CH709116A1

CH709116A1 - LED lighting system.

Info

Publication number: CH709116A1
Application number: CH00048/14A
Authority: CH
Inventors: Alois Bischof
Original assignee: Alobis Ag C O Hrg Innovatis Treuhand Gmbh
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-07-15

Abstract

Es ist ein LED-Beleuchtungssystem (1) beschrieben, welches wenigstens eine LED (2) und wenigstens ein in Nachbarschaft zur wenigstens einen LED (2) im Strahlengang des von der LED (2) abgestrahlten Lichts angeordnetes optisches Bauteil umfasst. Das optische Bauteil ist ein optisches Kopplungsbauteil (3), das eine Längserstreckung aufweist, die im Wesentlichen parallel verläuft zu einer senkrecht auf einer Abstrahlfläche der LED (2) stehenden optischen Achse. Das optische Kopplungsbauteil (3) ist dazu ausgebildet, ein von der wenigstens einen LED (2) abgestrahltes Lichtstrahlenbündel (L) gegenüber der optischen Achse umzulenken und räumlich aufzuweiten.An LED illumination system (1) is described which comprises at least one LED (2) and at least one optical component arranged adjacent to the at least one LED (2) in the beam path of the light emitted by the LED (2). The optical component is an optical coupling component (3) which has a longitudinal extent that runs essentially parallel to an optical axis perpendicular to an emission surface of the LED (2). The optical coupling component (3) is designed to redirect and spatially expand a light beam (L) emitted by the at least one LED (2) with respect to the optical axis.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein LED-Beleuchtungssystem gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an LED lighting system according to the preamble of patent claim 1.

[0002] In den letzten Jahren hat die Beleuchtung in und an Gebäuden an Stellenwert gewonnen. Das richtige Licht in Wohnraum, in Büros und im öffentlichen Raum ist wichtig für das Wohlbefinden, für den Geschäftserfolg, beispielsweise durch geschickte Präsentation, und für eine korrekte Ausleuchtung beispielsweise von Wegen, Treppen und dergleichen. Beleuchtungssysteme stellen einen wesentlichen Bestandteil des Gesamtsystems eines Gebäudes dar. Mit der Verbesserung der Energieeffizienz neuer Gebäude erhöht sich auch der Anteil, den das eingesetzte Beleuchtungssystem am Gesamtenergieverbrauch ausmacht. Das Problem der sommerlichen Überhitzung von (Büro-)Gebäuden erfordert eine konsequente Minimierung der inneren Lasten, beispielsweise des Wärmeeintrages durch die Beleuchtung. Die in den letzten Jahren erzielten markanten Verbesserungen hinsichtlich der Lichtausbeute und der Lebensdauer machen LED-Beleuchtungssysteme zunehmend attraktiver für den Einsatz zu Beleuchtungszwecken. Dabei werden LED-Beleuchtungssysteme nicht mehr nur als Zusatzbeleuchtung, sondern in zunehmendem Masse auch als Grundbeleuchtung eingesetzt. In recent years, the lighting in and on buildings has gained in importance. The right light in living space, in offices and in the public space is important for well-being, for business success, for example through clever presentation, and for a correct illumination of, for example, paths, stairs and the like. Lighting systems are an integral part of a building's overall system. Improving the energy efficiency of new buildings also increases the proportion of lighting used in the overall system. The problem of summer overheating of (office) buildings requires a consistent minimization of internal loads, such as the heat input from the lighting. The significant improvements in light output and lifetime achieved in recent years make LED lighting systems increasingly attractive for use in lighting. LED lighting systems are no longer used only as additional lighting, but increasingly as basic lighting.

[0003] LEDs (Light Emitting Diodes bzw. Leuchtdioden) sind elektronische Halbleiter-Bauelemente. Dünnfilm LEDs erreichen mittlerweile eine Lichtausbeute von ca. 90 Im/W und mehr bei steigender Tendenz. Sie sind direkte Strahler (Lambert-Strahler) und benötigen vielfach keinen Reflektor. Das von einer LED abgestrahlte Lichtstrahlenbündel lässt sich gut formen. LED-Beleuchtungssysteme sind in vielen Bereichen schon lange üblich. Beispielsweise werden sie im Automotive-Bereich als Bremsleuchten, Rücklichter, Armaturenbeleuchtung eingesetzt. Andere Einsatzgebiete sind Display-Beleuchtungen z.B. in Mobiltelefonen, in digitalen Fotoapparaten und Videokameras, Verkehrsampeln, Signallampen, Laufschriftanzeigen, Werbetafeln, Informationsschilder etc. Aber auch im Innenbereich, beispielsweise als Bürobeleuchtung oder als Objektbeleuchtung kommen LED-Beleuchtungssysteme zunehmend zum Einsatz. Ein LED-Beleuchtungssystem umfasst dabei immer wenigstens eine LED und ein im Strahlengang des von der LED abgestrahlten Lichts angeordnetes optisches Bauteil, welches eine Primär- oder Sekundäroptik, beispielsweise zur Kollimation und/oder zur Homogenisierung des abgestrahlten Lichtstrahlenbündels sein kann. LEDs (Light Emitting Diodes or light-emitting diodes) are electronic semiconductor components. Thin-film LEDs meanwhile achieve a luminous efficacy of approx. 90 Im / W and more with rising tendency. They are direct emitters (Lambert emitters) and often require no reflector. The emitted light beam from an LED can be formed well. LED lighting systems have long been common in many areas. For example, they are used in the automotive sector as brake lights, taillights, dashboard lighting. Other applications are display lighting, e.g. in mobile phones, in digital cameras and video cameras, traffic lights, signal lamps, marquees, billboards, information signs, etc. But also indoors, for example, as office lighting or as object lighting LED lighting systems are increasingly used. An LED illumination system always comprises at least one LED and an optical component arranged in the beam path of the light emitted by the LED, which can be primary or secondary optics, for example for collimation and / or homogenization of the emitted light beam.

[0004] Insbesondere in Innenraumanwendungen stellen LED-Beleuchtungssysteme oftmals ein integrales innenarchitektonisches Element dar. Dabei wäre es wünschenswert, die eigentliche LED-Lichtquelle samt der Schaltungselektronik und einer gegebenenfalls erforderlichen Kühlung an nicht prominenter und für den Betrachter nicht sichtbarer Stelle anordnen zu können und dennoch das von der LED abgestrahlte Licht am gewünschten Ort zur Verfügung zu haben. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein LED-Beleuchtungssystem zu schaffen, welches diesen Erfordernissen gerecht wird. Dabei soll das LED-Beleuchtungssystem eine möglichst hohe Flexibilität des Einsatzes erlauben und ästhetischen Aspekten genügen. Darüber hinaus soll ein LED-Beleuchtungssystem geschaffen werden, welches einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und kostengünstig in der Herstellung ist. In particular, in interior applications, LED lighting systems often constitute an integral interior architectural element. It would be desirable to be able to arrange the actual LED light source, including the circuit electronics and any necessary cooling to non-prominent and not visible to the viewer body and yet to have the light emitted by the LED at the desired location. The object of the present invention is therefore to provide an LED lighting system which meets these requirements. The LED lighting system should allow the highest possible flexibility of use and meet aesthetic aspects. In addition, an LED lighting system to be created, which has a simple structural design and is inexpensive to manufacture.

[0005] Die Lösung dieser und noch weiterer Aufgaben besteht in einem LED-Beleuchtungssystem, welches die im Patentanspruch 1 auf gelisteten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The solution to this and other objects is an LED lighting system, which has the features listed in claim 1. Further developments and / or advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

[0006] Die Erfindung schlägt ein LED-Beleuchtungssystem vor, welches wenigstens eine LED und wenigstens ein in Nachbarschaft zur wenigstens einen LED im Strahlengang des von der LED abgestrahlten Lichts angeordnetes optisches Bauteil umfasst. Das optische Bauteil ist ein optisches Kopplungsbauteil, das eine Längserstreckung auf weist, die im Wesentlichen parallel verläuft zu einer senkrecht auf eine Abstrahlfläche der LED stehenden optischen Achse. Das optische Kopplungsbauteil ist dazu ausgebildet, ein von der wenigstens einen LED abgestrahltes Lichtstrahlenbündel wenigstens teilweise gegenüber der optischen Achse umzulenken und räumlich aufzuweiten. The invention proposes an LED illumination system which comprises at least one LED and at least one optical component arranged adjacent to the at least one LED in the beam path of the light emitted by the LED. The optical component is an optical coupling component which has a longitudinal extent which extends substantially parallel to an optical axis perpendicular to an emission surface of the LED. The optical coupling component is designed to at least partially redirect and spatially expand a light beam emitted by the at least one LED relative to the optical axis.

[0007] Das optische Kopplungsbauteil erlaubt es, die eigentliche LED-Lichtquelle, samt ihrer Elektronik und einer allfällig erforderlichen Kühlung an einer für den Betrachter unsichtbaren Stelle anzuordnen. Somit wird das optische Kopplungsbauteil zu einer Art sekundären Lichtquelle, welche das von der unsichtbar angeordneten LED-Lichtquelle kommende Lichtstrahlenbündel an den gewünschten Ort transportiert und dort im gewünschten Umfang und in der gewünschten Form abstrahlt. Hinsichtlich der geometrischen Gestaltung des optischen Kopplungsbauteils bestehen sehr grosse Freiheitsgrade, weshalb es anwendungsspezifisch ausgebildet und angeordnet werden kann. Wesentliche Anforderung an das optische Kopplungsbauteil ist bloss, dass es das von der LED abgestrahlte Licht in Richtung der optischen Achse transportiert und im gewünschten Umfang gegenüber der optischen Achse umlenkt und das Lichtstrahlenbündel aufweitet. Zweckmässigerweise soll dabei möglichst wenig des von der LED abgestrahlten Lichts verloren gehen bzw. absorbiert werden, damit der Vorteil der hohen Lichtausbeute der LED erhalten bleibt. Das LED-Beleuchtungssystem ist einfach in seinem Aufbau, da es im Wesentlichen nur die LED-Lichtquelle samt Elektronik und allfälliger Kühlung und das optische Kopplungsbauteil umfasst, und auch entsprechend kostengünstig in der Herstellung und im Zusammenbau. The optical coupling component makes it possible to arrange the actual LED light source, together with their electronics and any cooling required at a location invisible to the viewer. Thus, the optical coupling component to a kind of secondary light source, which transports the coming of the invisible arranged LED light source light beam to the desired location and there radiates to the desired extent and in the desired shape. With regard to the geometric design of the optical coupling component are very large degrees of freedom, which is why it can be designed and arranged application-specific. The essential requirement of the optical coupling component is merely that it transports the light emitted by the LED in the direction of the optical axis and deflects in the desired extent with respect to the optical axis and widens the light beam. Expediently, as little as possible of the light emitted by the LED should be lost or absorbed so that the advantage of the high luminous efficacy of the LED is maintained. The LED lighting system is simple in its construction, since it essentially comprises only the LED light source including electronics and any cooling and the optical coupling component, and also correspondingly inexpensive to manufacture and in assembly.

[0008] In einer Ausführungsvariante des LED-Beleuchtungssystems ist das optische Kopplungsbauteil in seiner Längserstreckung von einer der LED zugewandten Lichteintrittsfläche, die mit der optischen Achse einen Winkel von etwa 90° einschliesst, und einer im Abstand dazu angeordneten Lichtumlenkfläche begrenzt. Das von der LED abgestrahlte Lichtstrahlenbündel wird über die Lichteintrittsfläche in das optische Kopplungsbauteil eingekoppelt und innerhalb des Kopplungsbauteils beispielsweise durch Totalreflexion bis zur Lichtumlenkfläche transportiert. Ein derartiges optisches Kopplungsbauteil ist sehr einfach und kostengünstig im Aufbau. Die Anforderungen an die Justiergenauigkeit sind nur begrenzt, weshalb auch der Zusammenbau des LED-Beleuchtungssystems einfach und kostengünstig bewerkstelligbar ist. In one embodiment variant of the LED illumination system, the optical coupling component is limited in its longitudinal extent by one of the LED-facing light entrance surface, which encloses an angle of about 90 ° with the optical axis, and a spaced apart Lichtumlenkfläche. The light beam emitted by the LED is coupled via the light entry surface into the optical coupling component and transported within the coupling component, for example, by total reflection to the Lichtumlenkfläche. Such an optical coupling component is very simple and inexpensive in construction. The requirements for the adjustment accuracy are limited, which is why the assembly of the LED lighting system is simple and inexpensive bewerkstelligbar.

[0009] Für den Einsatz des LED-Beleuchtungssystem erweist sich eine Anordnung, bei der die Lichtumlenkfläche gegenüber der Lichteintrittsfläche um einen Winkel von etwa 35° bis etwa 55° geneigt angeordnet ist, als zweckmässig. Mit dieser Anordnung kann das aus dem optischen Kopplungsbauteil austretende Licht sehr einfach auf ein zu beleuchtendes Objekt oder auf eine Reflexions- bzw. Remissionsfläche gerichtet werden. Dadurch können Innenraumbeleuchtungen mit ansprechenden indirekten, gegebenenfalls auch flächigen Beleuchtungseffekten erzielt und Blendungen vermieden werden. For the use of the LED lighting system proves to be an arrangement in which the Lichtumlenkfläche opposite the light entrance surface is inclined at an angle of about 35 ° to about 55 °, as appropriate. With this arrangement, the light emerging from the optical coupling member can be easily directed to an object to be illuminated or to a reflection or reflectance surface. As a result, interior lighting can be achieved with appealing indirect, possibly even surface lighting effects and glare can be avoided.

[0010] In speziellen Anwendungen kann es erwünscht sein, dass ein Teil des von der LED abgestrahlten und eingekoppelten Lichts auch in Verlängerung der optischen Achse aus dem optischen Kopplungsbauteil austritt. Dann wird das Kopplungsbauteil zu einem Lichtverteiler, der sowohl Licht in Richtung der optischen Achse als auch umgelenktes Licht bereitstellt. Manchmal wird dieser Effekt jedoch als störend empfunden bzw. möchte man einen möglichst grossen Teil des in das optische Kopplungsbauteil eingestrahlten Lichts in umgelenkter Form wieder abgeben. Für diese Fälle kann die Lichtumlenkfläche zur Gänze verspiegelt sein. In special applications, it may be desirable for part of the light emitted and coupled in by the LED also to emerge from the optical coupling component as an extension of the optical axis. Then, the coupling member becomes a light distributor which provides both light in the optical axis direction and deflected light. Sometimes, however, this effect is perceived as disturbing or it would be desirable to dispense the largest possible part of the light radiated into the optical coupling component in redirected form. For these cases, the Lichtumlenkfläche can be completely mirrored.

[0011] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann das optische Kopplungsbauteil eine konvex nach aussen gekrümmte Lichtumlenkfläche aufweisen. Dadurch ist eine bessere Konzentration des umgelenkten Lichts erzielbar. In a further embodiment of the invention, the optical coupling member may have a convexly outwardly curved Lichtumlenkfläche. As a result, a better concentration of the deflected light can be achieved.

[0012] Es kann auch vorgesehen sein, dass das optische Kopplungsbauteil derart ausgebildet ist, dass es das von der LED abgestrahlte und eingekoppelte Licht gegenüber der optischen Achse in zwei im Wesentlichen zueinander entgegengesetzte Richtungen umlenkt. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass zwei gleichartig ausgebildete optische Kopplungsteile mit ihren im Wesentlichen parallel zur optischen Achse verlaufenden Rückenflächen aneinander gefügt sind. Die Lichtumlenkflächen schliessen dann miteinander einen Winkel von ca. 70° bis 110° ein. In einer alternativen Ausführungsvariante kann das optische Kopplungsteil einstückig ausgebildet sein und eine schwalbenschwanzförmig eingekerbte Lichtaustrittfläche auf weisen, deren Teilflächen miteinander einen Winkel von ca. 70° bis 110° einschliessen. It can also be provided that the optical coupling component is designed such that it deflects the light emitted and coupled by the LED light with respect to the optical axis in two substantially mutually opposite directions. This can be achieved, for example, by joining two identically formed optical coupling parts with their back surfaces running essentially parallel to the optical axis. The Lichtumlenkflächen then enclose with each other an angle of about 70 ° to 110 °. In an alternative embodiment, the optical coupling part may be integrally formed and have a dovetail notched light exit surface, the partial surfaces of which enclose an angle of about 70 ° to 110 ° with each other.

[0013] Als Materialien für das optische Kopplungsbauteil des LED-Beleuchtungssystems kommen insbesondere Glas oder synthetisches Glas, insbesondere Acrylglas oder Polycarbonatglas, in Frage. Diese Materialien sind gut ver- und bearbeitbar und ihre Eigenschaften sind hinlänglich bekannt. Sie weisen beim Transport des Lichts durch Totalreflexion nur geringe Verluste auf und sind für Innen- wie auch für Aussenanwendungen des LED-Beleuchtungssystems geeignet. As materials for the optical coupling component of the LED lighting system are in particular glass or synthetic glass, in particular acrylic glass or polycarbonate glass, in question. These materials are easily workable and their properties are well known. They have minimal losses when transporting the light by total reflection and are suitable for indoor as well as outdoor applications of the LED lighting system.

[0014] Eine weitere Ausführungsvariante des LED-Beleuchtungssystems kann vorsehen, dass das optische Kopplungsbauteil plattenförmig ausgebildet ist. Dazu können entlang der Lichteintrittsfläche mehrere LEDs nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Ein derartiges LED-Beleuchtungssystem mit einem plattenförmigen optischen Kopplungsbauteil und mehreren LED Lichtquellen kann insbesondere für grossflächigere Beleuchtungen eingesetzt werden. A further embodiment of the LED lighting system can provide that the optical coupling component is plate-shaped. For this purpose, a plurality of LEDs can be arranged next to one another and / or one above the other along the light entry surface. Such an LED lighting system with a plate-shaped optical coupling component and a plurality of LED light sources can be used in particular for larger-area lighting.

[0015] Eine weitere Ausführungsvariante des LED-Beleuchtungssystems kann vorsehen, dass das optische Kopplungsbauteil Begrenzungswandungen aufweist, die bis auf ein Auskopplungsfenster für das umgelenkte Lichtstrahlenbündel lichtundurchlässig sind. Dadurch kann Streulicht durch die Begrenzungswandungen des optischen Kopplungsbauteils vermieden werden. Schliesslich kann das optische Kopplungsbauteil Begrenzungswandungen aufweisen, die bis auf das Auskopplungsfenster verspiegelt sind. Dadurch können Lichtverluste durch Lichtstrahlen, deren Auftreffwinkel auf die Begrenzungswandungen des optischen Kopplungsbauteils den Winkel der Totalreflexion überschreiten, minimiert werden. A further embodiment of the LED lighting system may provide that the optical coupling member has boundary walls which are opaque except for a coupling window for the deflected light beam. As a result, scattered light can be avoided by the boundary walls of the optical coupling component. Finally, the optical coupling component can have boundary walls which are mirrored except for the coupling-out window. As a result, light losses due to light beams whose angle of incidence on the boundary walls of the optical coupling component exceed the angle of total reflection can be minimized.

[0016] Für den Einsatz als Grundbeleuchtungselement kann das LED-Beleuchtungssystem eine oder mehrere Hochleistungs-LED aufweisen, deren Licht in das wenigstens eine optische Kopplungsbauteil einkoppelbar ist. For use as a basic lighting element, the LED lighting system can have one or more high-power LEDs whose light can be coupled into the at least one optical coupling component.

[0017] Zur Vereinfachung der Montage des erfindungsgemässen LED-Beleuchtungssystems können die wenigstens eine LED bzw. die mehreren LEDs und das wenigstens eine optische Kopplungsbauteil zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sein. To simplify the assembly of the inventive LED illumination system, the at least one LED or the plurality of LEDs and the at least one optical coupling component can be combined to form a structural unit.

[0018] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die nicht massstabsgetreuen schematischen Zeichnungen. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt eine Seitenansicht eines an bzw. in einer Wand montierten LED-Beleuchtungssystems; <tb>Fig. 2<SEP>zeigt eine perspektivische Ansicht des LED-Beleuchtungssystems gemäss Fig. 1 ; <tb>Fig. 3<SEP>zeigt eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines LED-Beleuchtungssystems; <tb>Fig. 4<SEP>zeigt eine perspektivische Ansicht des LED-Beleuchtungssystems gemäss Fig. 3 ; <tb>Fig. 5<SEP>zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsvariante eines LED-Beleuchtungssystems; und <tb>Fig. 6<SEP>zeigt eine perspektivische Ansicht des LED-Beleuchtungssystems gemäss Fig. 5 .Further advantages and features will become apparent from the following description of an embodiment of the invention with reference to the non-scale schematic drawings. <Tb> FIG. 1 <SEP> is a side view of a wall-mounted LED lighting system; <Tb> FIG. Fig. 2 <SEP> shows a perspective view of the LED lighting system according to Fig. 1; <Tb> FIG. Fig. 3 <SEP> shows a side view of a second embodiment of an LED lighting system; <Tb> FIG. Fig. 4 <SEP> shows a perspective view of the LED lighting system according to Fig. 3; <Tb> FIG. Fig. 5 shows a side view of another embodiment of an LED lighting system; and <Tb> FIG. 6 <SEP> shows a perspective view of the LED lighting system according to FIG. 5.

[0019] Ein in Fig. 1 dargestelltes LED-Beleuchtungssystem gemäss der Erfindung trägt gesamthaft das Bezugszeichen 1. Es umfasst eine LED-Lichtquelle 2, beispielsweise eine Hochleistungs-LED, und ein optisches Kopplungsbauteil 3. Das optische Kopplungsbauteil 3 ist in Richtung einer optischen Achse A von einer im Wesentlichen parallel zu einer Abstrahlfläche der LED-Lichtquelle 2 orientierte Lichteintrittsfläche 4 und von einer Lichtumlenkfläche 5 begrenzt. Die Lichtumlenkfläche 5 schliesst mit der Lichteintrittsfläche 4 einen Winkel a ein, der etwa 35° bis 55° beträgt. Das optische Kopplungsbauteil 3 besteht aus Glas oder synthetischem Glas, insbesondere Acrylglas oder Polycarbonatglas oder dergleichen. An LED illumination system according to the invention shown in FIG. 1 bears the reference numeral 1 as a whole. It comprises an LED light source 2, for example a high-power LED, and an optical coupling component 3. The optical coupling component 3 is in the direction of an optical A axis A of a substantially parallel to a radiating surface of the LED light source 2 oriented light entrance surface 4 and bounded by a Lichtumlenkfläche 5. The Lichtumlenkfläche 5 closes with the light entrance surface 4 at an angle a, which is about 35 ° to 55 °. The optical coupling component 3 is made of glass or synthetic glass, in particular acrylic glass or polycarbonate glass or the like.

[0020] Ein von der LED-Lichtquelle 2 abgestrahltes Lichtstrahlenbündel L wird in das optische Kopplungsbauteil 3 eingekoppelt und innerhalb des Kopplungsbauteils 3 durch Totalreflexion an den parallel zur optischen Achse verlaufenden seitlichen Begrenzungswandungen 6 in Richtung der Lichtumlenkfläche 5 transportiert. Dort wird das Lichtstrahlenbündel L im gewünschten Umfang umgelenkt und aufgeweitet. Zu diesem Zweck ist die Lichtumlenkfläche 5 wenigstens zum Teil verspiegelt. Das umgelenkte und aufgeweitete Lichtstrahlenbündel L verlässt das optische Kopplungsbauteil 3 durch einen begrenzten Abschnitt, insbesondere durch ein Auskopplungsfenster 6a, in einer der seitlichen Begrenzungswandungen 6, insbesondere beispielsweise einer oberen Begrenzungswandung. Es kann gewünscht sein, dass ein Teil des Lichtstrahlenbündels L das optische Kopplungsbauteil 3 auch durch die Lichtumlenkfläche 5 abgestrahlt wird. In diesem Fall weist die Lichtumlenkfläche 5 eine Teiltransparenz auf, bzw. ist sie nur teilweise verspiegelt. A radiated from the LED light source 2 light beam L is coupled into the optical coupling member 3 and transported within the coupling member 3 by total reflection at the parallel to the optical axis extending lateral boundary walls 6 in the direction of Lichtumlenkfläche 5. There, the light beam L is deflected and expanded to the desired extent. For this purpose, the Lichtumlenkfläche 5 is at least partially mirrored. The deflected and expanded light beam L leaves the optical coupling component 3 through a limited section, in particular through a coupling-out window 6a, in one of the lateral boundary walls 6, in particular, for example, an upper boundary wall. It may be desired that a part of the light beam L, the optical coupling member 3 is also emitted by the Lichtumlenkfläche 5. In this case, the Lichtumlenkfläche 5 has a partial transparency, or it is only partially mirrored.

[0021] Das optische Kopplungsbauteil 3 bildet eine Art sekundäre Lichtquelle. Das von ihm abgestrahlte Licht kann für eine indirekte oder für eine direkte Beleuchtung von Objekten eingesetzt werden. Zur Vermeidung von ungewolltem Streulicht, welches von Lichtstrahlen des eingekoppelten Lichtstrahlenbündels L herrühren, die in einem Winkel grösser als dem Winkel der Totalreflexion auf die Begrenzungswandungen 6 auftreffen, können die seitlichen Begrenzungswandungen 6 des optischen Kopplungsbauteils 3 bis auf das Lichtauskopplungsfenster 6a lichtundurchlässig ausgebildet sein. Damit diese Lichtstrahlen wieder in das optische Kopplungsbauteil 3 zurückreflektiert werden, können die seitlichen Begrenzungswandungen 6 ebenfalls verspiegelt sein. Dadurch können Lichtverluste vermieden werden. The optical coupling member 3 forms a kind of secondary light source. The light emitted by it can be used for indirect or direct lighting of objects. To avoid unwanted scattered light, which originate from light beams of the coupled-in light beam L, which impinge on the boundary walls 6 at an angle greater than the angle of the total reflection, the lateral boundary walls 6 of the optical coupling component 3 can be designed to be light-impermeable except for the light-outcoupling window 6a. In order for these light beams to be reflected back into the optical coupling component 3, the lateral boundary walls 6 can likewise be mirrored. As a result, light losses can be avoided.

[0022] Das LED-Beleuchtungssystem kann eine oder mehrere LED-Lichtquellen 2 umfassen, die entlang der Lichteintrittsfläche 4 nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein können. Es kann auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine LED-Lichtquelle 2 und das optische Kopplungsbauteil 3 zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind. The LED lighting system may comprise one or more LED light sources 2, which may be arranged alongside one another and / or one above the other along the light entry surface 4. It can also be provided that the at least one LED light source 2 and the optical coupling component 3 are combined to form a structural unit.

[0023] Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung des LED-Beleuchtungssystems 1 gemäss Fig. 1 . Das LED-Beleuchtungssystem 1 ist beispielsweise an einer Wand W oder dergleichen montiert. Die LED-Lichtquelle 2 ist an der Lichteintrittsfläche 4 des optischen Kopplungsbauteils 3 angeordnet. Ein ausgesparter Raum erlaubt die Unterbringung von Kühlelementen oder dergleichen und einer Schaltelektronik (nicht dargestellt) für die LED-Lichtquelle 2, beispielsweise eine Hochleistungs-LED. Die gegenüber der Lichteintrittsfläche 4 um einen Winkel a von etwa 35° bis 55° geneigte Lichtumlenkfläche trägt wiederum das Bezugszeichen 5. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, wird das in das optische Kopplungsbauteil 3 eingekoppelte Lichtstrahlenbündel L an der Lichtumlenkfläche 5 nach oben umgelenkt und aufgeweitet. Die Richtung der Umlenkung hängt von der Anordnung des optischen Kopplungsbauteils 3 und dessen Lichturnlerikfläche 5 ab. So könnte das optische Kopplungsbauteil 3 auch beispielsweise um 180° gedreht angeordnet sein. In diesem Fall wird das von der LED eingekoppelte Lichtstrahlenbündel L nach unten umgelenkt. FIG. 2 schematically shows a perspective view of the LED illumination system 1 according to FIG. 1. The LED lighting system 1 is mounted, for example, on a wall W or the like. The LED light source 2 is arranged on the light entry surface 4 of the optical coupling component 3. A recessed space allows the accommodation of cooling elements or the like and a switching electronics (not shown) for the LED light source 2, for example, a high-power LED. The light deflection surface inclined relative to the light entry surface 4 by an angle a of approximately 35 ° to 55 ° again bears the reference symbol 5. As can be seen from the illustration, the light beam L coupled into the optical coupling component 3 is deflected upwards at the light deflection surface 5 and widened , The direction of the deflection depends on the arrangement of the optical coupling component 3 and its Lichturnlerikfläche 5. For example, the optical coupling component 3 could also be arranged rotated by 180 °, for example. In this case, the light beam L coupled in by the LED is deflected downwards.

[0024] Das in Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines LED-Beleuchtungssystems trägt gesamthaft das Bezugszeichen 11 und entspricht weitgehend demjenigen gemäss den Fig. 1 und 2 . Das optische Kopplungsbauteil 13 weist eine Lichtumlenkfläche 15 auf, die gegenüber der Lichteintrittsfläche 14 wiederum um einen Winkel a von etwa 35° bis 55° geneigt angeordnet ist. Zum Unterschied von der planen Lichtumlenkfläche des ersten Ausführungsbeispiels (Bezugszeichen 5 in Fig. 1 und 2 ) ist die Lichtumlenkfläche 15 dieses Ausführungsbeispiels konvex nach aussen gekrümmt. Dadurch wird das von der LED 12 abgestrahlte und in das optische Kopplungsbauteil 13 eingekoppelte Licht L von der Lichtumlenkfläche 15 besser gebündelt. Das optische Kopplungsbauteil 13 besteht aus Glas oder synthetischem Glas, insbesondere Acrylglas oder Polycarbonatglas oder dergleichen. The illustrated in Fig. 3 and 4 second embodiment of an LED illumination system bears overall the reference numeral 11 and largely corresponds to that according to FIGS. 1 and 2. The optical coupling component 13 has a light deflection surface 15 which, in turn, is inclined relative to the light entry surface 14 by an angle a of approximately 35 ° to 55 °. In contrast to the plane Lichtumlenkfläche the first embodiment (reference numeral 5 in Fig. 1 and 2), the Lichtumlenkfläche 15 of this embodiment is convexly curved outwards. As a result, the light L radiated by the LED 12 and coupled into the optical coupling component 13 is bundled better by the light deflection surface 15. The optical coupling member 13 is made of glass or synthetic glass, especially acrylic glass or polycarbonate glass or the like.

[0025] Ein in den Fig. 5 und 6 dargestelltes weiteres Ausführungsbeispiel eines LED-Beleuchtungssystems ist gesamthaft mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Es umfasst wiederum eine LED-Lichtquelle 22, beispielsweise zwei übereinander angeordnete Hochleistungs LEDs, und ein optisches Kopplungsbauteil 23. Das optische Kopplungsbauteil 23 besitzt eine der LED-Lichtquelle 22 zugewandte Lichteintrittsfläche 24 und eine Lichtumlenkfläche 25. Die Lichtumlenkfläche besteht aus zwei geneigten Teilflächen 251 und 252, die miteinander einen Winkel β von etwa 70° bis 110° einschlies-sen. Jede Teilfläche 251, 252 der Lichtumlenkfläche 25 ist gegenüber der Lichteintrittsfläche 24 um einen Winkel a von etwa 35° bis 55° geneigt. Es versteht sich, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel der Neigungswinkel a der Teilflächen 251 bzw. 252 der Lichtumlenkfläche gegenüber der Lichteintrittsfläche 24 einmal positiv und einmal negativ gezählt werden kann. Die Zählrichtung des Winkels a spielt für die Erfindung jedoch keine Rolle, entscheidend ist der Absolutbetrag des Neigungswinkels a. Die Lichtaustrittsfläche 25 weist somit die Form einer schwalbenschwanzartigen Nut auf. Daraus ergibt sich eine Auskopplung des Lichts L aus dem optischen Kopplungsbauteil im wesentlichen in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen. Die Lichtaustrittsfläche 25 kann, wie anhand des Ausführungsbeispiels dargestellt, konvex nach aussen gekrümmt, beispielsweise halbkreisförmig gekrümmt, verlaufen. Das optische Kopplungsbauteil 23 besteht aus Glas oder synthetischem Glas, insbesondere Acrylglas oder Polycarbonatglas oder dergleichen. A further embodiment of an LED illumination system shown in FIGS. 5 and 6 is provided overall with the reference numeral 21. It in turn comprises an LED light source 22, for example two high-power LEDs arranged one above the other, and an optical coupling component 23. The optical coupling component 23 has a light inlet surface 24 facing the LED light source 22 and a light deflection surface 25. The light deflection surface consists of two inclined partial surfaces 251 and 252, which together include an angle β of about 70 ° to 110 ° sen. Each partial surface 251, 252 of the light deflection surface 25 is inclined relative to the light entry surface 24 by an angle a of approximately 35 ° to 55 °. It is understood that in the illustrated embodiment, the inclination angle a of the partial surfaces 251 and 252 of the light deflection surface relative to the light entry surface 24 can be counted once positive and negative one. However, the counting direction of the angle α plays no role in the invention, the decisive factor being the absolute value of the angle of inclination α. The light exit surface 25 thus has the shape of a dovetail-like groove. This results in a coupling of the light L from the optical coupling member substantially in two mutually opposite directions. The light exit surface 25 may, as shown with reference to the embodiment, convexly outwardly curved, for example, curved semicircular. The optical coupling member 23 is made of glass or synthetic glass, in particular, acrylic glass or polycarbonate glass or the like.

[0026] In einer alternativen Ausführungsvariante des LED-Beleuchtungssystems kann die Lichtaustrittsfläche auch aus zwei planen Teilflächen bestehen, die schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und miteinander einen Winkel β von etwa 70° bis 110° einschliessen. Schliesslich kann ein weiteres Ausführungsbeispiel eines LED-Beleuchtungssystem auch zwei optische Kopplungsbauteile gemäss Fig. 1 mit plan verlaufender geneigter Lichtaustrittsfläche 5 oder gemäss Fig. 3 mit konvex gekrümmter Lichtaustrittfläche 15 aufweisen, die mit ihren rückwärtigen Begrenzungsflächen derart aneinander gefügt sind, dass ihre beiden Lichtaustrittsflächen 5 bzw. 15 miteinander einen Winkel β von etwa 70° bis 110° einschliessen. In an alternative embodiment of the LED lighting system, the light exit surface may also consist of two planar partial surfaces which are dovetail-shaped and enclose an angle β of about 70 ° to 110 °. Finally, a further exemplary embodiment of an LED illumination system can also have two optical coupling components according to FIG. 1 with a plane inclined light exit surface 5 or according to FIG. 3 with a convexly curved light exit surface 15 which are joined to one another with their rear boundary surfaces such that their two light exit surfaces 5 or 15 together include an angle β of about 70 ° to 110 °.

[0027] Bei allen Ausführungsvarianten des LED-Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass die Lichtumlenkfläche nur teilweise verspiegelt ist, damit ein Teil des Lichts in Verlängerung der optischen Achse durch die Lichtumlenkfläche abstrahlbar ist. Wie bereits anhand des ersten Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 und 2 erläutert worden ist, können die seitlichen Begrenzungsflächen jedes optischen Kopplungsbauteils bis auf die Auskopplungsfenster lichtundurchlässig ausgebildet sein, insbesondere verspiegelt sein. In all embodiments of the LED lighting system can be provided that the Lichtumlenkfläche is only partially mirrored so that a portion of the light in the extension of the optical axis can be emitted through the Lichtumlenkfläche. As has already been explained with reference to the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the lateral boundary surfaces of each optical coupling component can be made opaque except for the coupling-out windows, in particular be mirrored.

[0028] Das optische Kopplungsbauteil kann plattenförmig ausgebildet sein und an seiner Lichteintrittsfläche eine Anzahl von LEDs, beispielsweise Hochleistungs-LEDs, aufweisen, die nebeneinander und/oder übereinander und/oder versetzt zueinander angeordnet sind. Das LED-Beleuchtungssystem kann aus diskreten Komponenten zusammengesetzt sein. Die einzelnen Komponenten des LED-Beleuchtungssystems können aber auch zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sein, die gesamthaft an einer Wand oder an einem Bauteil montierbar ist. The optical coupling member may be plate-shaped and at its light entrance surface a number of LEDs, such as high-power LEDs, which are arranged side by side and / or one above the other and / or offset from each other. The LED lighting system may be composed of discrete components. However, the individual components of the LED lighting system can also be combined to form a structural unit which can be mounted as a whole on a wall or on a component.

Claims

An LED lighting system comprising at least one LED and at least one adjacent to the at least one LED in the beam path of the light emitted by the LED light optical component, characterized in that the optical component is an optical coupling component (3, 13, 23) has a longitudinal extent which extends substantially parallel to an optical axis (A) perpendicular to an emitting surface of the LED (2; 12; 22) and is adapted to receive a light beam emitted by the at least one LED (2; 12; 22) (L) at least partially deflected relative to the optical axis (A) and spatially expand.

2. LED lighting system according to claim 1, characterized in that the optical coupling component (3; 13; 23) in its longitudinal extension of one of the LED (2; 12; 22) facing the light entry surface (4; 14; 24), with the optical axis (A) encloses an angle of about 90 °, and a spaced apart Lichtumlenkfläche (5; 15; 25) is limited.

3. LED lighting system according to claim 2, characterized in that the Lichtumlenkfläche (5; 15; 25) relative to the light entry surface (4; 14; 24) is inclined by an angle (a) of about 35 ° to about 55 °.

4. LED lighting system according to claim 2 or 3, characterized in that the Lichtumlenkfläche (5; 15; 25) is at least partially mirrored.

5. LED lighting system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the light deflection surface (15; 25) is convexly curved outwards.

6. LED lighting system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the optical coupling member having a dovetailed notched light exit surface (25) having two partial surfaces (251, 252) having an angle (β) of 70 ° to each other Include 110 °.

7. LED lighting system according to one of claims 2 to 5, characterized in that, following the at least one LED light source, two optical coupling components (3; 13) are arranged and joined to each other with their rear surfaces such that their light exit surfaces (5; ) enclose with each other an angle (β) of 70 ° to 110 °.

8. LED lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the optical coupling component (3; 13; 23) consists of glass or synthetic glass, in particular acrylic glass or polycarbonate glass.

9. LED lighting system according to claim 8, characterized in that the optical coupling component (23) is plate-shaped, and that along the light entry surface (24) a plurality of LEDs (22) are arranged side by side and / or one above the other and / or offset.

10. LED lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the optical coupling component (3; 13; 23) has boundary walls (6) which are opaque except for a coupling window (6a) for the deflected light beam (L).

11. LED lighting system according to claim 10, characterized in that the boundary walls (6) of the optical coupling component (3; 13; 23) are mirrored down to the outcoupling window (6a).

12. LED lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one LED (2; 12) or the plurality of LEDs (22) are high-power LEDs.

13. LED lighting system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one LED (2; 12) or the plurality of LEDs (22) and the or the optical coupling components (3; 13; 23) to a structural unit are summarized.