EP3374687A1 - Led-leuchte und verfahren zur beeinflussung der spektralverteilung der led-leuchte - Google Patents

Led-leuchte und verfahren zur beeinflussung der spektralverteilung der led-leuchte

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EP3374687A1
EP3374687A1 EP16795059.1A EP16795059A EP3374687A1 EP 3374687 A1 EP3374687 A1 EP 3374687A1 EP 16795059 A EP16795059 A EP 16795059A EP 3374687 A1 EP3374687 A1 EP 3374687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
led
light
color
group
leds
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16795059.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lisa MORR
Christian GERBIG
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.)
Eaton Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Intelligent Power Ltd filed Critical Eaton Intelligent Power Ltd
Publication of EP3374687A1 publication Critical patent/EP3374687A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/62—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using mixing chambers, e.g. housings with reflective walls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2227/00—Animals characterised by species
    • A01K2227/50—Amphibians, e.g. Xenopus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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 an LED lamp with a plurality of differently colored LEDs (light-emitting diodes). These have at least one LED group with the colors blue, green and red for additive color mixing.
  • such a light-emitting diode is a semiconductor diode in which the property of the light generated can be varied by appropriate doping of the half-material. Especially the spectral range and the efficiency can be influenced in this way.
  • LEDs with the colors red, green, yellow, orange and also blue.
  • light-emitting diodes are not heat radiators, such as incandescent lamps and emit light in a limited spectral range. That is, the light emitted from an LED is almost monochromatic.
  • CIE standard color system For the corresponding representation of the totality of perceptible colors, the so-called RGB color space or else a so-called CIE standard color chart is used in this context.
  • RGB color space For the corresponding representation of the totality of perceptible colors, the so-called RGB color space or else a so-called CIE standard color chart is used in this context.
  • this color space can be combined with the primary colors red, green and blue by a coordinate representation to describe a corresponding proportion of each primary color of any color of the color space, see additive color mixing.
  • a color space can also be represented by representing a corresponding curve all by an LED group with the colors blue, green and red representing colors. There are areas of the entire theoretical color space that can not be reached, for example, by such an LED group. That is, certain perceptible colors are not representable by the LED group.
  • color rendering index Ra Another size related to color rendering is the so-called color rendering index Ra.
  • This is understood as a photometric quantity with which the quality of the color reproduction of light sources of the same correlated color temperature can be described.
  • the color rendering index reaches a value of 100 if a corresponding light source perfectly reproduces the spectrum of a reference light source of the same color temperature in the range of visible wavelengths.
  • EP 2 601 436 In connection with LED lights, it is also known from EP 2 601 436 to influence a spectral distribution of the luminaire. This influence serves, for example, to attenuate or even to amplify certain colors when the light is emitted by the luminaire, as required, with this influencing being carried out with regard to a specific species or specific animal species which have increased sensitivity in a corresponding spectral range compared to humans.
  • An example of such an animal species are turtles. These are quenched by certain spectral distributions and the associated brightness sensation, so that, for example, they do not visit beach areas or the like for oviposition, in which an illumination with a corresponding spectral component is present. That is, this particular portion of the spectral distribution is reduced without suffering from human illumination of pathways or the like. This is described in EP 2 601 436.
  • the invention has for its object to improve an LED lamp of the type mentioned in that more area of the color space can be achieved with high color rendering index and optionally at the same time influence the spectral distribution in view of increased sensitivities of certain animal species compared to humans.
  • This object is solved by the features of patent claim 1.
  • the solution is characterized in that at least one additional LED is associated with one of the colors of the LED group different color of the LED group.
  • This additional LED results in their corresponding control another color, which makes other or additional areas of the color space accessible together with the colors of the LED group.
  • the additional LED not only other areas of the color space are achieved in a simple manner, but also the spectral distribution in particular of the visible light of the corresponding LED light can be influenced, for example, to a higher sensitivity of a particular species or species compared to humans account wear.
  • the color rendering index in the case of the LED luminaire according to the invention is increased by the additional LED.
  • the LED group may be formed of separate individual LEDs. That is, there is one LED with the color blue, one LED with the color green and one LED with the color red, which are each separately controllable.
  • Another possibility for realizing an LED group can be seen, for example, in that it has at least one multi-chip LED.
  • Such a multi-chip LED is characterized in particular by the fact that three different LED chips are combined to form a so-called multi-chip LED.
  • Yet another possibility for realizing an LED group is, for example, that it is formed from at least one LED module.
  • Such an LED module may have one or more of the above-mentioned LEDs of the respective colors blue, green and red. For each of these LED groups applies that this is assigned at least one additional LED. Of course, depending on the number of LEDs in a group, several additional LEDs can be assigned to such a group.
  • the LED group can be formed of individually controllable LEDs. This also applies in connection with the additional LED, which can also be controlled individually or can also be part of the LED group and the corresponding realization of such an LED group.
  • the auxiliary LED may be formed in a manner similar to the LEDs of the LED group, namely as a single LED, as part of the multi-chip LED or as part of the LED module. This also applies analogously to the two, three or more additional LEDs.
  • the LED light can have a control device for individually controlling each LED group or each LED.
  • this control is not only used, for example, to control the current of the corresponding LEDs, but also as light control and / or time control.
  • one or more LEDs depending on the time of day is controlled differently or a total of a corresponding light control of the LED light can be done in particular daylight-dependent.
  • the LED light in bright daylight can be turned off by such a light control, while it is already switched on at dusk or in bad weather with a certain intensity, which then reaches its maximum value in the dark.
  • the LED light can be influenced in its spectral distribution in order to take into account, for example, corresponding increased sensitivities of certain animal species or a specific animal species in comparison to humans.
  • a light output of at least one LED of the LED group is reduced or this at least one LED is turned off, while at least one additional LED is turned on and driven for light output.
  • a reduction of the light output or activation of the additional LED is effected in particular by a control of the power supply.
  • the control takes place, for example, in that one LED of the LED group with the color blue is reduced or switched off in its light output, while an additional LED with the color yellow or amber is switched on and controlled accordingly.
  • the color "amber” corresponds to a primary color which lies between yellow and orange
  • the method according to the invention is used in particular to influence the spectral distribution of the LED luminaire in a region in which a particular animal species or specific species of animal has a higher density
  • the influencing of the spectral distribution takes place in particular in the visible range of the light, see, for example, the switching off of an LED of the color blue and the switching on of an additional LED with the color yellow or amber.
  • Figure 1 shows a cross section through an embodiment of an LED lamp according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view obliquely from below of the LED light according to FIG.
  • FIG. 3 shows a CIE standard color system for essentially one LED group of LEDs of the colors blue, green and red;
  • FIG. 4 shows a CIE standard color system analogous to FIG. 3 with activated additional LED
  • Figure 5 is a spectral distribution of the LED lamp according to the invention with controlled
  • FIG. 6 shows a spectral distribution analogous to FIG. 5 without additional LED
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an LED lamp according to the invention with LED groups and
  • FIG. 1 shows a cross section through an exemplary embodiment of an LED luminaire 1 according to the invention.
  • This has a cross-section in approximately semi-circular lamp housing 7.
  • This has at its lower end in Figure 1 an opening in which by means of a Abdeckungshalterings 9 a transparent cover 8 is held.
  • the cover retaining ring 9 can be screwed into the luminaire housing 7.
  • the luminaire housing 7 has on its inside a reflection device 1 1 and its outside is simultaneously formed as a cooling device 19.
  • a printed circuit 12 is arranged, on which a plurality of LEDs 2, 3, 4 and 5 is arranged. These are arranged annularly within the lamp housing.
  • a cover fixing ring 20 is arranged and the cover 8 is surrounded by a sealing ring 10.
  • FIG. 2 shows the LED light 1 according to FIG. 1 in a perspective view obliquely from below.
  • FIGS. 3 and 4 show two different RGB color spaces 13 or CIE standard color systems.
  • a black body curve 14 is indicated, and in FIG. 3 a corresponding color space with colors which can be represented by an LED group with the colors blue, green and red, see the triangular border , These are the colors that can be displayed by the LED lamp without additional LED.
  • certain colors can not be represented, for example see a large part of the yellow area between wavelengths from 560 to approximately 580 nm.
  • the corresponding additional LED 5 see also the following figures, additionally turned on, extends the RGB color space 13 corresponding to Figure 4, see the extension of the corresponding triangle of Figure 3 in about a dragon shape of Figure 4 with additional point in the Wavelength 575 nm. That is, a large area of the yellow color space is additionally accessible.
  • the representation of the RGB color space 13 according to FIG. 4 corresponds to an additional LED of the color yellow or amber. It is of course possible to extend the color space in other directions with respect to that of Figure 3, for example, by other colored additional LEDs are switched on.
  • FIGS. 3 and 4 the color space of RGB LEDs, see FIG. 3, can be extended by assigning an additional LED, see FIG. 4.
  • the representation in FIGS. 5 and 6 is analogous, showing a corresponding spectral distribution, in particular in the region of the visible light of the LED luminaire according to the invention, with two different circuits of corresponding LEDs.
  • FIG. 5 shows the spectral distribution 15 with an LED group of the colors blue, green and red and an additional LED of the color amber.
  • a corresponding LED of the LED group with color blue is switched off.
  • a corresponding color rendering index has a value of 64 and results in a spectral distribution that is adapted to a sensitivity of a specific species, here turtle. That is, the spectral distribution is turtle friendly, that is, there is no deterrence or the like of turtles, for example, for oviposition on a beach or the like with appropriate lighting Spectral distribution of Figure 5 want. Furthermore, the lighting is sufficient for people to walk or work along paths or near factories or the like near the oviposition area of turtles, for example.
  • the correspondingly calculated color rendering index is lower in FIG. 6, namely 43.
  • the spectral distribution can be adapted with regard to corresponding different sensitivities of a specific animal species and humans, for example, not to prevent the animal by a deterrent lighting, for example, at a laying eggs.
  • the animal species indicated was exemplary only, and other animal species may possibly also be considered by other spectral distributions according to Figures 5 and 6, according to their photosensitivity.
  • the light output is in no way negatively influenced and at the same time a high color rendering index is achieved. Overall, there is a good visual effectiveness of the LED lamp according to the invention.
  • a corresponding LED group or RGB LED can be implemented in different ways.
  • An example is shown in FIG.
  • Other examples may include an LED array of separate discrete LEDs, these discrete LEDs each having the color blue, green, or red.
  • each LED group can be formed from at least one multi-chip LED or from at least one LED module. Such an LED module may in turn comprise individual LEDs or even multi-chip LEDs.
  • auxiliary LED or the majority of these LEDs can also be a single LED, as part of a multi-chip LED or be formed as part of the LED module, so that the additional LED can be handled and installed together with the LED group.
  • each LED group 17 each with a LED 2, 3, 4 of the color blue, green and red are shown. At least two of the LED groups 17 are part of a superordinate LED module 18. Part of each LED module 18 is also an additional LED 5, for example, the color yellow or amber.
  • each LED module 18 includes only one LED group 17 and the additional LED 5 is assigned to the module.
  • each of the individual LEDs 2, 3, 4 or 5 of Figure 7 is already an LED group 17, for example, includes an LED of the color blue, green, red and the color of the corresponding additional LED.
  • each of the individual LEDs 2, 3 and 4 according to FIG. 7 is a multi-chip LED which already comprises three LEDs of the colors blue, green and red.
  • LEDs either individually or as a group, as well as LED groups and LED modules are possible.
  • the representation of Figure 7 is only to illustrate the invention and in particular for explaining the assignment of an additional LED for example, an RGB LED.
  • a control device 6 of the LED lamp 1 is assigned. This is used to control the individual LEDs and in particular, see the spectral distribution 15 and 16 of Figures 5 and 6, for driving an LED of the corresponding LED group and for driving the auxiliary LED or LEDs. As a result, for example, a blue LED of each LED group is turned off and the corresponding additional LED 5 is turned on. As a result, the different spectral distributions 15 and 16 according to FIGS. 5 and 6 are realized. This also applies analogously to FIGS. 3 and 4 and the different regions of the RGB color space.
  • the corresponding control device can not only be used to control the individual LEDs for changing the spectral range, but can also be used overall for light control and / or time control.
  • the lighting control can comprise a total of dimming and switching on and off the LED light
  • the time control includes a corresponding timing to For example, in daylight and sufficient lighting to turn off the LED light.
  • LED lamp and a corresponding method results in an LED lamp and a corresponding method in which the light output of at least one LED of an LED group can be reduced or this at least one LED is turned off. Instead of this LED, which is reduced or switched off in the light output, at least one additional LED is then switched on and driven to emit light. This is usually done by controlling the power supply of the various LEDs.
  • LED lamp and method according to the invention are used to influence a corresponding spectral distribution of the LED light in a range in which a certain species or certain animal species have a higher sensitivity compared to humans.
  • the light output is reduced as otherwise by filters, for example, and a high color rendering index is made possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte (1) mit einer Vielzahl von verschiedenfarbigen LEDs (2, 3, 4), welche zumindest LED-Gruppen (17) mit den Farben Blau, Grün und Rot zur additiven Farbmischung bilden, wobei der LED-Gruppe wenigstens eine Zusatz-LED (5) mit einer von den Farben der LED-Gruppe (17) abweichenden Farbe der LED-Gruppe zugeordnet ist.

Description

LED-Leuchte und Verfahren zur Beeinflussung der Spektralverteilung der LED- Leuchte
Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte mit einer Vielzahl von verschiedenfarbigen LEDs (lichtemittierende Dioden). Diese weisen zumindest eine LED-Gruppe mit den Farben Blau, Grün und Rot zur additiven Farbmischung auf.
Bekannterweise ist eine solche Leuchtdiode eine Halbleiterdiode, bei der sich durch entsprechende Dotierung des Halbmaterials die Eigenschaft des erzeugten Lichtes variieren lässt. Vor allem der Spektralbereich und die Effizienz lassen sich so beeinflussen. Es gibt LEDs mit der Farbe Rot, Grün, Gelb, Orange und auch Blau. Leuchtdioden sind allerdings keine Wärmestrahler, wie beispielsweise Glühlampen und emittieren Licht in einem begrenzten Spektralbereich. Das heißt, das von einer LED abgegebene Licht ist nahezu monochromatisch.
Es besteht die Möglichkeit, mittels LEDs auch weißes Licht zu erzeugen. Dies ist beispielsweise möglich mit einer blauen Leuchtdiode und einem entsprechenden Lumineszenzfarbstoff. Das heißt, ähnlich wie auch in Leuchtstoffröhren wird das blaue Licht teilweise in längerwelliges Licht umgewandelt, wobei sich durch additive Farbmischung dann insgesamt ein weißes Licht ergibt.
Es ist ebenfalls möglich, LEDs der Farben Blau, Grün und Rot miteinander zur additiven Farbmischung zu kombinieren, um so weißes Licht zu erzeugen.
Im Zusammenhang mit verschiedenfarbigen Lichtquellen und additiver Farbmischung sind einige weitere Dinge zu beachten.
Um beispielsweise eine Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung und den physikalischen Ursachen des Farbreizes herzustellen, gibt es ein sogenanntes CIE- Normfarbsystem. Zur entsprechenden Darstellung der Gesamtheit wahrnehmbarer Farben dient in diesem Zusammenhang der sogenannte RGB-Farbraum oder auch eine sogenannte CIE-Normfarbtafel. In diesem Farbraum lässt sich mit den Grundfarben Rot, Grün und Blau durch eine Koordinatendarstellung zur Beschreibung eines entsprechenden Anteils einer jeden Grundfarbe jede beliebige Farbe des Farbraums zusammensetzen, siehe additive Farbmischung. In einem solchen Farbraum lassen sich auch durch Darstellen einer entsprechenden Kurve alle durch eine LED-Gruppe mit den Farben Blau, Grün und Rot darstellenden Farben kennzeichnen. Dabei gibt es Bereiche des gesamten theoretischen Farbraums, die beispielsweise durch eine solche LED-Gruppe nicht erreichbar sind. Das heißt, gewisse wahrnehmbare Farben sind durch die LED-Gruppe nicht darstellbar.
Eine weitere Größe im Zusammenhang mit der Farbwiedergabe ist der sogenannte Farbwiedergabeindex Ra. Darunter versteht man eine photometrische Größe, mit der sich die Qualität der Farbwiedergabe von Lichtquellen gleicher korrelierter Farbtemperatur beschreiben lässt. Als Referenz zur Beurteilung der Wiedergabequalität dient dazu bis zu einer Farbtemperatur von 5.000 K das Licht, das von einem schwarzen Strahler entsprechender Farbtemperatur abgegeben wird. Der Farbwiedergabeindex erreicht einen Wert von 100, falls eine entsprechende Lichtquelle das Spektrum einer Referenzlichtquelle gleicher Farbtemperatur im Bereich der sichtbaren Wellenlängen perfekt nachbildet.
Im Zusammenhang mit LED-Leuchten ist außerdem aus der EP 2 601 436 bekannt, eine Spektralverteilung der Leuchte zu beeinflussen. Diese Beeinflussung dient dazu, beispielsweise bei der Lichtabgabe der Leuchte bestimmte Farben abzuschwächen oder auch zu verstärken je nach Erfordernis, wobei diese Beeinflussung im Hinblick auf eine bestimmte Tierart oder bestimmte Tierarten erfolgt, die eine im Vergleich zum Menschen erhöhte Empfindlichkeit in einem entsprechenden Spektralbereich aufweisen. Ein Beispiel für eine solche Tierart sind Schildkröten. Diese werden durch bestimmte Spektralverteilungen und der damit verbundenen Helligkeitsempfindung abgeschreckt, so dass sie beispielsweise zur Eiablage keine Strandbereiche oder dergleichen aufsuchen, in denen eine Beleuchtung mit entsprechendem Spektralanteil vorhanden ist. Das heißt, dieser bestimmte Anteil der Spektralverteilung wird reduziert, ohne dass die für den Menschen wichtige Ausleuchtung von Wegen, oder dergleichen darunter leidet. Dies ist in der EP 2 601 436 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine LED-Leuchte der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass weitere Bereich des Farbraums mit hohem Farbwiedergabeindex erreichbar sind und gegebenenfalls gleichzeitig eine Beeinflussung der Spektralverteilung im Hinblick auf erhöhte Empfindlichkeiten bestimmter Tierarten im Vergleich zum Menschen erfolgen kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Insbesondere zeichnet sich die Lösung dadurch aus, dass wenigstens eine Zusatz-LED mit einer von den Farben der LED-Gruppe abweichenden Farbe der LED-Gruppe zugeordnet ist.
Durch diese Zusatz-LED ergibt sich durch deren entsprechende Ansteuerung eine weitere Farbe, die zusammen mit den Farben der LED-Gruppe andere oder auch zusätzliche Bereiche des Farbraums zugänglich macht.
Bisher erfolgte beispielsweise eine Veränderung der Farbe der entsprechenden Leuchte durch Einsatz von Filtern oder dergleichen. Dies sind zusätzliche Einrichtungen beispielsweise im Bereich einer transparenten Abdeckung der Leuchte, durch die das Licht austritt. Bei einem solchen Filter ist allerdings von Nachteil, dass die Effektivität der Leuchte reduziert wird, da durch den Filter die Lichtabgabe reduziert wird.
Durch die Zusatz-LED werden in einfacher Weise nicht nur andere Bereiche des Farbraums erreicht, sondern auch die Spektralverteilung insbesondere des sichtbaren Lichts der entsprechenden LED-Leuchte wird beeinflussbar, um beispielsweise einer höheren Empfindlichkeit einer bestimmten Tierart oder bestimmter Tierarten im Vergleich zum Menschen Rechnung zu tragen.
Gleichzeitig wird im Gegensatz zum Filtern der Farbwiedergabeindex bei der erfindungsgemäßen LED-Leuchte durch die Zusatz-LED erhöht.
Zur Realisierung einer entsprechenden LED-Gruppe sind verschiedene Möglichkeiten denkbar.
Beispielsweise kann die LED-Gruppe aus separaten Einzel-LEDs gebildet sein. Das heißt, es gibt eine LED mit der Farbe Blau, eine LED mit der Farbe Grün und eine LED mit der Farbe Rot, die jeweils separat ansteuerbar sind. Es besteht in diesem Zusammenhang natürlich ebenfalls die Möglichkeit, verschiedene LEDs einer bestimmten Farbe zusammenzufassen und mit den jeweils anderen LEDs der anderen Farben dann zur additiven Farbmischung zu kombinieren. Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung einer LED-Gruppe kann beispielsweise darin gesehen werden, dass diese zumindest eine Mehr- Chip-LED aufweist. Eine solche Mehr-Chip-LED zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass drei verschiedene LED-Chips zu einer sogenannten Mehr-Chip-LED kombiniert werden. Eine noch weitere Möglichkeit zur Realisierung einer LED-Gruppe ist beispielsweise, dass diese aus zumindest einem LED-Modul gebildet ist. Ein solches LED-Modul kann eine oder mehrere der obengenannten LEDs jeweils der entsprechenden Farben Blau, Grün und Rot aufweisen. Für jede dieser LED-Gruppen gilt, dass dieser zumindest eine Zusatz-LED zugeordnet ist. Selbstverständlich können je nach Anzahl der LEDs in einer Gruppe auch mehrere Zusatz- LEDs einer solchen Gruppe zugeordnet werden.
Um gegebenenfalls die Farbe der LED-Leuchte in einfacher Weise beeinflussen zu können, kann die LED-Gruppe aus einzeln ansteuerbaren LEDs gebildet sein. Dies gilt ebenfalls in Zusammenhang mit der Zusatz-LED, die ebenfalls einzeln ansteuerbar sein kann oder auch Teil der LED-Gruppe und der entsprechenden Realisierung einer solchen LED-Gruppe sein kann.
Wie bereits ausgeführt, können ebenfalls auch zwei, drei oder mehr Zusatz-LEDs jeder LED- Gruppe zugeordnet sein. In diesem Zusammenhang kann die Zusatz-LED in ähnlicher Weise wie die LEDs der LED- Gruppe ausgebildet sein, nämlich als Einzel-LED, als Teil der Mehr-Chip-LED oder als Teil des LED-Moduls. Dies gilt analog auch für die zwei, drei oder mehr Zusatz-LEDs.
Um jede LED-Gruppe oder auch jede einzelne LED ansteuern zu können, kann die LED- Leuchte eine Steuereinrichtung zur individuellen Ansteuerung jeder LED-Gruppe oder jeder LED aufweisen.
Dabei erweist es sich in der Regel weiterhin als vorteilhaft, wenn diese Ansteuerung nicht nur beispielsweise zur Stromsteuerung der entsprechenden LEDs eingesetzt wird, sondern auch als Lichtsteuerung und/oder Zeitsteuerung.
Das heißt, dass beispielsweise eine LED oder mehrere LEDs je nach Tageszeit unterschiedlich angesteuert wird oder werden und auch insgesamt eine entsprechende Lichtsteuerung der LED-Leuchte insbesondere tageslichtabhängig erfolgen kann. In der Regel kann beispielsweise die LED-Leuchte bei hellem Tageslicht durch eine solche Lichtsteuerung ausgeschaltet werden, während sie in der Dämmerung oder auch bei schlechtem Wetter bereits mit einer bestimmten Lichtstärke eingeschaltet wird, die bei Dunkelheit dann ihren größten Wert erreicht. Eingangs wurde bereits darauf hingewiesen, dass die LED-Leuchte in ihrer Spektralverteilung beeinflusst werden kann, um beispielsweise entsprechenden erhöhten Empfindlichkeiten bestimmter Tierarten oder einer bestimmten Tierart im Vergleich zum Menschen Rechnung zu tragen. Dies erfolgt erfindungsgemäß bei der eingangs beschriebenen LED-Leuchte dadurch, dass eine Lichtabgabe wenigstens einer LED der LED-Gruppe reduziert wird oder diese wenigstens eine LED ausgeschaltet wird, während zumindest eine Zusatz-LED zur Lichtabgabe eingeschaltet und angesteuert wird. Eine solche Reduzierung der Lichtabgabe oder Ansteuerung der Zusatz-LED erfolgt insbesondere durch eine Steuerung der Stromversorgung. In der Regel erfolgt die Ansteuerung beispielsweise dadurch, dass eine LED der LED- Gruppe mit der Farbe Blau in ihrer Lichtabgabe reduziert oder ausgeschaltet wird, während eine Zusatz-LED mit der Farbe Gelb oder Amber eingeschaltet und entsprechend angesteuert wird.
Die Farbe„Amber" entspricht dabei einer Grundfarbe, die zwischen Gelb und Orange liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere dazu verwendet, um die Spektralverteilung der LED-Leuchte in einem Bereich zu beeinflussen, in dem eine bestimmte Tierart oder bestimmte Tierarten eine im Vergleich zum Menschen erhöhte Empfindlichkeit aufweisen. Die Beeinflussung der Spektralverteilung erfolgt insbesondere im sichtbaren Bereich des Lichts, siehe beispielsweise das Ausschalten einer LED der Farbe Blau und das Einschalten einer Zusatz-LED mit der Farbe Gelb oder Amber.
Wie bereits auch im Zusammenhang mit der LED-Leuchte ausgeführt, kann eine Ansteuerung aller oder auch nur einzelner LEDs zusätzlich zur Lichtsteuerung und/oder Zeitsteuerung durchgeführt werden.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED- Leuchte;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf die LED-Leuchte nach Figur
1 ; Figur 3 ein CIE-Normfarbsystem für im Wesentlichen eine LED-Gruppe aus LEDs der Farben Blau, Grün und Rot;
Figur 4 ein CIE-Normfarbsystem analog zu Figur 3 mit angesteuerter Zusatz-LED;
Figur 5 eine Spektralverteilung der erfindungsgemäßen LED-Leuchte mit angesteuerter
Zusatz-LED;
Figur 6 eine Spektralverteilung analog zu Figur 5 ohne Zusatz-LED, und
Figur 7 eine Prinzipskizze einer LED-Leuchte gemäß Erfindung mit LED-Gruppen und
Steuereinrichtung.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 1 . Diese weist ein im Querschnitt in etwa halbkreisförmiges Leuchtengehäuse 7 auf. Dieses weist an seinem unteren Ende in Figur 1 eine Öffnung auf, in der mittels eines Abdeckungshalterings 9 eine transparente Abdeckung 8 gehalten ist. Der Abdeckungshaltering 9 ist in das Leuchtengehäuse 7 einschraubbar. Das Leuchtengehäuse 7 weist auf seiner Innenseite eine Reflektionseinrichtung 1 1 auf und seine Außenseite ist gleichzeitig als Kühleinrichtung 19 ausgebildet.
Zwischen Leuchtengehäuse 7 und Abdeckungshaltering 9 ist eine gedruckte Schaltung 12 angeordnet, auf der eine Mehrzahl von LEDs 2, 3, 4 und 5 angeordnet ist. Diese sind ringförmig innerhalb des Leuchtengehäuses angeordnet.
Zum Fixieren der transparenten Abdeckung ist ein Abdeckungsfixierring 20 angeordnet und die Abdeckung 8 ist von einem Dichtring 10 umgegeben.
In Figur 2 ist die LED-Leuchte 1 nach Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten dargestellt.
Durch die transparente Abdeckung 8 tritt Licht aus der LED-Leuchte 1 aus, wenn die entsprechenden LEDs eingeschaltet sind.
In den Figuren 3 und 4 sind zwei verschiedene RGB-Farbräume 13 beziehungsweise CIE- Normfarbsysteme dargestellt. In dem RGB-Farbraum 13 nach Figur 3 ist wie auch in Figur 4 ein Schwarzkörperkurve 14 angedeutet sowie in Figur 3 ein entsprechender Farbraum mit Farben, die durch eine LED- Gruppe mit den Farben Blau, Grün und Rot darstellbar sind, siehe die dreieckförmige Umrandung. Dies sind die durch die LED-Leuchte ohne Zusatz-LED darstellbaren Farben. Aus dem RGB-Farbraum 13 nach Figur 3 ist erkennbar, dass gewisse Farben nicht darstellbar sind, siehe beispielsweise einen großen Teil des gelben Bereichs zwischen Wellenlängen von 560 bis rund 580 nm.
Wird die entsprechende Zusatz-LED 5, siehe auch die folgenden Figuren, zusätzlich eingeschaltet, erweitert sich der RGB-Farbraum 13 entsprechend zu Figur 4, siehe die Erweiterung des entsprechenden Dreiecks nach Figur 3 in etwa eine Drachenform nach Figur 4 mit zusätzlichem Punkt bei der Wellenlänge 575 nm. Das heißt, ein großer Bereich des gelben Farbraums wird zusätzlich zugänglich.
Die Darstellung des RGB-Farbraums 13 nach Figur 4 entspricht einer Zusatz-LED der Farbe Gelb oder Amber. Es ist selbstverständlich möglich, den Farbraum auch in andere Richtungen gegenüber dem nach Figur 3 zu erweitern, indem beispielsweise andersfarbige Zusatz-LEDs zugeschaltet werden.
Zusammenfassend ergibt sich nach Figuren 3 und 4, dass der Farbraum von RGB-LEDs, siehe Figur 3, durch Zuordnung einer Zusatz-LED, siehe Figur 4, erweitert werden kann. Analog ist die Darstellung in Figuren 5 und 6, die eine entsprechende Spektralverteilung insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichts der LED-Leuchte gemäß Erfindung mit zwei unterschiedlichen Beschaltungen entsprechender LEDs zeigt.
In Figur 5 ist die Spektralverteilung 15 mit einer LED-Gruppe der Farben Blau, Grün und Rot und einer Zusatz-LED der Farbe Amber dargestellt. Dabei ist allerdings zusätzlich zu beachten, dass eine entsprechende LED der LED-Gruppe mit Farbe Blau ausgeschaltet ist. Ein entsprechender Farbwiedergabeindex hat einen Wert von 64 und es ergibt sich eine Spektralverteilung, die an eine Empfindlichkeit einer spezifischen Tierart, hier Schildkröte, angepasst ist. Das heißt, die Spektralverteilung ist Schildkröten-freundlich, das heißt es erfolgt kein Abschreckung oder dergleichen von Schildkröten, die beispielsweise zur Eiablage an einen Strand oder dergleichen bei entsprechender Beleuchtung mit Spektralverteilung nach Figur 5 wollen. Weiterhin ist die Beleuchtung für Menschen ausreichend, um beispielsweise entlang von Wegen oder in nahe dem Bereich der Eiablage der Schildkröten angeordneten Fabriken oder dergleichen zu gehen oder zu arbeiten.
Bei der entsprechenden Spektralverteilung 16 nach Figur 6 sind von der LED-Gruppe nur die LEDs mit den Farben Rot und Grün eingeschaltet, wobei weiterhin die LED mit der Farbe Blau ausgeschaltet ist, siehe auch Spektralverteilung 15 nach Figur 5.
Der entsprechend berechnete Farbwiedergabeindex ist bei Figur 6 geringer, nämlich 43.
Im Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 ergibt sich, dass erfindungsgemäß durch Verwendung der Zusatz-LED oder -LEDs und entsprechende Ansteuerung der LED- Gruppen der LED-Leuchte die Spektralverteilung im Hinblick auf entsprechende unterschiedliche Empfindlichkeiten von einer bestimmten Tierart und Menschen anpassbar ist, um beispielsweise die Tierart nicht durch eine abschreckende Beleuchtung beispielsweise an einer Eiablage zu hindern. Selbstverständlich war die angegebene Tierart nur beispielhaft, und andere Tierarten können gegebenenfalls auch durch andere Spektralverteilungen nach Figuren 5 und 6 entsprechend zu ihrer Lichtempfindlichkeit berücksichtigt werden.
Da die Verwendung eines Filters zur Anpassung der Spektralverteilung erfindungsgemäß nicht notwendig ist, wird ebenfalls die Lichtabgabe in keiner Weise negativ beeinflusst und gleichzeitig ein hoher Farbwiedergabeindex erreicht. Insgesamt ergibt sich eine gute visuelle Effektivität der erfindungsgemäßen LED-Leuchte.
Eine entsprechende LED-Gruppe oder RGB-LED lässt sich in unterschiedlicher Weise realisieren. Ein Beispiel ist in Figur 7 dargestellt. Andere Beispiele können eine LED-Gruppe aus separaten Einzel-LEDs umfassen, wobei diese Einzel-LEDs jeweils die Farbe Blau, Grün oder Rot aufweisen. Weiterhin kann jede LED-Gruppe aus zumindest einer Mehr-Chip-LED oder aus zumindest einem LED-Modul gebildet sein. Ein solches LED-Modul kann wiederum Einzel-LEDs oder auch Mehr-Chip-LEDs umfassen.
Dabei ist es selbstverständlich ebenso möglich, dass eine, zwei, drei oder mehr Zusatz- LEDs einer entsprechenden LED-Gruppe zugeordnet sind. Außerdem kann die Zusatz-LED oder auch die Mehrzahl dieser LEDs ebenfalls als Einzel-LED, als Teil einer Mehr-Chip-LED oder als Teil des LED-Moduls ausgebildet sein, so dass die Zusatz-LED zusammen mit der LED-Gruppe handhabbar und einbaubar ist.
In Figur 7 sind verschiedene LED-Gruppen 17 mit jeweils einer LED 2, 3, 4 der Farbe Blau, Grün und Rot dargestellt. Zumindest zwei der LED-Gruppen 17 sind Teil eines übergeordneten LED-Moduls 18. Teil eines jeden LED-Moduls 18 ist außerdem eine Zusatz- LED 5 beispielsweise der Farbe Gelb oder Amber.
Die Darstellung nach Figur 7 ist nur beispielhaft, und es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass jedes LED-Modul 18 nur eine LED-Gruppe 17 umfasst und die Zusatz-LED 5 dem Modul zugeordnet ist. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass jede der Einzel-LEDs 2, 3, 4 oder 5 nach Figur 7 bereits eine LED-Gruppe 17 ist, die beispielsweise eine LED der Farbe Blau, Grün, Rot und der Farbe der entsprechenden Zusatz-LED umfasst.
Ebenso ist es möglich, dass jede der Einzel-LEDs 2, 3 und 4 nach Figur 7 eine Mehr-Chip- LED ist, die bereits drei LEDs der Farben Blau, Grün und Rot umfasst.
Weitere Kombinationen von LEDs, entweder einzeln oder als Gruppe, sowie auch von LED- Gruppen und LED-Modulen sind möglich. Die Darstellung nach Figur 7 dient nur zur Erläuterung der Erfindung und insbesondere zur Erläuterung der Zuordnung einer Zusatz- LED zur beispielsweise einer RGB-LED.
Den verschiedenen LEDs 2, 3, 4 und 5 ist eine Steuereinrichtung 6 der LED-Leuchte 1 zugeordnet. Diese dient zur Ansteuerung der einzelnen LEDs und insbesondere, siehe die Spektralverteilung 15 und 16 nach Figuren 5 und 6, zum Ansteuern einer LED der entsprechenden LED-Gruppe und zum Ansteuern der Zusatz-LED oder -LEDs. Dadurch wird beispielsweise eine blaue LED einer jeden LED-Gruppe ausgeschaltet und die entsprechende Zusatz-LED 5 eingeschaltet. Dadurch werden die unterschiedlichen Spektralverteilungen 15 und 16 nach Figuren 5 und 6 realisiert. Dies gilt analog auch für die Figuren 3 und 4 und die unterschiedlichen Bereiche des RGB-Farbraumes.
Die entsprechende Steuereinrichtung kann in diesem Zusammenhang nicht nur zur Ansteuerung der einzelnen LEDs zur Veränderung des Spektralbereichs dienen, sondern kann auch insgesamt zur Lichtsteuerung und/oder Zeitsteuerung verwendet werden. Die Lichtsteuerung kann dabei insgesamt ein Dimmen und Ein- und Ausschalten der LED- Leuchte umfassen, wobei die Zeitsteuerung eine entsprechende Zeitschaltung beinhaltet, um beispielsweise bei Tageslicht und ausreichender Beleuchtung die LED-Leuchte auszuschalten.
Erfindungsgemäß ergibt sich eine LED-Leuchte und ein entsprechendes Verfahren bei denen die Lichtabgabe wenigstens einer LED einer LED-Gruppe reduziert werden kann oder diese wenigstens eine LED ausgeschaltet wird. Statt dieser in der Lichtabgabe reduzierten oder ausgeschalteten LED wird dann zumindest eine Zusatz-LED eingeschaltet und zur Lichtabgabe angesteuert. Dies erfolgt in der Regel durch eine Steuerung der Stromversorgung der verschiedenen LEDs. Insbesondere werden LED-Leuchte und Verfahren gemäß Erfindung dazu eingesetzt, eine entsprechende Spektralverteilung der LED-Leuchte in einem Bereich zu beeinflussen, in dem eine bestimmte Tierart oder bestimmte Tierarten eine im Vergleich zum Menschen erhöhte Empfindlichkeit aufweisen.
Gleichzeitig wird aufgrund der Erfindung verhindert, dass die Lichtabgabe wie sonst beispielsweise durch Filter vermindert wird und ein hoher Farbwiedergabeindex wird ermöglicht.

Claims

Ansprüche
1. LED-Leuchte (1 ) mit einer Vielzahl von verschiedenfarbigen LEDs (2, 3, 4), welche zumindest LED-Gruppen (17) mit den Farben Blau, Grün und Rot zur additiven Farbmischung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zusatz-LED (5) mit einer von den Farben der LED-Gruppe (17) abweichenden Farbe der LED-Gruppe zugeordnet ist.
2. LED-Leuchte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Gruppe (17) aus separaten Einzel-LEDs (2, 3, 4) gebildet ist.
3. LED-Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Gruppe (17) zumindest eine Mehr-Chip-LED aufweist.
4. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Gruppe (17) aus zumindest einem LED-Modul (18) gebildet ist.
5. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Gruppe (17) aus einzeln ansteuerbaren LEDs (2, 3, 4, 5) gebildet ist.
6. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-LED (5) die Farbe Gelb oder Amber aufweist.
7. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder mehr Zusatz-LEDs (5) jeder LED-Gruppe (17) zugeordnet sind.
8. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-LED (5) als Einzel-LED, als Teil einer Mehr-Chip-LED oder als Teil eines LED-Moduls (18) ausgebildet ist.
9. LED-Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Leuchte (1 ) eine Steuereinrichtung (6) zur individuellen Ansteuerung jeder LED (2, 3, 4, 5) aufweist.
10. LED-Leuchte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) weiterhin als Lichtsteuereinrichtung und/oder Zeitsteuereinrichtung ausgebildet ist.
1 1. Verfahren zur Beeinflussung einer Spektralverteilung insbesondere des sichtbaren Lichts einer LED-Leuchte (1 ) mit einer Vielzahl von verschiedenfarbigen LEDs (2, 3, 4), welche zumindest eine LED-Gruppe (17) mit den Farben Blau, Grün und Rot zur additiven Farbmischung bilden, wobei wenigstens eine Zusatz-LED (5) mit einer von den Farben der LED-Gruppe (17) abweichenden Farbe der LED-Gruppe zugeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte: i) Reduzieren der Lichtabgabe wenigstens einer LED (2, 3, 4) der LED-Gruppe (17) oder Ausschalten der wenigstens einen LED (2, 3, 4), und ii) Einschalten und Ansteuern zumindest einer Zusatz-LED (5) zur Lichtabgabe, wobei Reduzieren der Lichtabgabe und Ansteuerung der Zusatz-LED durch Steuern der Stromversorgung mittels einer Steuereinrichtung (6) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , gekennzeichnet durch
Ansteuern im Schritt i) einer LED der LED-Gruppe (17) mit der Farbe Blau und im Schritt ii) einer Zusatz-LED (5) mit der Farbe Gelb oder Amber.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, gekennzeichnet durch
Beeinflussen der Spektralverteilung (15, 16) der LED-Leuchte (1 ) in einem Bereich, indem eine bestimmte Tierart eine im Vergleich zum Menschen erhöhte Lichtempfindlichkeit aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, gekennzeichnet durch
Ansteuern aller LEDs (2, 3, 4, 5) durch die Steuereinrichtung (6) zur Lichtsteuerung und/oder Zeitsteuerung.
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