel 22 sind hingegen im Querschnitt etwa parabolisch verlaufend ausgebildet. An den fußseitigen Enden der Schenkel 22 sind Fortsätze 23 vorgesehen, die es erlauben, eine Abdeckung 5 einzuschieben. Die Fortsätze 23 sind integral mit den Schenkeln 22 und diese wiederum integral mit der kopfseitigen Aufnahme 21 ausgebildet, sodass das Gehäuse 2 aus einem einzigen Bereich gefertigt werden kann. Aufgrund der hochreflektierenden Innenbereiche sind insbesondere an der Innenseite des Gehäuses 2 im Bereich der Schenkel 22 hochreflektierende Zonen 3 gegeben. Im kopfseitigen Bereich bzw. der Aufnahme 21 ist eine Röhre mit einer Vielzahl von Leuchtmitteln 4 aufgenommen, die als LEDs ausgebildet sind. Die LEDs müssen nicht in einer Röhre angeordnet sein, sondern können auch auf einer Platine oder einer anderen geeigneten Basis angeordnet sein, wobei eine oder mehrere LEDs vorgesehen sein können. Die Schenkel 22 sind dabei unabhängig von der Art der Anordnung der LEDs (Röhre, Platine etc.) in der Ausrichtung sowie Krümmung so abgestimmt, dass minimal 93 %, bevorzugt minimal 95 %, insbesondere mehr als 97 %, des von der oder den LEDs unmittelbar abgestrahlten Lichtes letztlich auf die der oder den LEDs gegenüberliegende obere Seite der Abdeckung 5 trifft. Dabei sind in der Regel zwischen der oder den LEDs und der Abdeckung 5 keine weiteren Elemente angeordnet.
Die Abdeckung 5 ist als flächiges Element ausgebildet, das sich üblicherweise über eine gesamte Länge der Beleuchtungsvorrichtung 1 erstreckt und das Gehäuse 2 nach unten hin abschließt. Die Abdeckung 5 kann grundsätzlich aus einem beliebigen transparenten Material gebildet werden. Infrage kommt Glas oder ein transparenter Kunststoff wie Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Transparente Kunststoffe sind bevorzugt, weil sich mit diesen die Abdeckung 5 leicht für spezielle Anwendungsfälle anpassen lässt. Wenn die Abdeckung 5 aus einem zumindest teilweise transparenten Kunststoff gebildet ist, beträgt eine übliche Dicke bzw. Stärke 200 μηι bis 800 μηι. Möglich ist es auch, dass die Abdeckung 5 aus mehreren Folien aus Kunststoff gebildet ist, die miteinander verbunden sind oder auch voneinander beabstandet sein können. Der Abdeckung 5 kommt im Zusammenwirken mit den reflektierenden Zonen 3 des Gehäuses 2 sowie der Emission des oder der Leuchtmittel 4 eine entscheidende
Bedeutung in Bezug auf das von der Beleuchtungsvorrichtung 1 abgestrahlte Licht zu. Hierfür ist die Abdeckung 5 gezielt strukturiert. Diese Strukturierung kann insbesondere darin bestehen, dass eine Oberfläche der Abdeckung 5 mit Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildet ist. Eine entsprechende Abdeckung 5 ist im Querschnitt in Fig. 2 dargestellt. Dabei wird die Abdeckung 5 so in der Beleuchtungsvorrichtung 1 positioniert, dass die Zick-Zack-Struktur nach unten gerichtet ist. Durch die Zick-Zack-Struktur ist eine Struktur gebildet, die bewirkt, dass die Abdeckung 5 bzw. Kunststofffolie auf einer Seite wie eine Vielzahl von Prismen wirkt, wobei Lage, Größe, Abstände und geometrische
Positionierung dieser Zick-Zack-Elemente zueinander entsprechend ausgebildet sind. Lichtstrahlen, die auf diese Strukturen treffen, können je nach Eintrittswinkel abgelenkt oder gestreut werden oder auch nach unten austreten oder nach oben zurückgeworfen werden (die Darstellung in Fig. 2 ist diesbezüglich nur als schematische Zeichnung zu verstehen). Dies ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 3 zeigt über den Austrittswinkel eine Lichtintensität für eine Beleuchtungsvorrichtung 1 , wobei die Abdeckung 5 aus einem herkömmlichen Glas gebildet ist, das keine Strukturierung aufweist und insbesondere eine Abstrahlungscharakteristik des auftreffenden Lichtes nicht verändert. Wie ersichtlich ist, ist im Bereich um 0° die Lichtintensität am höchsten und fällt zur Seite hin ab. In Fig. 4 sind Messdaten für die gleiche Beleuchtungsvorrichtung 1 dargestellt, wobei die
Abdeckung 5 aus Glas durch eine 300 μηι dicke Kunststofffolie aus Polycarbonat mit der erwähnten Zick-Zack-Struktur ersetzt ist. We aus Fig. 4 ersichtlich ist, verändert sich durch den Einsatz der Folie mit der Strukturierung die Lichtintensität über den Winkel. Je nach Messwinkel ist im Bereich von etwa ± 20° bis ± 50° die Lichtintensität deutlich höher und vor allem auch weitgehend konstant. Zur Seite hin fällt die Lichtintensität stark ab. Daraus geht hervor, dass durch die Strukturierung der Folie an der Oberfläche, z. B. durch Prägen oder Walzen, die Lichtintensität im Zentrum homogenisiert auf einem hohen Niveau gebündelt werden kann. An der Seite hingegen, wo in der Regel eine Entblendung zur Anwendung kommen müsste, sind nur geringe Lichtintensitäten feststellbar, sodass eine gesonderte Entblendung entbehrlich ist.
Neben der strukturellen Anpassung einer Abdeckung 5 bzw. Folie oder allenfalls auch eines strukturierten Glases, besteht eine weitere Möglichkeit in der gezielten Variation der Lichtintensität im Zusammenwirken der Abdeckung 5 mit den reflektierenden Zonen 3 darin, dass das flächige Element bzw. gegebenenfalls eine Folie bereichsweise mit nicht transparenten Bereichen ausgebildet wird. Die nicht transparenten Bereiche können aus Materialien gebildet sein, die stark reflektierend sind, beispielsweise Silber oder
Aluminium. Entsprechende Strukturen lassen sich insbesondere bei Verwendung einer Folie aus bzw. Abdeckung 5 aus Kunststoff leicht durch ein Druckverfahren aufbringen. Möglich ist es auch, bei der Herstellung einer Folie bzw. Abdeckung 5 entsprechende Strukturen innerhalb der Abdeckung 5 zu integrieren. Neben stark reflektierenden
Bereichen oder alternativ zu diesen können Bereiche vorgesehen sein, die aus nicht reflektierenden Materialien gebildet sind, was vom jeweiligen Einsatzzweck abhängt.
Eine Ausbildung der Zick-Zack-Struktur ist nicht auf die spezielle Darstellung in Fig. 2 beschränkt, sondern umfasst beispielsweise auch eine gewellte Form, die sich
insbesondere in Bezug auf eine Homogenität des Lichtes als vorteilhaft erweisen kann. Auf der Zick-Zack-Struktur, die im Querschnitt auch asymmetrisch sein kann, kann auf einem Teil der außenseitigen Flanken auch ein reflektierendes Material aufgebracht sein, wenn ein stark asymmetrisches Lichtverhalten gewünscht ist. Des Weiteren können auf der ebenen Seite der Abdeckung gemäß Fig. 2 auch schräg bzw. freistehende Flächen angeordnet sein, was sich beispielsweise im 3-D-Druck erzielen lässt. In Fig. 5 bis 12 sind mehrere Beispiele einer Beleuchtungsvorrichtung 1 mit teilweise nicht transparenten Bereichen dargestellt. Des Weiteren sind Messkurven dargestellt, in welchen jeweils Lichtintensitäten ersichtlich ist. Nicht transparente Bereiche sind aus kleinen Reflektoren aus Silber gebildet, die auf die Folie aufgedruckt werden. We aus den Messkurven ersichtlich ist, kann durch die Abstimmung der nicht transparenten Bereiche, in welchen das Licht der LEDs auf die hochreflektierenden Zonen 3 zurückgeworfen wird, ehe dieses nach mehrmaliger Reflexion in den transparenten Bereichen austreten kann, beliebig verändert werden.
Werden Beleuchtungsvorrichtungen 1 gemäß Fig. 5 bis 12 mit nicht transparenten Bereichen oder Partikeln, die in die Abdeckung 5 wie eine Kunststofffolie eingebracht sind, kombiniert, werden Lichtstrahlen von den nicht transparenten Bereichen bzw.
Partikeln wieder zu den Zick-Zack-Strukturen zurückgeworfen. Ein Teil der dann von den Zick-Zack-Strukturen zurückgeworfenen Lichtstrahlen wird auch auf die
hochreflektierenden Zonen 3 zurückgeworfen. Dies bedeutet, dass das an sich hoch konzentrierte und mit einer bestimmten Lichtverteilung austretende Licht der LEDs vielfach sowohl innerhalb der Abdeckung 5 als auch an den hochreflektierenden Zonen 3 reflektiert wird. Das bewirkt nicht nur ein hohes Maß an Homogenisierung und
Entblendung des Lichtes, sondern ermöglicht auch ein gezieltes Bündeln und Verteilen des aus der Abdeckung 5 bzw. Kunststofffolie austretenden Lichtes. Weitere alternative Ausbildungen der Abdeckung 5 kommen ebenfalls infrage. So kann die Abdeckung 5 mit integralen Linsen ausgebildet sein, z. B. durch gezielte lokale Variation der Eigenschaften wie des Brechungsindex. Beispielsweise kann eine
Abdeckung 5 im 3-D-Druck aus einem ersten Kunststoff erstellt werden, wobei die Linsen durch einen zweiten Kunststoff anderer Zusammensetzung gedruckt werden. Auch holografische Techniken können zur Gestaltung der Abdeckung 5 eingesetzt werden, gegebenenfalls auch in Kombination mit anderen Techniken, die vorstehend beschrieben sind.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung (1), umfassend ein Gehäuse (2), reflektierende Zonen (3) am oder innerhalb des Gehäuses (2), zumindest ein Leuchtmittel (4) und eine Abdeckung (5) mit einem zumindest teilweise transparenten Material, wobei das Leuchtmittel (4) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und die Abdeckung (5) am Gehäuse (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Leuchtmittel (4) als LED ausgebildet ist und die Abdeckung (5) zumindest ein flächiges Element, insbesondere ein Kunststoffelement, umfasst, das eine Abstrahlungscharakteristik des von der zumindest einen LED abgestrahlten Lichtes ändert.
2. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element an zumindest einer Oberfläche mit einer Struktur mit Erhöhungen und Vertiefungen ausgebildet ist, deren Abmessungen größer als eine Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes sind.
3. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element bereichsweise mit nicht transparenten Bereichen ausgebildet ist, deren Abmessungen größer als die Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes sind.
4. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht transparenten Bereiche innerhalb des Elementes und/oder auf diesem angeordnet sind.
5. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht transparenten Bereiche in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind.
6. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abdeckung eine Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 500 μηι, aufweist.
7. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtmittel (4) vorgesehen sind, wobei die Leuchtmittel (4) jeweils als LEDs ausgebildet sind und wobei die LEDs in einer Röhre angeordnet sind.
8. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im Querschnitt mit einer halbrunden Aufnahme (21) für eine Leuchteinrichtung ausgebildet ist, an welchen seitliche Schenkel (22) mit parabolischem Verlauf anschließen.
9. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (22) die Abdeckung (5) lösbar aufnehmen.
10. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (22) endseitig mit waagrechten Fortsätzen (23) zur Aufnahme der Abdeckung
(5) ausgebildet sind.
1 1. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) innenseitig mit einem reflektierenden Material beschichtet ist.
12. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus Aluminium gebildet ist.
13. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reflexion an einer Innenseite des Gehäuses (2) mehr als 90 %, insbesondere mehr als 95 %, beträgt.
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