Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LED LUMINOUS ELEMENT FOR ILLUMINATING A LIGHT BOX HAVING HOMOGENEOUS LIGHT DISTRIBUTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/032975
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an elongated luminous element (1) having a plurality of approximately point-shaped light sources (2) disposed along a line and having light diffusion means (3) deflecting at least one part of the light rays (12) sent out by the light sources (2) in a desired direction. The light diffusion means (3) are disposed lateral to the main emitting direction of the light sources. The elongated luminous element (1) is particularly suitable for installation in a light box (13) for advertising or demonstration purposes. The light box has a transparent or partially transparent front side (7) and a reflective back side (8). The elongated luminous element (1) or a plurality thereof is or are applied to at least one of the side areas (11, 14), such that the light rays (12) emitted by the light sources (2) and deflected by the light diffusing means (3) are aimed between or on the back side (8) and/or the front side (7) of the light box (13).

Inventors:
MAGLICA JURE (SI)
DERKITS CHRISTIAN (AT)
Application Number:
PCT/EP2010/063532
Publication Date:
March 24, 2011
Filing Date:
September 15, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LEDON LIGHTING JENNERSDORF GMBH (AT)
MAGLICA JURE (SI)
DERKITS CHRISTIAN (AT)
International Classes:
F21V13/02; F21S4/00; F21V13/12; F21Y101/02
Domestic Patent References:
WO2007043886A12007-04-19
WO2006055873A22006-05-26
Foreign References:
GB2401675A2004-11-17
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
RUPP, CHRISTIAN (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Längliches Leuchten-Element (1) mit einer Mehrzahl von entlang einer Längsrichtung angeordneten etwa punktförmigen Lichtquellen (2), insbesondere LEDs, vorzugsweise mit einer Linse (6) oberhalb einer jeden Lichtquelle,

und mit planen Lichtdiffusionsmitteln, die sich in der Längsachse des Leuchtenelements an einer Seite oder zu beiden Seiten und parallel zu der Symmetrieachse des Lichtaustrittskegels eine der der Lichtquellen (2) erstrecken.

2. Leuchten-Element nach Anspruch 1,

bei dem die Lichtdiffusionsmittel derart ausgestaltet sind, das sie auf ihrer Rückseite, also abgewandt zu dem Lichtkegel der Leuchtmittel, als diffuser

Strahler wirken.

3. Leuchten-Element nach Anspruch 1 oder 2,

bei dem an einer oder an beiden Seiten der

Symmetrieachse des Lichtaustrittskegels mehrere plane

Lichtdiffusionsmittel angeordnet sein, die die gleiche oder auch unterschiedliche Höhe aufweisen.

4. Leuchten-Element nach einem der vorhergehdnednen Ansprüche,

wobei in wenigstens einem Lichtdiffusionsmittel Streupartikel vorgesehen sein.

5. Leuchten-Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei der Abstand der Lichtdiffusionsmittel von der Mittenachse des Lichtaustrittskegels, oder voneinander, wenn auf beiden Seiten vorhanden, ist im Zusammenspiel mit Ihrer Höhe derart gewählt, dass der Hauptkegel des Lichts, ausgedrückt durch die FWHM- Breite, ohne Wechselwirkung mit den

Lichtdiffusionsmitteln an diesen vorbei zielt, und nur das Licht ausserhalb der FWHM-Breite durch die Lichtdiffusionsmittel diffus gestreut wird.

Leuchten-Element nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

wobei die diffuse Streuung der Lichtdiffusionsmittel zu einer Rückstreuung eines Teils des Lichts entgegen der Ausstrahlrichtung, aber ausserhalb der

Lichtdiff sionsmittel führt.

Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lichtdiffusionsmittel (3) eine erste und

zweite Wand bilden, die sich tangential zur

Hauptausstrahlrichtung der Lichtquellen erstrecken

8. Längliches Leuchten-Element (1) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste und die zweite Wand entlang der Längsrichtung auf zwei gegenüberliegenden Seiten der punktförmigen Lichtquellen verlaufen.

9. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lichtdiffusionsmittel eine strukturierte Oberfläche aufweisen.

10. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lichtdiffusionsmitteln und die Linse (n) (6) integral ausgebildet sind.

11. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lichtdiffusionsmittel (3) und die Linsen (6) mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sind.

12. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Linse eine Halbwertsbreite der Linse kleiner gleich 30° aufweist. 13. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Lichtdiffusionsmittel (3) aus Glas oder aus einem Kunststoff bestehen.

14. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Linse (9) oberhalb

Lichtdiffusionsmittel angeordnet ist.

15. Längliches Leuchten-Element (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ,

dass die Lichtquellen auf einer Profilschiene (5) , beispielsweise aus Aluminium, angebracht ist, die vorzugsweise als Kühlkörper ausgestaltet ist.

16. Lichtkasten (13),

mit einer transparenten oder teiltransparenten Vorderseite ( 7 ) ,

mit einer reflektierenden Rückseite (8),

aufweisend wenigstens ein längliches Leuchten-Element (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches randseitig an dem Kasten angebracht ist.

17. Lichtkasten (7) nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet,

dass die teiltransparente Vorderseite (7) aus einer Diffusorscheibe gebildet ist.

Description:
LED-Leuchtenelement zur Beleuchtung eines Lichtkastens mit homogener Lichtverteilung

Die Erfindung betrifft ein längliches Leuchten-Element mit einer Mehrzahl von entlang einer Linie angeordneten etwa punktförmigen Lichtquellen, wie es insbesondere, aber nicht ausschliesslich für sog. Einseitig oder zweiseitig hinterleuchtete Lichtkästen zu Werbezwecken verwendet werden kann.

Ein derartiges längliches Leuchten-Element ist bekannt und als „Philips Affinium LED posterbox module" auf dem Markt. Bei dem bekannten Leuchten-Element sind die Lichtquellen von LEDs gebildet. Die Reflektormittel sind rotationssymmetrische Parabolspiegel, die die einzelnen LEDs umgeben. Die LEDs mit ihren rotationssymmetrischen Reflektorspiegeln sind in Abständen entlang einer Linie innerhalb eines Basiskörpers angeordnet, der U-Profil hat.

Leuchten-Elemente mit der vorstehend beschriebenen Art finden u. a. Anwendung in Lichtkästen für Reklamebilder. Diese Lichtkästen haben eine transparente oder teiltransparente Frontseite, auf der sich das von hinten zu durchleuchtende Bild befindet sowie eine reflektierende Rückseite. Die Leuchten-Elemente sind innerhalb des Lichtkastens an den Randbereichen angebracht und strahlen so in den Zwischenraum zwischen Front- und Rückseite. Bei Verwendung der bekannten Leuchten-Elemente in einem Lichtkasten verläuft die Montageebene der LEDs senkrecht zur Abstrahlebene des Lichtkastens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Alternative zu dem bekannten länglichen Leuchten-Element zu entwickeln, die sich dadurch auszeichnet, dass die resultierende Lichtverteilung homogener ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.

Erfindungsgemäß weist also ein längliches Leuchtenelement eine Mehrzahl von entlang einer Längsrichtung angeordneten vorzugseise näherungsweise punktförmigen Lichtquellen, insbesondere LEDs, auf. Über jeder Lichtquelle ist dabei vorzugsweise eine Linse angeordnet. Diese Linse kann mehrere oder auch alle Leuchtmittel überdecken, so dass die Linse als etwa halbrunder Stab ausgebildet sein kann. Dabei sind vorzugsweise plane, bspw. plattenförmige Lichtdiffusionsmittel an einer oder zu beiden Seiten und parallel zu der Symmetrieachse des Lichtaustrittskegels der Lichtquellen angeordnet. Die Lichtdiffusionsmittel sind derart ausgestaltet, dass sie auf ihrer Rückseite, also abgewandt zu dem Lichtkegel der Leuchtmittel) als diffuser Strahler wirken (näherungsweise Lambert ' scher Strahler) .

An einer oder beiden Seiten können auch mehrere plane Lichtdiffusionsmittel angeordnet sein, die die gleiche oder auch unterschiedliche Höhe aufweisen können.

In den Lichtdiffusionsmittel können Streupartikel vorgesehen sein.

Der Abstand der Lichtdiffusionsmittel von der Mittenachse des Lichtaustrittskegels, oder voneinander, wenn auf beiden Seiten vorhanden, ist im Zusammenspiel mit Ihrer Höhe derart gewählt, dass der Hauptkegel des Lichts ( FWHM- Breite) ohne Wechselwirkung mit den Lichtdiffusionsmitteln an diesen vorbei zielt. Es wird also nur das Licht ausserhalb der FWH -Breite durch die Lichtdiffusionsmittel diffus gestreut.

Die diffuse Streuung kann dabei zu einer Rückstreuung eines Teils des Lichts entgegen der Ausstrahlrichtung, aber ausserhalb der Lichtdiffusionsmittel führen. Vorzugsweise bilden die Lichtdiffusionsmittel eine erste und eine zweite Wand, die sich tangential zur Hauptausstrahlrichtung der Lichtquellen erstrecken.

Somit sind zwei durchgehende Lichtdiffusionsmittel gebildet, die das Licht aller Lichtquellen beeinflussen. Dadurch ergibt sich eine einfache und zugleich effektive Bauweise .

Die erste und die zweite Wand verlaufen dabei in einer bevorzugten Ausführungsform entlang der Längsrichtung auf zwei gegenüberliegenden Seiten der punktförmigen Lichtquellen .

Statt - wie beim Stand der Technik - für jede Lichtquelle einen eigenen rotationssymmetrischen Reflektorspiegel vorzusehen, stellt die erfindungsgemäße Lösung insofern eine Vereinfachung dar, als nur noch für alle Lichtquellen zwei durchgängige, wandförmige Lichtdiffusionsmittel vorgesehen ist.

Die Lichtdiffusionsmittel können darüber hinaus eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Außerdem können die Lichtdiffusionsmitteln und die Linsen integral ausgebildet sein. Die Lichtdiffusionsmittel und die Linsen können beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sind.

Vorzugsweise weist die Linse eine Halbwertsbreite ( FWHM- Breite) auf, die nicht breiter als 30° ist.

Die Lichtdiffusionsmittel können aus Glas oder aus einem Kunststoff bestehen. Auch die Linsen können aus Glas oder aus einem Kunststoff bestehen.

Ein weiterer Aspekt betrifft eine zweite Linse, die oberhalb der Lichtdiffusionsmittel angeordnet ist. Diese zweite Linse bündelt den Lichtstrahl noch enger. Die zweite Linse kann bspw. an den Rändern der Lichtdiffusionsmittel und vorzugsweise in einem definierten Abstand zu der ersten Linse montiert sein. Durch die engere Bündelung des Strahls wird somit bspw. ein Mittenbereich eines Lichtkastens homogener (hinsichtlich der Lichtintensität) ausgeleuchtet.

Die Lichtquellen sind in einer bevorzugten Ausführungsform auf einer Profilschiene angebracht. Diese dient auch als Kühlkörper (Wärmeabfuhr) und kann beispielsweise aus einem metallischen Stoff, bspw. Aluminium bestehen. Dazu kann die Profilschiene mit einer oder mehreren Kühlrippen versehen sein.

Die Profilschiene kann auch als Halter für die Lichtdiffusionsmittel dienen und dazu bspw. Nuten aufweisen . Die Basis der Profilschiene ist breiter als der Abstand der Lichtdiffusionsmittel.

Die Erfindung betrifft ferner einen Lichtkasten,

mit einer transparenten oder teiltransparenten Vorderseite, mit einer reflektierenden Rückseite und mit mindestens einem länglichen Leuchten-Element, welches an mindestens einem der Seitenbereiche angebracht ist. Ein derartiger Lichtkasten ist - wie eingangs beschrieben - bekannt.

Es wird nunmehr vorgeschlagen, den bekannten Lichtkasten mit hinterleuchteter Werbefläche randseitig, d.h. an einem Rand oder mehreren Rändern, mit den vorstehend beschriebenen länglichen Leuchten-Elementen auszurüsten.

Die teiltransparente Vorderseite kann dabei von einer Diffusorscheibe gebildet sein. Durch geeignete Wahl der Leuchtdiffusionsmittel ist es nun möglich, die Lichtstrahlen der Lichtquellen insbesondere auf die reflektierende Rückseite des Lichtkastens zu lenken, so dass die Lichtstrahlen von der Rückseite letztendlich auf die transparente oder teiltransparente Vorderseite reflektiert werden. Durch die

Mehrfachreflexionen und durch Streuung ist die Lichtstärke über die gesamten Abmessungen des Lichtkastens weitgehend homogen . Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale werden dem Fachmann nunmehr anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen vermittelt . Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen länglichen Leuchten- Elements in Frontalansicht,

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen länglichen Leuchten- Elements in Frontalansicht, und Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines

erfindungsgemäßen Lichtkastens.

Fig. 1 zeigt eine Frontalansicht des erfindungsgemäßen länglichen Leuchten-Elements 1. Dementsprechend ist bei dieser Ansicht lediglich eine Lichtquelle 2 zu sehen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine oder mehrere LEDs 2, die auf einem oder mehreren LED-Modulen 4 angebracht sind. Hierfür können verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren wie SMD (surface mounted device) oder COB (chip on board) angewandt werden.

Vorzugsweise werden weisse LED, bspw. in Form von RGB- Modulen und/oder farbstoffkonvertierte LEDs verwendet. Das LED-Modul ist auf einer Profilschiene 5 montiert. Diese ist bspw. als U-förmige Schiene ausgebildet. Die Profilschiene dient als mechanische Basis des Leuchten- Elements 1. Gleichzeitig kann die Profilschiene durch thermisch leitende Verbindung mit dem LED-Modul auch zur Wärmeabfuhr verwendet werden. Hierfür bietet sich an, dass sie zumindest teilweise aus einem Metall wie Aluminium, aber möglicherweise auch teilweise aus einem Kunststoff besteht . Oberhalb der Lichtquellen befindet sich eine Linse 6. Diese weist bspw. eine Halbwertsbreite (FWHM) von maximal 30° auf. Entscheidend ist, dass mittels der Linse 6 der Austrittswinkel der Lichtquelle gebündelt wird.

Die Linse 6 kann mehrere oder auch alle Lichtquellen überdecken. Insbesondere in letzterem Fall kann sie die Form eines halbrunden Stabs aufweisen. In Nuten der Profilschiene eingesetzt befindet sich links und rechts (in einer Schnittansicht) der Lichtquellen jeweils Lichtdiffusionsmittel 3. Diese weisen jeweils die Form einer Wand auf. Die beiden Wände bilden somit einen Korridor, der die Vielzahl an Lichtquellen einschließt. Die Wände können, wie in Fig. 1 angedeutet, in die Profilschiene 5 eingesteckt werden. Auch ist denkbar, dass sie bündig mit der Profilschiene ausgebildet sind. Die Wände sind zumindest teilweise transparent und weisen eine licht-streuende Wirkung, beispielsweise durch eingebrachte Streuteilchen in einer transparenten Matrix auf. Dabei können die Wände aus Glas oder aus einem Kunststoff bestehen. Es ist auch möglich, dass die Wände mit den Linsen 6 integral ausgebildet sind. Hierfür wäre der Einsatz eines Spritzgussverfahrens denkbar.

Links und rechts des länglichen Leuchten-Elements 1 befinden sich jeweils eine Wand 7 und 8. Dabei handelt es sich um die Vorderwand 7 und die Rückwand 8 des Lichtkastens 13, der in Fig. 3 genauer gezeigt ist.

Fig.2 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Leuchten-Elements 1. Dieses entspricht der ersten Ausführungsform, jedoch weist es noch eine zweite, zusätzliche Linse 9 auf. Diese kann, wie in Fig.2 angedeutet, die beiden Lichtdiffusionsmittel 3 verbinden und so die Linse 6 überdecken. Dabei ist auch denkbar, dass die beiden Wände 3 und die Linse 9 integral ausgebildet sind und die drei Teile somit lediglich ein Element bilden. Auch denkbar wäre, dass sich mehrere Linsen 9 auf die Wände 3 aufstecken lassen. Durch die zusätzliche Linse 9 kann der erfindungsgemäße Effekt, beispielsweise durch eine noch weiter verstärkte Bündelung des austretenden Lichts verstärkt werden.

Auch die zweite Linse 9 kann mehrere oder auch alle Lichtquellen überdecken

Fig. 3 zeigt schematisch einen Lichtkasten 7 mit einem länglichem Leuchten-Element 1. Der Lichtkasten hat entgegen der schematischen Darstellung eine relativ Flache Form, wie bspw. 150 cm Höhe, 100 cm Breite und lediglich 10 cm Tiefe. Der Lichtkasten weist eine Grundplatte 14, eine Deckplatte 11, beide vorzugsweise zumindest teilweise reflektierend, eine Vorderseite 7 und eine Rückseite 8 auf. Dabei befindet sich das angeleuchtete Bild, beispielsweise ein Werbeplakat, auf der Vorderseite 7 und hat beispielsweise eine Größe von 150cm x 100 cm. Die Vorderseite ist transparent mit eingelagerten Diffusorteilchen, um zu bewirken, dass auch das hindurch tretende Licht gestreut wird. Die Rückseite 8 ist zumindest teilweise reflektierend, kann aber auch eine streuende Lichtreflexion aufweisen. Auch die linke und rechte Seite (in der Ansicht von Fig.3 die vordere und hintere Seite) sind durch Platten abgedeckt, dies ist hier jedoch aus Gründen der Verständlichkeit graphisch nicht weiter verdeutlicht . Denkbar ist, dass sich im unteren Bereich der Vorderseite 10 eine Abdeckung befindet, um so das Leuchten-Element 1 und möglicherweise weitere Elektronik, die zum Betreiben des Lichtkastens notwendig ist, zu verstecken. Gleichzeitig kann dadurch der Effekt einer homogenen Lichtverteilung auf der Vorderseite 7 verstärkt werden, indem direkt aus dem Leuchten-Element austretendes Licht abgeschattet wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Abdeckung 10 auf der Innenseite zumindest teilweise reflektierend ist.

Die abschattende Abdeckung 10 ist rein optional, da dieser Bereich durch die Rückstrahlwirkung der diffusen Streuung der Lichtdiffusionsmittel erhellt ist.

Auf der Grundplatte 14 ist ein Leuchten-Element 1 angebracht, wobei es sich möglichst über die gesamte Breite des Lichtkastens erstreckt, beispielsweise also eine Länge von 100 cm aufweist. Dabei ist das Leuchten- Element so orientiert, dass die Hauptaustrittsrichtung des ausgestrahlten Lichts in den Raum zwischen der Vorder- und der Rückwand zielt. Somit wird eine möglichst gleichmäßige Lichtverteilung über den gesamten Raum erreicht. Der Effekt wird dabei durch die Lichtdiffusionsmittel 3 noch verstärkt, da diese das Licht, das seitlich aus den Lichtquellen direkt in Richtung der Vorderseite 7 austreten, umlenken und somit statistisch zu einer Bevorzugung eine Lichtweges in Richtung des Raumes zwischen Vorder und Rückseite und oberhalb des Leuchten- Elements führen.

Der Lichtstrahl 12 verdeutlicht dabei den erfindungsgemäßen Effekt. Der Lichtstrahl emittiert seitlich aus einer Lichtquelle 2. Normalerweise würde der Lichtstrahlen in einem unteren Bereich der Rückseite 8 reflektiert werden und somit auch in einem unteren Bereich der Vorderseite 7 austreten, wodurch er eine Beleuchtung im unteren Bereich übermäßig verstärken würde. Durch die linke Wand 3, d.h. das Lichtdiffusionsmittel, wird der Lichtstrahl jedoch so abgelenkt, dass er in etwa auf mittlerer Höhe der Rückseite 8 reflektiert wird und so etwas oberhalb der Mitte der Vorderseite 7, also an einem statistisch zufälligen Ort austritt. Durch die Streueffekte der Vorderseite 7 wird der Lichtstrahl beim Austritt noch einmal zusätzlich gestreut.

Abschließend sei bemerkt, dass es auch denkbar ist, zwei oder mehr Leuchtelemente einzusetzen, die auf gegenüberliegenden Seiten angebracht sind. Dafür können die Grundplatte 14 (wie in Fig. 3 gezeigt) und die Deckplatte 11, sowie die linke und die rechte Abdeckplatte des Lichtkastens verwendet werden.

Abbildungsverzeichnis

1 Leuchten-Element

2 Lichtquelle

3 Lichtdiffusionsmittel

4 LED-Modul

5 Profil schiene

6 Linse

7 Vorderseite

8 Rückseite

9 zweite Linse

10 (rein optional) abschattende Abdeckung

11 Deckplatte

12 Lichtstrahl

13 Lichtkasten

14 Grundplatte