DE20120588U1

DE20120588U1 - Beleuchtungsvorrichtung

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Publication number: DE20120588U1
Application number: DE20120588U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2011-12-21

Description

W 198a

Wolf, Aloysius, Hauptstraße 41, 56457 Westerburg

Beleuchtungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beleuchtung von Flächen, Körpern oder dergleichen, bestehend aus einer Grundplatte mit mehreren frontseitig ortsfest angeordneten und rückseitig verdrahteten Leuchtdioden.

In zunehmenden Maße werden Leuchtdioden, kurz LED's genannt, in Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt. Damit diese Beleuchtungsvorrichtungen die angestrebten Flächen in ausreichendem Maße ausleuchten, werden mehrere Leuchtdioden auf der Frontseite einer Grundplatte bei entsprechender Verteilung angeordnet und auf der Rückseite der Grundplatte verdrahtet, wobei diese Verdrahtung auch durch eine gedruckte Schaltung gebildet sein kann. Die heute hergestellten Leuchtdioden besitzen eine hohe Leuchtstärke und dazu auch noch weißes Licht. Leuchtdioden besitzen einen hohen Wirkungsgrad, eine niedrige Stromaufnahme und eine sehr hohe Lebensdauer bei optimalen Betrieb. Der Anwendungsbereich nimmt aufgrund dieser Vorteile ständig zu. Leuchtdioden werden in Taschenlampen, Scheinwerfern, Leuchtflächen und anderen Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt, wobei, je nach Einsatzzweck, eine unterschiedliche Anzahl von Leuchtdioden auf der Grundplatte angeordnet wird.

Beleuchtungsvorrichtungen, die Leuchtdioden aufweisen, sind jedoch mit einem großen Nachteil verbunden. Dieser besteht darin, dass sich die beleuchtete Fläche nicht verändern läßt. Es ist nämlich nicht möglich, den sogenannten Lichtkegel einer Leuchtdiode zu fokussieren oder zu streuen. Dies ist im Aufbau der Leuchtdioden begründet, die in ihrem Inneren einen als winzig zu bezeichnenden Reflektor besitzen, der nicht verstellt werden kann. Leuchtdioden werden mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln hergestellt, die zwi-

sehen 4° und 12 0° liegen können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei kleinen Abstrahlwinkeln und damit einer kleinen beleuchteten Fläche die Leuchtstärke am größten ist. Mit zunehmenden Abstrahlwinkel wird zwar die beleuchtete Fläche größer, die Leuchtstärke nimmt jedoch erheblich ab. Durch den Aufbau einer Leuchtdiode bedingt, gibt dieselbe ihr Licht immer nur nach vorne ab. Normalerweise ist ein extern angeordneter Reflektor zur Bündelung der Lichtkegel der einzelnen Leuchtdioden nicht einsetzbar. Wird dennoch ein externer Reflektor eingesetzt, treten nicht unbeachtliche Verluste der Leuchtstärke auf. Durch den starren Aufbau der Leuchtdioden ist es aber auch nicht möglich, das Licht stärker zu streuen und damit die beleuchtete Fläche zu vergrößern. Aufgrund ihres verhältnismäßiges hohen Preises und des geringen Einbauplatzes ist es nicht möglich, ultrahelle Leuchtdioden mit unterschiedlichem Abstrahlwinkeln einzusetzen, die auf einer Grundplatte, meist gleichmäßig verteilt, angeordnet sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beleuchtung von Flächen, Körpern oder dergleichen zu schaffen, die es ermöglicht, dass bei mehreren ortfest auf einer Grundplatte angeordneten Leuchtdioden der Lichtkegel der einzelnen Leuchtdioden in seiner Richtung verändert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß die Grundplatte zumindest in ihrem mittleren Bereich aus ihrer Ebene verformbar ausgebildet und mit ihrer Frontseite durch mindestens ein Stellglied in eine konkave oder konvexe Beleuchtungslage bringbar ist.

Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, den Richtungswinkel der Lichtkegel der einzelnen auf der Grundplatte angeordneten Leuchtdioden zu verändern. Dabei können die Lichtkegel der einzelnen

• ·

Leuchtdioden, ohne dass sich der Lichtkegel einer Leuchtdiode verändert, gebündelt oder gestreut werden. Bei einer Bündelung erhöht sich die Helligkeit auf einer vorgegebenen Fläche, während sich bei einer Streuung der Lichtkegel die ausgeleuchtete Fläche erhöht. Durch diese Ausgestaltung wird die Lichtausbeute nicht gedämpft .

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen

Fig.l eine Draufsicht auf eine Grundplatte mit mehreren Leuchtdioden gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine Seitenansicht der Grundplatte der Fig.l mit möglichen Verformungen,

Fig.3 andere Verformungen der Grundplatte der Fig.1,

Fig. 4 und 5 eine Draufsicht auf andere Ausgestaltungen einer Grundplatte,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Grundplatte der Fig. 4 und 5 mit unterschiedlichen Verformungsmöglichkeiten,

Fig.7 die Grundplatte der Fig.l in ihrer Grundstellung,
Fig.8 eine konkav geformte Grundplatte und
Fig.9 eine konvex geformte Grundplatte.

-A-

In der Fig.l der Zeichnung ist eine Grundplatte 1 gezeigt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel an ihrer Frontseite mit zwölf Leuchtdioden 2 bestückt ist, die gleichmäßig über die Oberfläche bzw. Formfläche der Grundplatte 1 verteilt angeordnet sind. Diese Leuchtdioden 2 sind an der Vorder- und/oder der Rückseite der Grundplatte 1 in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise verdrahtet, wobei diese Verdrahtung auch aus einer gedruckten Schaltung bestehen kann. Die Grundplatte 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine kreisförmige Fläche auf und besteht gemäß der Erfindung aus einem Werkstoff, der eine elastische Verformung ermöglicht. Die einzelnen Leuchtdioden 2 sind alle gleich ausgebildet und besitzen jeweils den gleichen Lichtkegel 3 (Fig.7), der beispielsweise einen Winkel von 10° einschließt. Die mit den Leuchtdioden 2 bestückte Grundplatte 1 wird nun in eine Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise eine Lampe, eingesetzt und dort an ihrem Umfang in eine nur angedeutete Halterung 4 eingesetzt. Diese Halterung 4 kann entweder umlaufend ausgebildet sein oder aus einzelnen Haltepunkten bestehen, die in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, dass zumindest weitgehend ausgeschlossen ist, dass sich der eingespannte Umfang der Grundplatte 1 bewegen kann. Im mittleren Bereich der Grundplatte 1 greift ein Stellglied 5 an, welches beispielsweise in Richtung des Doppelpfeiles 6 verschiebbar ist. Bedarfsweise kann das Stellglied 5 auch so ausgebildet sein, dass es nur eine Bewegung in einer Richtung ausführen kann. Zur Bewegung des Stellgliedes 5 kann demselben eine Schraube oder ein an sich bekannter Stellantrieb zugeordnet sein.

In der Fig. 7 der Zeichnung ist nun ein Ausschnitt aus der Grundplatte 1 gezeigt, die, zur Vereinfachung der Darstellung, nur einen Bereich mit 3 Leuchtdioden 2 enthält. In der normalen Lage der Grundplatte 1 - die Grundplatte 1 besitzt eine ebene Fläche - ha-

ben die Leuchtdioden 2 die in der Fig.7 dargestellte Abstrahlung, das heißt, es wird eine vorgegebene Fläche auf einer Unterlage 7
beleuchtet, wobei die Lichtkegel 3 der beiden äußeren Leuchtdioden 2 mit dem Lichtkegel 3 der mittleren Leuchtdiode 2 überlappen. Wird nun über das Stellglied 5 die Grundplatte 1 konkav entsprechend der Darstellung in Fig.8 verformt, werden die Lichtkegel 3 der beiden äußeren Leuchtdioden 2 so verschwenkt, dass sie mit ihrer Leuchtfläche auf der Unterlage 7 mit der Leuchtfläche des Lichtkegels 3 der mittleren Leuchtdiode 2 zusammentreffen. Damit wird diese verhältnismäßig kleine Fläche jedoch besonders hell ausgeleuchtet.

Wird nun die Grundplatte 1 über das Stellglied 5 konvex gemäß Fig.9 verformt, werden die Lichtkegel 3 der beiden äußeren Leuchtdioden 2 entgegengesetzt zur Darstellung der Fig.8 verschwenkt, so dass sich jetzt die Leuchtfläche aller Leuchtdioden 2 auf der Unterlage 7 nicht mehr überschneiden, sondern eine größere Fläche auf der Unterlage 7 beleuchten. Die ausgeleuchtete Fläche ist jetzt erheblich größer als bei der Fig.8; die Ausleuchtung ist jedoch schwächer, so dass die Fläche auf der Unterlage 7 erheblich weniger hell beleuchtet ist.

Während bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 das Stellglied 5 im mittleren Bereich der Grundplatte 1 angreift, ist die Grundplatte 1 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 in ihrem Zentrum über eine Halterung 4 ortsfest gelagert. Außen greift jetzt das Stellglied 5 an, welches umlaufend ausgebildet ist oder aus mehreren Punkten bestehen kann. Auch dieses äußere Stellglied 5 kann, je nachdem, in beide Richtungen des Doppelpfeiles 6 oder nur in einer Richtung verschoben werden. Damit lassen sich die konkaven und konvexen Ausgestaltungen bzw. Verformungen der Grundplatte 1 gemäß den Figuren 8 und 9 erreichen. Bedarfsweise ist es möglich, sowohl den

mittleren Bereich als auch den äußeren Bereich der Grundplatte 1 gleichzeitig über zwei getrennte Stellglieder 5 zu verformen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.4 besitzt die Grundplatte 1 ebenfalls eine kreisförmige Gestalt und ist an ihrem Umfang ebenfalls in eine umlaufende oder aus einzelnen Punkten gebildete Halterung 4 eingespannt. Im Zentrum 8 dieser Grundplatte 1 ist beispielsweise eine Bohrung vorgesehen, von der aus radiale Einschnitte 9 nach außen verlaufen. Die Einschnitte 9 können jedoch auch als Schlitze mit einer Breite von etwa 0,5 bis 10mm ausgebildet sein. Diese Einschnitte 9 enden jedoch mit Abstand von der Außenkante 10 der Grundplatte 1. Durch die Einschnitte 9 ist die Grundplatte 1 der Fig.4 beispielsweise in sechs gleich große Sektoren 11 unterteilt, wobei sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in jedem Sektor 11 zwei Leuchtdioden 2 befinden. Im Bereich der Bohrung im Zentrum 8 greift ein Stellglied 5 an, über welches der innere Bereich der Grundplatte 1 gemäß dem Doppelpfeil 6 der Fig. 6 und damit die einzelnen Sektoren 11 verschwenkt werden können. Dies gibt dann, je nach der Verstellung, entweder eine etwa konkave oder etwa konvexe Verformung der Grundplatte 1, wie dies die Fig.6 sehr deutlich erkennen läßt. Die einzelnen Sektoren der Grundplatte 1 sind dann jedoch nicht, wie bei der Ausführungsform der Fig.2, nach innen oder außen gewölbt, sondern verlaufen weitgehend geradlinig. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.5 sind in der Grundplatte 1 acht Sektoren 11 ausgebildet, die von Schlitzen 12 begrenzt werden. Die Schlitze 12 besitzen eine Breite von etwa 0,5 bis 1,0 mm und erstrecken sich von der Außenkante 10 der Grundplatte 1 bis nahe an das Zentrum 8. Vom Zentrum 8 müssen die Schlitze 12 allerdings einen vorgegebenen Abstand aufweisen. Auch die Begrenzung der Sektoren 11 durch die Schlitze 12 ermöglicht eine Verformung der Grundplatte 1 gemäß der Fig.6. Mit der Ausgestaltung der Grundplatte 1 gemäß den Figuren 4 und 5 ist es nun in

gleicher Weise möglich, eine Fokussierung gemäß der Fig.8 oder einer Streuung gemäß der Fig.9 der Lichtkegel 3 zu erreichen.

Claims

1. Vorrichtung zur Beleuchtung von Flächen, Körpern oder dergleichen, bestehend aus einer Grundplatte mit mehreren frontseitig ortsfest angeordneten und rückseitig verdrahteten Leuchtdioden, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) zumindest in ihrem mittleren Bereich aus ihrer Ebene verformbar ausgebildet und mit ihrer Frontseite durch mindestens ein Stellglied (5) in eine konkave oder konvexe Beleuchtungslage bringbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) aus flexiblem Werkstoff gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der mittlere Bereich der Grundplatte (1) aus sternförmig angeordneten Sektoren (11) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (11) aus der Grundplatte (1) geformt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (11) von radial verlaufenden Einschnitten (9) oder Schlitzen (12) begrenzt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (9) vom Zentrum (8) der Grundplatte (1) nach außen verlaufen und mit Abstand von der Außenkante (10) enden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) von der Außenkante der Grundplatte (1) nach innen verlaufen und mit Abstand vom Zentrum (8) enden.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5) dem mittleren Bereich und/oder dem Randbereich der Grundplatte (1) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundplatte (1) an der dem Stellglied (5) abgewandten Seite ein Widerlager (4) zugeordnet ist.