DE19919080A1

DE19919080A1 - Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE19919080A1
Application number: DE19919080A
Authority: DE
Inventors: Kurt Blessing
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: INSTA ELEKTRO GMBH, 58511 LUEDENSCHEID, DE
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-02

Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten von Flächen oder Räumen, bei der lichtemittierende Halbleiterelemente als Lichtquellen vorgesehen sind, die über elektronische Baugruppen angesteuert und mit Strom versorgt werden, beschrieben. Das wesentliche der Erfindung liegt darin, daß als Lichtquelle eine oder mehrere lichtemittierende Halbleiterelemente (1, 2, 3) vorgesehen sind, die einzeln angesteuert sowohl Licht in unterschiedlichen Wellenbereichen emittieren als auch bei gleichzeitiger Ansteuerung Licht in einer Komplementärfarbe ausstrahlen, und daß hierzu eine elektronische Baugruppe in Form eines Chips oder einer entsprechenden Platine vorgesehen ist, derart, daß die gesamte Einrichtung in eine konventionelle Unterputzinstallationsdose problemlos einbaubar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Üblicherweise werden Wohn-, Verwaltungs-, Behandlungs- und Verkaufsräume mittels Glüh- und Halogenlampen und anderen Entladungslampen beleuchtet.

Allgemeine Anforderungen wie an die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung, die Miniaturisierung der Leuchten selbst, die gute Farbwiedergabe, die gute Blendungsbegrenzung sowie einen variablen Ausstrahlungswinkel bei hoher Lichtausbeute haben dazu geführt, daß für die vorgenannten Zwecke vorwiegend Glühlampen, NV- Halogenlampen oder Leuchtstofflampen verwendet werden. Diese Leuchtmittel werden in der Regel durch Reflektoren oder Reflektorsysteme ergänzt, um die gewünschte Beleuchtungsaufgabe zu erfüllen. Es ist allen herkömmlichen Leuchten gemeinsam, daß deren Leuchtmittel in Fassungen gehalten werden und über die jeweilige Fassung mit dem erforderlichen Strom versorgt werden, der aus dem Netz oder mittels Vorschaltgeräten wie Drosseln oder Transformatoren in der geeigneten Form bereitgestellt wird.

Die Leuchten werden in Form von Deckeneinbau- und Anbauleuchten, Stand- und Wandleuchten in beliebigem Design produziert.

Nachteilig beim Stand der Technik ist es, daß die Lebensdauer der Leuchtmittel relativ niedrig ist und bestenfalls 8.000 Betriebsstunden bei Leuchtstofflampen beträgt. Daraus folgen hohe Betriebskosten der Leuchte, nämlich hohe Ersatzteilkosten, als auch hohe Wartungskosten für den Arbeitsaufwand beim Auswechseln des Leuchtmittels selbst. Mindestens ebenso nachteilig wirkt sich der schlechte Wirkungsgrad der vorgenannten Leuchtmittel aus, weil ein Großteil der elektrischen Energie, anstatt in sichtbares Licht, in Konvektionswärme sowie in die unsichtbare Infrarot- und Ultraviolettstrahlung umgewandelt wird, welche überdies auch noch gesundheitsschädlich sein kann. Weitere Nachteile der herkömmlichen Leuchtmittel ergeben sich daraus, daß die Baugröße der Leuchten, welche wesentlich durch den erforderlichen Reflektor mitbestimmt wird, relativ groß ist, und überdies die Farbe des ausgestrahlten Lichtes nicht beeinflußt werden kann. Die Positionierung der üblichen Beleuchtungskörper erfordert einen erheblichen Verdrahtungsaufwand unter Putz, an Decken oder in Zwischenräumen der Decken oder eine sichtbare Zuleitung zu Standleuchten.

Lumineszenzdioden sind im Stand der Technik bekannt. In der Regel handelt es sich dabei um Halbleiterdioden, die bei Stromfluß in Durchlaßrichtung elektromagnetische Strahlung emittieren. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung wird im wesentlichen durch das verwendete Halbleitermaterial bestimmt und ist aufgrund der elektronischen Übergänge, die für die Emission ursächlich sind, auf einen schmalen Wellenlängenbereich begrenzt.

Im Stand der Technik ist die Verwendung von lichtemittierenden Halbleiterelementen im wesentlichen auf den Einsatz in Signalelementen, Lichtschranken, Lochkartenlesegeräten, bei der IR-Fernsteuerung und in Fotodetektoren beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Beleuchtungseinrichtung zu entwickeln, die einen sehr geringen Montage- und Wartungsaufwand benötigt, die auch nachträglich in Räume integriert werden und die zudem darüber hinaus unabhängig von einer Leuchtkörpergestaltung ist.

Ferner soll die Raumerwärmung durch die Beleuchtung reduziert werden und die Lichtfarbe und -intensität variabel sein. Dies wird gemäß der Erfindung durch Bereitstellung einer Beleuchtungseinrichtung erreicht, die mit einer elektrischen Baugruppe mit mindestens einem oder mehreren lichtemittierenden Halbleiterelementen und mit einer integrierten elektrischen Schaltung und Stromversorgung versehen ist, mit der die Halbleiterelemente angesteuert werden. In die jeweilige Stromversorgung kann bevorzugt auch ein Regelkreis für die Versorgungsspannung nach Art eines Potentiometers integriert sein, der die Helligkeit und die Farbe des gesamten abgestrahlten Lichtes steuert. Eine gleichmäßige Beleuchtung ist jedoch möglich, da die lichtemittierenden Halbleiterelemente, die Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen emittieren können, mittels einer elektrischen Schaltung gleichzeitig einzeln angesteuert werden und sich so durch additive Überlagerung der Wellenlängenbereiche im wesentlichen weißes Licht ergibt. Es ist selbstverständlich auch möglich dem weißen Licht durch entsprechende Einstellung der an den jeweiligen lichtemittierenden Halbleiterelementen anliegenden Versorgungsspannungen oder durch die Wahl der Halbleiterelemente selbst eine Färbung zu geben, falls das aus beleuchtungstechnischen Gründen gewünscht ist.

Da die lichtemittierenden Halbleiterelemente eine Lebensdauer von 100.000 Stunden haben, bietet die Erfindung den besonderen Vorteil, daß ein Austauschen des Leuchtmittels sich quasi vollständig erübrigt.

Die niedrigen Temperaturen die an den lichtemittierenden Halbleiterelementen und an der Stromversorgung anliegen, gestatten erstmals die Verwendung von leicht brennbaren Materialien wie z. B. Kunststoffe als Gehäusematerial sowie auch Kunststofflinsen oder -streuscheiben in unmittelbarer Nähe des Leuchtmittels zur Lichtlenkung. Damit kann eine so kleine flache Bauform realisiert werden, die auch in Unterputzdosen, Kabelkanäle o. ä. paßt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung beispielsweise so aufgebaut sein, daß die Einrichtung in einer geschlossenen Bauform aus Kunststoff gebildet wird, die die Halbleiterelemente und die dazugehörige Stromversorgung komplett aufnimmt und durch beliebige Anschlüsse an das Stromnetz angeschlossen werden kann. Die Bauform paßt in handelsübliche Unterputzdosen, Kabelkanäle etc. und paßt sich durch Verwendung z. B. einer Systemblende dem Gesamtdesign des Schalterprogramms an.

In einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist zur Lichtlenkung, zur Lichtstärkenverteilung und zur Homogenisierung der Lichtfarbe ein optisches Bauelement vorgesehen. Dieses Bauelement kann sowohl eine Linse beliebiger Bauform, als auch eine Streuscheibe sein. Die in das Schalterprogramm integrierten Beleuchtungseinrichtungen strahlen das erzeugte Licht je nach Einsatzposition in verschiedene Richtungen ab und stellen in ihrer Gesamtheit die komplette Raumbeleuchtung.

Die Erfindung ist anhand von einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungsfiguren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Unterputzinstallationsdose mit der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht mit einer lichtverteilenden Optik.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in einer Unterputzinstallationsdose 4 eine elektronische Baugruppe 6 angeordnet, welche frontseitig mit lichtemittierenden Halbleiterelementen 1, 2, 3 versehen ist. Da die Ansteuerung und Stromversorgung solcher Baugruppen Stand der Technik ist, wurde auf eine detaillierte Darstellung mit entsprechender Schaltung verzichtet. Die hier gezeigten drei Halbleiterelemente sind lediglich beispielhaft, selbstverständlich ist die Einrichtung mit einer oder mehreren größeren Anzahl von Lichtquellen denkbar. Dabei können die lichtemittierten Elemente bei entsprechender Ansteuerung Licht sowohl in unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen, so daß unterschiedliche Lichtfarben zustande kommen. Ebenso kann auch bei gleichzeitiger Ansteuerung eine Komplementärfarbe des Lichts erzeugt werden. Die Lichtabstrahlung kann von einer Optik 5 (Fig. 2) gebündelt oder gestreut werden, so daß wahlweise unterschiedliche Lichtbedürfnisse erzeugt werden können.

Bezugszeichenliste

1

lichtemittierende Halbleiterelemente

2

lichtemittierende Halbleiterelemente

3

lichtemittierende Halbleiterelemente

4

Unterputzinstallationsdose

5

Optik

6

elektrische Baugruppe

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten von Flächen oder Räumen, bei der lichtemittierende Halbleiterelemente als Lichtquellen vorgesehen sind, die über elektronische Baugruppen angesteuert und mit Strom versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine oder mehrere lichtemittierende Halbleiterelemente (1, 2, 3) versehen sind, die einzeln angesteuert sowohl Licht in unterschiedlichen Wellenbereichen emittieren, als auch bei gleichzeitiger Ansteuerung Licht in einer Komplementärfarbe ausstrahlen, und daß hierzu eine elektronische Baugruppe (6) in Form eines Chips oder einer entsprechenden Platine vorgesehen ist, derart, daß die gesamte Einrichtung in eine konventionelle Unterputzinstallationsdose (4) problemlos einbaubar ist.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsstelle von einer Unterputzinstallationsdose (4) mit einer lichtverteilenden Optik (5) versehen ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtverteilende Optik (5) aus einer Streuscheibe oder aus einem fokussierenden Glas oder aus Kunststoff besteht.

4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung über eine elektronische Schaltung zur Ansteuerung der lichtemittierenden Halbleiterelemente verfügt, die eine Dimmfunktion für Farbe und Lichtintensität ausübt.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung und die Ansteuerung der lichtemittierenden Halbleiterelemente durch ein Potentiometer regelbar ist.