DE102009021182A1

DE102009021182A1 - Beleuchtungsvorrichtung für Straßen

Info

Publication number: DE102009021182A1
Application number: DE102009021182A
Authority: DE
Inventors: Dennis MÖLLER
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US20120120666A1; CN102803835A; CN102803835B; WO2010130732A1; US8469552B2; EP2430360A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Straßen, Wege und dergleichen, mit einer Leuchteinheit, enthaltend ein Leuchtelement und eine in Hauptabstrahlrichtung vor dem Leuchtelement angeordnet Linse zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, wobei die Linse auf einer dem Leuchtelement zugewandten Lichteinkoppelseite eine Lichteinkoppelfläche und auf einer dem Leuchtelement abgewandten Lichtauskoppelseite eine Lichtauskoppelfläche aufweist, an denen das Licht gebrochen wird, wobei die Lichteinkoppelfläche und/oder die Lichtauskoppelfläche der Linse in einer quer zur optischen Achse des Leuchtelementes verlaufenden Richtung derart geformt ist, dass die Lichtstärke des ausgekoppelten Lichtes, ausgehend von einer die optische Achse schneidenden Mittelebene, mit einem steigenden Abstrahlwinkel zu der optischen Achse zumindest teilweise entsprechend einer Tangensfunktion ansteigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Straßen, Wege und dergleichen, mit einer Leuchteinheit enthaltend ein Leuchtelement und eine in Hauptabstrahlrichtung vor dem Leuchtelement angeordnete Linse zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, wobei die Linse auf einer dem Leuchtelement zugewandten Lichteinkoppelseite eine Lichteinkoppelfläche und auf einer dem Leuchtelement abgewandten Lichtauskoppelseite eine Lichtauskoppelfläche aufweist, an denen das Licht gebrochen wird.
Aus der DE 103 30 261 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die neben einem Leuchtelement und einem Reflektor ein in Lichtabstrahlrichtung vor dem Leuchtelement angeordnete Linse aufweist. Die Linse ist rotationssymmetrisch zur optischen Achse des Leuchtelementes ausgebildet und weist auf einer dem Leuchtelement abgewandten Seite eine Totalreflexiwnsfläche auf, so dass das an derselben auftreffende Licht quer zur Hauptabstrahlrichtung hin zu einer randseitigen Lichtauskoppelfläche reflektiert wird. Es findet somit eine Umlenkung in seitlicher Richtung hin zu den Reflektorflächen statt. Die Linse dient somit im Wesentlichen als Lichtumlenkungsmittel in Richtung seitlicher Reflektorfläche und nicht ausschließlich zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung.
Aus der EP 1 916 468 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Leuchteinheit für Straßen, Wege und dergleichen bekannt, die ein Leuchtelement und eine in Hauptlichtabstrahlrichtung vor derselben angeordnete Linse aufweist zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung. Die Linse ist kuppelförmig und punktsymmetrisch zu Punkten einer optischen Achse des Leuchtelementes ausgebildet, wobei auf einer dem Leuchtelement abgewandten Lichtauskoppelseite der Linse mehrere segmentierte Freiformflächen ausgebildet sind. Eine auf einer dem Leuchtelement zugewandten Lichteinkoppelseite angeordnete Lichteinkoppelfläche ist kugelförmig ausgebildet. In Abhängigkeit von der Krümmung der Lichtauskoppelfläche der Linse können größere oder kleinere rechteckförmige Lichtverteilungen erzeugt werden. Allerdings sind die Leuchteinheiten nur dazu geeignet, einen Teilbereich eines zu befeuchtenden Straßenraums auszuleuchten. Um den vollständigen zu beleuchtenden Straßenraum auszuleuchten, ist es erforderlich, Leuchteinheiten mit unterschiedlich konturierten bzw. ausgeformten Linsen miteinander zu kombinieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise bedarfsorientiert eine vorgegebene Lichtverteilung zur homogenen Ausleuchtung eines Raumes erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche und/oder die Lichtauskoppelfläche der Linse in einer quer zur optischen Achse des Leuchtelementes verlaufenden Richtung derart geformt ist, dass die Lichtstärke des ausgekoppelten Lichtes ausgehend von einer die optische Achse schneidenden Mittelebene mit einem steigenden Abstrahlwinkel zu der optischen Achse zumindest teilweise entsprechend einer Tangensfunktion ansteigt.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die auf die Abstrahlcharakteristik des Leuchtelementes abgestimmte Linse ein Lichtbündel abstrahlbar ist, bei dem die Lichtstärke desselben mit einem steigenden Abstrahlwinkel bezogen zu der optischen Achse entsprechend einer Tangensfunktion ansteigt. Vorteilhaft kann somit eine homogene Ausleuchtung einer vorzugsweise rechteckförmigen Fläche, insbesondere Straße, erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Lichteinkoppelfläche und/oder eine Lichtauskoppelfläche der Linse derart ausgebildet, dass der tangensfunktionsförmige Anstieg der Lichtstärke in Längsrichtung bis zu einem ersten Kennwinkel und in Querrichtung bis zu einem zweiten Kennwinkel ansteigt, wobei der erste Kennwinkel größer ist als der zweite Kennwinkel. Der erste Kennwinkel kann in einem Winkelbereich zwischen 55° und 75° liegen. Bei einem LED-Leuchtelement mit Lambertscher Abstrahlcharakteristik liegt der Kennwinkel bei etwa 55°. Der erste Kenn winkel und der zweite Kennwinkel sind jeweils auf die optische Achse bezogene Abstrahlwinkel, bei denen die Lichtstärke in Längsrichtung bzw. in Querrichtung ihr Maximum erreicht. Bei den Kennwinkel überschreitenden Abstrahlwinkeln sinkt die Lichtstärke wieder, wobei der Abfall von dem Maximum der Lichtstärke dann vorzugsweise kosinusförmig erfolgen kann. Vorteilhaft kann eine homogene rechteckförmige Ausleuchtung einer Fläche erfolgen, wobei gleichzeitig eine unerwünschte Blendung von entfernt angeordneten Personen verhindert werden kann. Es sei hierbei angenommen, dass die optische Achse der Leuchteinheit senkrecht zu der zu beleuchtenden Straßenfläche orientiert angeordnet ist, so dass entfernt angeordnete Verkehrsteilnehmer, die die Beleuchtungsvorrichtung unter einem relativ flachen Winkel sehen, nicht geblendet werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Linse muschelförmig ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende Längsseitenabschnitte auf, die über einen Mittenabschnitt miteinander verbunden sind. Die Längsseitenabschnitte weisen jeweils randseitige Seitenflächen auf, an denen jeweils ein unter einem relativ großen Abstrahlwinkel zur optischen Achse eingekoppeltes Teillichtbündel in Richtung der Lichtauskoppelseite totalreflektiert wird. Diese Längsseitenabschnitte erstrecken sich zu beiden Seiten der Längsmittelebene, so dass durch die konvergierende Umlenkung des Teillichtbündels durch den Längsseitenabschnitt eine geringere Abstrahlungsbreite in Querrichtung erzielt wird. Es kann somit auf einfache Weise eine rechteckförmige Ausleuchtung der Straße bewirkt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Längsseitenabschnitte der Linse symmetrisch oder asymmetrisch zu der Längsmittelachse ausgebildet sein. Bei einer symmetrischen Anordnung der Längsseitenabschnitte wird vorteilhaft eine rechteckförmige Fläche ausgeleuchtet, wobei sich die Leuchteinheit im Wesentlichen in einem Zentrum/Mittelpunkt der Straßenfläche befindet. Bei asymmetrischer Ausbildung der Längsseitenabschnitte wird eine rechteckförmige Fläche ausgeleuchtet, wobei die Leuchteinheit beabstandet zu dem Mittelpunkt/Zentrum derselben angeordnet ist.
Nach einer ersten Variante können Seitenflächen und eine Vorderfläche eines ersten Längsseitenabschnittes derart geformt sein, dass das eingekoppelte Lichtbündel unter einem spitzen Umlenkwinkel ausgekoppelt wird. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung des Lichtstroms bewirkt, was die Erzeugung einer homogenen Lichtverteilung begünstigt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Seitenfläche und eine Vorderfläche eines zweiten Längsseitenabschnitts derart geformt, dass das in den zweiten Längsseitenabschnitt eingekoppelte Lichtbündel unter Schneiden der optischen Achse unter einem relativ großen Umlenkwinkel ausgekoppelt wird. In Verbindung mit einem gegenüberliegenden ersten Längsseitenabschnitt kann somit eine asymmetrische Lichtverteilung erzeugt werden, so dass die Leuchteinheit beispielsweise an dem Rand einer zu beleuchtenden Straße angeordnet sein kann. Ferner wird hierdurch eine linienförmige Ausleuchtung begünstigt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine dem Leuchtelement abgewandte Vorderfläche des Mittenabschnitts ovalförmig und eine dem Leuchtelement zugewandte Lichteinkopplungsfläche glockenförmig ausgebildet. Die ovale Auskoppelfläche (Vorderfläche des Mittenabschnittes) weist im Unterschied zu einer kreisförmigen Auskoppelfläche den Vorteil auf, dass der maximale Abstrahlwinkel durch randseitige Bereiche des Längsseitenabschnitts bestimmt wird. Vorteilhaft kann somit eine nähere Positionierung der Linse an weiteren Bauteilen der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden, ohne dass Abschattungen der Lichtverteilungen auftreten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Leuchtelement als ein LED-Leuchtelement ausgebildet, das über einen Öffnungswinkel von größer als 70° verfügt. Bei einem kleineren Öffnungswinkel des Leuchtelementes würden die Totalreflexionsflächen der Seitenflächenabschnitte nicht wirksam sein.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Linse einer Leuchteinheit,
2 einen Längsschnitt durch eine Leuchteinheit nach einer ersten Ausführungsform,
3 einen Querschnitt durch die Leuchteinheit nach der ersten Ausführungsform,
4 eine Lichtstärkeverteilungskurve der Leuchteinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 einen schematischen Vertikalschnitt durch die als Straßenleuchte eingesetzte Leuchteinheit nach der ersten Ausführungsform zur symmetrischen Beleuchtung eines Straßenraums,
6 eine schematische Draufsicht auf die zu beleuchtende Straße, wobei die Leuchteinheit nach der ersten Ausführungsform im Zentrum der Beleuchtungsfläche angeordnet ist,
7 einen Querschnitt durch eine Leuchteinheit nach einer zweiten Ausführungsform,
8 eine Lichtstärkeverteilung der Leuchteinheit nach der zweiten Ausführungsform,
9 einen schematischen Vertikalschnitt durch die als Straßenleuchte eingesetzte Leuchteinheit nach der zweiten Ausführungsform zur asymmetri schen Beleuchtung eines Straßenraums,
10 eine schematische Draufsicht auf die zu beleuchtende Straße, wobei die Leuchteinheit nach der zweiten Ausführungsform außermittig von der Beleuchtungsfläche angeordnet ist.
Eine Beleuchtungsvorrichtung für Straßen, Wege und dergleichen kann beispielsweise ein nicht dargestelltes rahmenförmiges Gehäuse aufweisen, das über einen Fuß mit einem Mastverbunden ist. In dem Gehäuse ist mindestens ein Leuchtmodul integriert angeordnet, so dass bei eingeschalteter Beleuchtungsvorrichtung eine Straßenfläche bzw. ein Straßenraum beleuchtet werden kann. Das Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung ist in einem vorgegebenen Abstand zu der Straßenfläche angeordnet, wobei sich das mindestens eine Leuchtmodul parallel zur Straßenfläche erstreckt.
Die Leuchtmodule sind geradlinig und/oder langgestreckt ausgebildet und erstrecken sich in einer gemeinsamen Erstreckungsebene. Beispielsweise können die Leuchtmodule so angeordnet sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung rahmenförmig oder linienförmig oder sternförmig oder kreuzförmig angeordnet ist. Die Leuchtmodule weisen nach einer ersten Ausführungsform eine Anzahl von reihenförmig angeordneten Leuchteinheiten 1 auf, die jeweils auf einem gemeinsamen Träger innerhalb einer Ausnehmung des Gehäuses angeordnet sind. Der Träger bzw. die Anzahl von Leuchteinheiten 1 eines Leuchtmoduls (beispielsweise acht Leuchtmodule) sind durch eine gemeinsame transparente Abdeckscheibe verschlossen.
Die Leuchteinheit 1 weist im Wesentlichen ein als LED-Chip ausgebildetes Leuchtelement 2 und eine in Hauptabstrahlrichtung 3 vor demselben angeordnete Linse 4 auf.
Die Linse 4 ist muschelförmig oder im Querschnitt fledermausflügelförmig ausgebildet und weist zum einen zwei bezüglich einer Längsmittelebene M_L gegenüberliegende Längsseitenabschnitte 5 und zum anderen einen die Längsseitenabschnitte 5 verbin denden Mittenabschnitt 6 auf. Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist die in den 1 bis 6 dargestellte Leuchteinheit 1 gleich ausgebildete Längsseitenabschnitte 5 auf, so dass die Linse 4 nicht nur symmetrisch bezüglich der Längsmittelebene M_L, sondern auch symmetrisch bezüglich einer Quermittelebene M_Q ist.
Wie aus 2 zu ersehen ist, ist das LED-Leuchtelement 2 auf einer Lichteinkoppelseite 7 der Linse 4 teilweise in einer Mulde 8 beabstandet zu einer glockenförmigen Lichteinkoppelfläche 9 der Linse 4 positioniert. Die glockenförmige Lichteinkoppelfläche 9 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch bezüglich einer optischen Achse 10 des Leuchtelements 2 bzw. der Linse 4 ausgebildet.
Auf einer dem Leuchtelement 2 abgewandten Lichtauskoppelseite 11 der Linse 4 weist zumindest der Mittenabschnitt 6 eine in Längsrichtung ovalförmige Lichtauskoppelfläche 12 auf.
Die als Einkoppeloptik dienende Lichteinkoppelfläche 9 und die als Auskoppeloptik dienende Lichtauskoppelfläche 12 der Linse 4 sind somit in Längsrichtung L der Linse 4 derart geformt, dass eine Lichtstärkeverteilungskurve K₁ (Lichtverteilungscharakteristik) erzeugt wird, bei der die Lichtstärke ausgehend von einem Abstrahlwinkel θ, dessen Wert in der optischen Achse 10 Null beträgt, in Längsrichtung entsprechend einer folgenden Tangensfunktion ansteigt.

I(θ):: Lichtstärke in Richtung des Winkels θ
I_max:: maximal auftretende Lichtstärke
θ_Imax:: Winkel, bei dem die maximale Lichtstärke auftritt

Wie aus 4 ersichtlich ist, erreicht die Lichtstärkeverteilung K₁ in dem Abstrahlwinkel θ_KL = 70° ihr Maximum und fällt dann bis zum Abstrahlwinkel θ = 90° wieder gegen Null ab. Der Lichtstärkegradient ist in dem Bereich zwischen 50° und 80° am größten. Zum erleichterten Verständnis ist in der 4 zusätzlich eine Lichtstärkeverteilung J des als Lambertschen Strahlers ausgebildeten LED-Leuchtelementes 2 dargestellt. Durch die Geometrie der Lichteinkoppelfläche 9 und der Lichtauskoppelfläche 12 in Längsrichtung L werden die Lichtstrahlen 13 an den Grenzflächen der Linse 4 jeweils so von der optischen Achse 10 bzw. Quermittelebene M_Q weggebrochen, dass die Maxima in den Bereichen der ersten Kennwinkel θ_KL, –θ_KL entstehen. Der Abfall der Lichtstärkeverteilung oberhalb der betragsmäßigen Kennwinkel θ_KL sinkt kosinusförmig.
Durch die Geometrie der Linse 4 in Längsrichtung L wird eine Länge l einer zu beleuchtenden Straßenfläche 14 vorgegeben. Durch die Geometrie der Linse 4 in Querrichtung Q wird eine Breite b der beleuchteten Straßenfläche 14 vorgegeben, wie es in der 6 dargestellt ist. Die Leuchteinheit 1 befindet sich dabei in einem Mittelpunkt bzw. Zentrum Z dieser rechteckförmigen Ausleuchtungsfläche 14.
Damit die Abstrahlwinkelcharakteristik der Leuchteinheit 1 in Querrichtung Q kleiner ist als in Längsrichtung L, weisen die Längsseitenabschnitte 5 eine randseitige Seitenfläche 15 und eine auf der Lichtauskoppelseite 11 angeordnete Vorderfläche 16 auf, so dass ein unter einem relativ großen Winkel zur optischen Achse 10 eingekoppeltes Teillichtbündel 17 an der Seitenfläche 15 totalreflektiert und an der Vorderfläche 16 steiler abgestrahlt wird als ein entsprechendes in Längsrichtung L eingekoppeltes Teillichtbündel 17' der Linse 4. Die Längsseitenabschnitte 5 haben somit eine vergleichsweise sammelnde Funktion der unter einem relativ großen Winkel zu der optischen Achse 10 eingekoppelten Lichtstrahlen in Querrichtung Q im Vergleich zu den unter einem großen Winkel zu der optischen Achse 10 eingekoppelten Lichtstrahlen 17'. in Längsrichtung L. Das Lichtstärkemaximum wird somit bereits bei einem zweiten Kennwinkel θ_KQ1 = 60° erreicht, siehe 8, der kleiner ist als θ_KL = 70°.
Die Lichtstärkeverteilung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist bezogen auf die Längsmittelebene M_L und Quermittelebene M_Q symmetrisch.
Der Mittenabschnitt 6 der Linse 4 hat vorzugsweise eine streuende, Wirkung, wobei die streuende Wirkung in Längsrichtung L gemäß 2 auch auf die seitlichen Randbereiche erweitert wird.
Nach einer zweiten Ausführungsform einer Leuchteinheit 21 gemäß den 7 bis 10 ist im Unterschied zu der Leuchteinheit 1 nach der ersten Ausführungsform eine Linse 22 vorgesehen, die in Querrichtung Q asymmetrisch ausgebildet ist, siehe 7. In Längsrichtung L ist die Linse 22 im Wesentlichen symmetrisch zu der Quermittelachse M_Q ausgebildet.
Die Linse 22 weist zum einen einen mit dem Längsseitenabschnitt 5 der Linse 4 übereinstimmenden ersten Längsseitenabschnitt 5 sowie einen gegenüberliegenden zweiten Längsseitenabschnitt 23 auf, der im Querschnitt bauchiger als der erste Längsseitenabschnitt 5 ausgebildet ist.
Der bauchige zweite Längsseitenabschnitt 23 weist eine bogenförmige Seitenfläche 24 auf, an der das unter einem relativ steilen Abstrahlwinkel eingekoppelte Teillichtbündel 17'' unter einem relativ großen Umlenkwinkel totalreflektiert und unter Brechung an einer Vorderfläche 26 des zweiten Längsseitenabschnitts 23 unter Schneiden der optischen Achse 10 bzw. der Längsmittelebene M_L abgestrahlt wird.
Ein von dem Leuchtelement 2 quer zur Längsmittelebene M_L abgestrahlter Lichtstrahl 18 wird unter einem größeren Umlenkwinkel β1 umgelenkt als ein entsprechender Lichtstrahl 19, der auf den ersten Längsseitenabschnitt 5 trifft und unter einem spitzen Umlenkwinkel α1 umgelenkt wird. Ein weiterer Lichtstrahl 18' wird an der Seitenfläche 24 und der Vorderfläche 26 unter einem stumpfen Winkel β2 hin zur optischen Achse 10 umgelenkt. Hierdurch wird eine unsymmetrische Lichtverteilung in Querrichtung gemäß 8, erzeugt, wobei das durch den zweiten Längsseitenabschnitt 23 bewirkte relative Maximum einer Lichtstärkeverteilung K₂ kleiner als das durch den ersten Längsseitenabschnitt erzeugte Maximum ist und bei einem zweiten Kennwinkel θ_KQ2 = –40° auftritt. Somit kann die Straßenfläche 14 rechteckförmig ausgeleuchtet werden, obwohl sich die Leuchteinheit 21 nicht im Zentrum Z der Straßenfläche 14 befindet, sondern seitlich versetzt zu dieser. Durch Erhöhung der Bauchigkeit des zweiten Längsseitenabschnitts 23 kann die asymmetrische Wirkung der Leuchteinheit 21 weiter erhöht werden, so dass die Leuchteinheit 21 beispielsweise an einem Rand 27 der Straßenfläche 14 positioniert sein kann. Anwendung findet diese Ausführungsform zur Beleuchtung von Straßen von einer Seite her, wobei die Beleuchtungsvorrichtung beispielsweise in einem Übergangsbereich zwischen der Straße und einem Gehweg angeordnet sein kann.
Vorzugsweise werden als Leuchtelemente LED-Chips mit einem Öffnungswinkel von größer als 70° eingesetzt. In Längsrichtung L sind die Konturen der Linsen 4, 22 derart ausgebildet, dass der der tangentielle Anstieg der Lichtstärkeverteilung K₁, K₂ in einem Abstrahlwinkelbereich zwischen 0 und 75° liegt. Bei Ausführung eines LED-Leuchtelementes als Lambertscher Strahler liegt der tangentielle Anstiegsbereich der Abstrahlwinkel θ in einem Bereich von 0 bis 55°.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Abstrahlwinkel θ auch nur bereichsweise entsprechend der Tangensfunktion verlaufen; insbesondere in einem der optischen Achse 10 nahen Bereich kann der Verlauf, mit einer größeren oder geringeren Steigerung verlaufen.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann zur Straßenbeleuchtung aber auch im Innenraum, beispielsweise bei Küchen- oder Wohnmöbeln eingesetzt werden.

1: Leuchteinheit
2: Leuchtelement
3: Hauptabstrahlrichtung
4: Linse
5: Längsseitenabschnitt
6: Mittenabschnitt
7: Lichteinkoppelseite (4)
8: Mulde
9: Lichteinkoppelfläche
10: optische Achse
11: Lichtauskoppelseite (4)
12: Lichtauskoppelfläche
13: Lichtstrahlen
14: Straßenfläche
15: Seitenfläche
16: Vorderfläche
17, 17': Teillichtbündel
18: Lichtstrahl
19: Lichtstrahl
20: Lichtstrahl
21: Leuchteinheit
22: Linse
23: zweiter Längsseitenabschnitt
24: Seitenfläche
26: Vorderfläche
27: Rand
b: Breite
J: Lichtstärke
K₁, K₂: Lichtstärkeverteilung
L: Längsrichtung
l: Länge
M_L: Längsmittelebene
M_Q: Quermittelebene
Q: Querrichtung
Z: Zentrum
α1: Umlenkwinkel
β1, β2: Umlenkwinkel
θ: Abstrahlwinkel
θ_KL: erster Kennwinkel
θ_KQ: zweiter Kennwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10330261 A1 [0002]
- EP 1916468 A1 [0003]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für Straßen, Wege und dergleichen, mit einer Leuchteinheit enthaltend ein Leuchtelement und eine in Hauptabstrahlrichtung vor dem Leuchtelement angeordnete Linse zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, wobei die Linse auf einer dem Leuchtelement zugewandten Lichteinkoppelseite eine Lichteinkoppelfläche und auf einer dem Leuchtelement abgewandten Lichtauskoppelseite eine Lichtauskoppelfläche aufweist, an denen das Licht gebrochen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (9) und/oder die Lichtauskoppelfläche (11) der Linse (4, 22) in einer quer zur optischen Achse (10) des Leuchtelementes (2) verlaufenden Richtung derart geformt ist, dass die Lichtstärke (K₁, K₂) des ausgekoppelten Lichtes ausgehend von einer die optische Achse (10) schneidenden Mittelebene (M_Q, M_L) mit einem steigenden Abstrahlwinkel (θ) zu der optischen Achse (10) zumindest teilweise entsprechend einer Tangensfunktion ansteigt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (9) und/oder die Lichtauskoppelfläche (11) der Linse (4, 22) in Längsrichtung (L) derselben derart geformt ist, dass die Lichtstärke (K₁, K₂) des ausgekoppelten Lichtes symmetrisch zu einer die optische Achse (10) schneidenden Quermittelebene (M_Q) in Längsrichtung (L) der Linse (4) mit dem steigenden Winkel bezogen auf die optische Achse (10) zumindest teilweise entsprechend der Tangensfunktion ansteigt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (9) und/oder die Lichtauskoppelfläche (11) der Linse (4, 22) in der Längsrichtung (L) und/oder in der Querrichtung (Q) derart geformt sind, dass die Lichtstärke (K₁, K₂) des ausgekoppelten Lichtes ausgehend von der Quermittelebene (M_Q) in Längsrichtung (L) bis zu einem ers ten Kennwinkel (θ_KL) und ausgehend von der Längsmittelebene (M_L) in Querrichtung bis zu einem zweiten Kennwinkel (θ_KQ) ansteigt und dann mit steigendem Abstrahlwinkel gegen Null sinkt, wobei der erste Kennwinkel (θ_KL) größer ist als der zweite Kennwinkel (θ_KQ).
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (4, 22) muschelförmig und/oder im Querschnitt fledermausflügelförmig ausgebildet ist mit zwei gegenüberliegenden Längsseitenabschnitten (5, 23), die über einen Mittenabschnitt (6) miteinander verbunden sind, wobei der Längsseitenabschnitt (5, 23) ein die Lichtauskoppelfläche (11) und die Lichteinkoppelfläche (9) verbundene Seitenfläche (15, 24) aufweist, an der ein unter einem großen Winkel (θ) zur optischen Achse (10) eingekoppeltes Teillichtbündel (17) in Richtung der Lichtauskoppelseite (11) totalreflektiert wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsseitenabschnitte (5) der Linse (4, 22) symmetrisch oder asymmetrisch zu der Längsmittelebene (M_L) ausgebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche (15) und eine Vorderfläche (16) des ersten Längsseitenabschnitts (5) derart geformt sind, dass das eingekoppelte Lichtbündel (17) unter einem spitzen Umlenkwinkel (α1, β1) ausgekoppelt wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche (24) und eine Vorderfläche (26) des zweiten Längsseitenabschnitts (23) derart geformt sind, dass zumindest ein Teil des in den zweiten Längsseitenabschnitt (23) eingekoppelten Lichtbündels (17) unter Schneiden der optischen Achse (10) unter einem stumpfen Umlenkwinkel (β2) ausgekoppelt wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabschnitt (6) der Linse (4, 22) auf der Lichtauskoppelseite (11) eine ovalförmige Kontur aufweist zur Brechung des ein gekoppelten Lichtes weg von der optischen Achse (10).
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichteinkoppelfläche des Mittenabschnittes (6) in Längsrichtung (L) glockenförmig und in Querrichtung (Q) ovalförmig verläuft.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (2) als ein LED-Leuchtelement ausgebildet ist mit einem Öffnungswinkel, der größer ist als 70°.