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Dokumentenidentifikation DE202004020705U1 29.12.2005
Titel Beleuchtungssystem
Anmelder Insta Elektro GmbH, 58511 Lüdenscheid, DE
DE-Aktenzeichen 202004020705
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 29.12.2005
Registration date 24.11.2005
Application date from patent application 02.09.2004
File number of patent application claimed 10 2004 042 962.6
IPC-Hauptklasse F21V 8/00
IPC-Nebenklasse F21S 2/00   F21K 7/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Beleuchtungssystem aus.

Derartige Beleuchtungssysteme sind in der Regel dafür vorgesehen, innerhalb bzw. außerhalb von Gebäuden für eine gezielte Ausleuchtung ihrer Umgebung bzw. für die Anleuchtung von direkt in ihrem Umfeld befindlichen Gegenständen oder Personen bzw. für eine Ambientebeleuchtung oder Signalisierung zu sorgen. Werden solche Beleuchtungssysteme in bzw. an Gebrauchsgegenständen, Gebäuden, Fahrzeugen, Außenbereichen usw. angebracht, ist zum dauerhaften funktionsgerechten Betrieb zwingend eine robuste Ausführung notwendig. Mehr und mehr werden solche Beleuchtungssysteme z. B. in Badspiegel, Möbel, Gebäudefassaden, Reklameeinrichtungen usw. integriert, wodurch sich spezielle Anforderungen ergeben. Außerdem sollen solche Beleuchtungssysteme nicht nur möglichst preisgünstig betrieben werden können, sondern auch bezüglich ihrer Handhabung und Montage keinen großen Aufwand erfordern. Das von dem Leuchtmittel bzw. den Leuchtmitteln abgegebene Licht soll bei vielen Anwendungen möglichst verlustarm bei gleichmäßiger Lichtabstrahlung über den Auskoppelbereich des Lichtleitkörpers abgegeben werden.

Ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechendes Beleuchtungssystem ist durch die DE 41 29 094 A1 bekannt geworden. Ein solches Beleuchtungssystem weist mehrere, innerhalb eine Gehäuses angeordnete, jeweils mit lichtablenkenden Mitteln versehene Lichtleitkörper auf, welchen jeweils ein als LED ausgebildetes Leuchtmittel zugeordnet ist. Bei einer derartigen Ausführung eines Beleuchtungssystems ist jedoch, um genügend Licht in einer gleichmäßigen Verteilung über einen gemeinsamen Auskoppelbereich abgeben zu können, eine hohe Anzahl von Lichtleitkörpern und Leuchtmitteln notwendig, was entsprechend aufwendig und teuer in der Herstellung und der Montage ist.

Des Weiteren ist durch die DE 20 2004 000 959 U1 ein Spiegel mit einem Beleuchtungssystem bekannt geworden, wobei der in das Spiegelgehäuse eingebaute Lichtleitkörper eine ringförmige Ausgestaltung aufweist. Um genügend Licht in gleichmäßiger Verteilung über den Auskoppelbereich des Lichtleitkörpers abgeben zu können, ist jedoch eine vergleichsweise großflächige Leiterplatte notwendig, die mit einer großen Anzahl von Leuchtdioden bestückt ist, was ebenfalls im Hinblick der Herstellung und Montage eines solchen Beleuchtungssystems einen entsprechend hohen Aufwand bzw. hohe Kosten verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein kompakt und einfach aufgebautes, aus vergleichsweise wenigen, kostengünstigen Bauteilen bestehendes Beleuchtungssystem zu schaffen, bei dem das von dem Leuchtmittel bzw. den Leuchtmitteln erzeugte, in den Lichtleitkörper eingekoppelte Licht über den Lichtauskoppelbereich bei gleichmäßiger Lichtverteilung ohne nennenswerte Lichtverluste abgestrahlt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Bei einem solchermaßen ausgebildeten Beleuchtungssystem ist besonders vorteilhaft, dass die zur Erzeugung des Lichts notwendigen Leuchtmittel und die zur Ansteuerung der Leuchtmittel notwendige elektronische Schaltung auf ein und derselben, dem Einkoppelbereich bzw. den Einkoppelbereichen direkt zuzuordnenden Leiterplatte angeordnet sind. Außerdem kann der Lichtleitkörper ohne weiteres mit seinem Auskoppelbereich direkt eine robuste Außenfläche des Beleuchtungskörpers eines solchen Beleuchtungssystems bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand zweier Ausführungsbeispiele sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher beschrieben, dabei zeigen:

1: prinziphaft ein Beleuchtungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem ringförmig ausgebildeten Lichtleitkörper als Teilstück in Draufsicht ohne Aufnahme;

2: einen Schnitt durch das Beleuchtungssystem gemäß 1 entsprechend Linie A – A mit als Gehäuse ausgebildeter Aufnahme;

3: prinziphaft ein Beleuchtungssystem gemäß zweitem Ausführungsbeispiel mit einem stabförmig ausgebildeten Lichtleitkörper als Teilstück in Draufsicht;

4: einen Vollschnitt durch das Beleuchtungssystem gemäß 3 entsprechend Linie B – B;

5: ein Bruchstück des Beleuchtungssystems gemäß 3 in räumlicher Darstellung;

6: prinziphaft einen ersten möglichen Querschnitt eines Lichtleitkörpers in vergrößerter Darstellung;

7: prinziphaft einen zweiten möglichen Querschnitt eines Lichtleitkörpers in vergrößerter Darstellung;

8: prinziphaft einen dritten möglichen Querschnitt eines Lichtleitkörpers in vergrößerter Darstellung;

9: prinziphaft eine weitere Gestaltungsmöglichkeit eines Einkoppelbereiches;

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht ein solches Beleuchtungssystem im Wesentlichen aus zumindest einem Lichtleitkörper 1, welcher zumindest einen Lichteinkoppelbereich 2 und zumindest einen Lichtauskoppelbereich 3 aufweist. Dabei ist zumindest einem Lichteinkoppelbereich 2 eine mit zumindest einem Leuchtmittel 4 bestückte Leiterplatte 5 zugeordnet.

Wie des Weiteren aus den Figuren hervorgeht, ist jede einem Lichteinkoppelbereich 2 des Lichtleitkörpers 1 zugeordnete Leiterplatte 5 an ihrer dem Lichteinkoppelbereich 2 bzw. den Lichteinkoppelbereichen zugewandten Fläche bzw.

Flächen mit einer lichtreflektierenden Beschichtung 6 versehen, damit möglichst verlustfrei das von den auf der Leiterplatte 5 befindlichen Leuchtmitteln 4 abgegebene Licht in den Lichtleitkörper 1 eingekoppelt werden kann. An seiner dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegenden Fläche weist der Lichtleitkörper 1 lichtablenkende zusätzliche Mittel 7 auf, die z. B. als Farbbeschichtung ausgeführt sein können. Damit wird das eingekoppelte Licht gezielt abgelenkt und über den Lichtauskoppelbereich 3 bei gleichmäßiger Lichtverteilung an die Umgebung abgegeben. Damit eine besonders effektive Lichtabgabe über den Lichtauskoppelbereich 3 erfolgt, ist die mit dem lichtablenkenden Mitteln 7 versehene Fläche des Lichtleitkörpers 1 wesentlich kleiner als der Lichtauskoppelbereich 3 ausgebildet. Um besonders kostengünstig einen solchen Lichtleitkörper herstellen zu können, weist dieser zu diesem Zweck einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Die übrigen Flächen F des Lichtleitkörpers 1 sind derart ausgebildet und angeordnet, so dass es zur Totalreflektion des eingekoppelten Lichts an diesen kommt.

Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, weist der Lichtleitkörper 1 eines ersten Beleuchtungssystems eine ringförmige Ausbildung auf. Der Lichtleitkörper 1 ist dabei nicht vollkommen geschlossen, sondern durch einen schmalen Zwischenraum 8 an einer Stelle getrennt, somit weist dieser Lichtleitkörper 1 zwei jeweils einem Endbereich zugeordnete Lichteinkoppelbereiche 2 auf. Im Zwischenraum 8 ist lediglich eine einzige Leiterplatte 5 angeordnet, welche auf beiden Hauptflächen mit einer lichtreflektierenden Beschichtung 6 versehen ist, und welche auch auf beiden Hauptflächen mit mehreren jeweils als LED ausgebildeten Leuchtmitteln 4 bestückt ist. Über zwei Halteklammern 9 ist die Leiterplatte 5 am Lichtleitkörper 1 positionsgenau gehalten. Wie des Weiteren aus 1 hervorgeht, ist die Leiterplatte 5 auch mit der zur Ansteuerung der Leuchtmittel 4 notwendigen elektronischen Schaltung 10 versehen. Um die Leuchtmittel 4 bedarfsgerecht ein- bzw. ausschalten zu können, weist die Leiterplatte 5 außerdem ein Schaltmittel 11 auf. Damit ein Berühren des Schaltmittels 11 nicht notwendig ist, kann dieses berührungsfrei arbeitend ausgebildet sein. Genau so gut ist aber auch der Einsatz eine Schaltmittels 11 möglich, welches berührt werden muss, damit ein Ein- bzw. Ausschaltvorgang ausgelöst wird. Vorteilhafterweise kann dabei ein als LED mit optischer Rückkopplung ausgebildetes Schaltmittel 11 Verwendung finden, über welches gleichzeitig eine Suchbeleuchtung zu realisieren ist.

Wie insbesondere aus 2 und 8 hervorgeht, weist der einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweisende Lichtleitkörper 1 an seiner dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegenden Außenfläche eine umlaufende Nut 12 auf, welche zusätzlich mit lichtablenkenden Mitteln 7 versehen bzw. beschichtet ist. Eine derart aufgebaute Beleuchtungseinrichtung ist in einer als Gehäuse 13 ausgebildeten Aufnahme gehalten und bildet die Basis eines beleuchteten – der Einfachheit halber nicht im Einzelnen dargestellten – Kosmetikspiegel für den Radbereich.

Wie insbesondere aus den 3 bis 5 hervorgeht, weist der Lichtleitkörper 1 des zweiten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssystems eine stabförmige Ausbildung auf. Jedem der beiden Endbereiche des stabförmig ausgebildeten Lichtleitkörpers 1 ist eine Leiterplatte 5 zugeordnet, die auf ihrer dem Lichteinkoppelbereich 2 zugewandten Hauptfläche mit einer lichtreflektierenden Beschichtung 6 versehen und mit mehreren als LED ausgebildeten Leuchtmitteln 4 bestückt ist. Zur positionsgenauen Halterung der beiden Leiterplatten 5 am jeweils zugehörigen Lichteinkoppelbereich 2 sind diese jeweils mit einem Befestigungskörper 14 versehen, welcher eine gegen Umwelteinflüsse abgedichtete Befestigung der Leiterplatte 5 am Lichtleitkörper 1 zulässt. Ein solcher Befestigungskörper 14 kann z. B. als Aufnahmegehäuse, als Verguss usw. ausgeführt sein. Um ein solches Beleuchtungssystem auf einfache und preisgünstige Art und Weise an einem Objekt, wie z. B. der Außenfassade eines Gebäudes, einem Möbelstück usw. festlegen zu können, ist dieses mit zwei als Befestigungsklammern 15 ausgebildeten Aufnahmen bestückbar, welche wiederum über geeignete Mittel auf einfache Art und Weise an dem betreffenden Objekt festgelegt werden können.

Den 6 bis 8 sind insbesondere verschiedene Varianten von im Wesentlichen einen V-förmigen Querschnitt aufweisenden Lichtleitkörper 1 zu entnehmen. Die dargestellten Lichtleitkörper 1 können sowohl einen gekrümmten, als auch einen geraden Verlauf (ringförmig, stabförmig, buchstabenförmig, ziffernförmig, schneckenförmig usw.) aufweisen.

6 ist ein Lichtleitkörper 1 zu entnehmen, der an seiner dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegenden Schmalseite zusätzlich mit lichtablenkenden Mitteln 7 im Form einer durchgängigen Farbbeschichtung versehen ist. Die beiden dem Lichtauskoppelbereich und die gegenüberliegende Schmalseite verbindenden Flächen F bewirken eine Totalreflektion des eingekoppelten Lichts.

7 ist ein Lichtleitkörper 1 zu entnehmen, der an seiner dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegenden Schmalseite zusätzlich mit lichtablenkenden Mitteln 7 im Form einer silberfarbenen Bedampfungsschicht versehen ist. Die beiden dem Lichtauskoppelbereich und die gegenüberliegende Schmalseite verbindenden Flächen F bewirken eine Totalreflektion des eingekoppelten Lichts. Außerdem ist in den Lichtleitkörper 1 zur gezielten Lichtbeeinflussung durchgängig ein zweites Prisma 16 eingebracht.

8 ist ein Lichtleitkörper 1 zu entnehmen, der in bezug auf die Waagerechte einen um einen Winkel von ca. 15° gekippt angeordneten Lichtauskoppelbereich 3 aufweist, um das abgegebene Licht gezielt in eine bevorzugte Richtung zu lenken. Die dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegend angeordnete Schmalseite ist mit einer eingeformten Nut 12 versehen, und ebenfalls in Bezug auf die Waagerechte leicht gekippt angeordnet. Die beiden den Lichtauskoppelbereich 3 und die Schmalseite verbindenden Flächen F bewirken weitestgehend eine Totalreflektion des eingekoppelten Lichts. Alle die vier Flächen verbindenden Übergänge dieses Lichtleitkörpers 1 sind zur gezielten Lichtbeeinflussung kurvenartig gestaltet. Die in die Schmalseite eingebrachte Nut 12 ist im Wesentlichen V-förmig ausgebildet und sowohl an ihrer Grundfläche, als auch an ihren beiden Seitenflächen zusätzlich mit lichtablenkenden Mitteln 7 in Form einer eingeformten Oberflächenstruktur versehen.

9 zeigt zwei Lichtleitkörper 1 die jeweils mit ihrem Lichteinkoppelbereich 2 einer einzigen Leiterplatte 5 zugeordnet sind. Dabei sind die beiden Endbereiche der beiden Lichtleitkörper 1 zum Teil abgeschrägt ausgebildet, so dass diese im Winkel von 90° zueinander ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Über die als LEDs ausgebildeten Leuchtmittel 4 wird gleichzeitig eine Lichteinkopplung in die beiden Lichteinkoppelbereiche 2 der beiden Lichtleitkörper 1 vorgenommen. Die Lichtauskopplung erfolgt über die beiden Lichtauskoppelbereiche 3 der beiden Lichtleitkörper 1. Wie auch schon bei den anderen Lichtleitkörpern 1 gezeigt bzw. beschrieben sind auch diese beiden Lichtleitkörper 1 an ihrer, dem Lichtauskoppelbereich 3 gegenüberliegenden Schmalseite zusätzlich mit lichtablenkenden Mitteln 7 versehen.


Anspruch[de]
  1. Beleuchtungssystem mit zumindest einem in einer Aufnahme gehaltenen Lichtleitkörper, welcher zumindest einen Lichteinkoppelbereich und zumindest einen Lichtauskoppelbereich, sowie mehrere Flächen aufweist, die eine Totalreflektion des eingekoppelten Lichts bewirken, wobei zumindest einem Lichteinkoppelbereich eine, mit zumindest einem Leuchtmittel bestückte Leiterplatte zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (5) auf der dem Lichteinkoppelbereich (2) zugewandten Fläche mit einer lichtreflektierenden Beschichtung (6) versehen ist, und dass die Leiterplatte (5) zur Leuchtmittelansteuerung eine elektronische Schaltung (10) aufweist, und dass der Lichtleitkörper (1) an seiner dem Lichtausokoppelbereich (3) gegenüberliegenden Fläche zumindest partiell zusätzlich lichtablenkende Mittel (7) aufweist, und dass die zusätzlich mit den lichtablenkenden Mitteln (7) versehene Fläche wesentlich kleiner als der Lichtauskoppelbereich (3) des Lichtleitkörpers (1) ausgebildet ist.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichteinkoppelbereich (2) einem Endbereich des Lichtleitkörpers (1) zugeordnet ist.
  3. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichteinkoppelbereich (2) einem mittleren Abschnitt des Lichtleitkörpers (1) zugeordnet ist.
  4. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichteinkoppelbereich (2) des Lichtleitkörpers (1) mit einem ersten Prisma versehen ist, welches eine gezielte Beeinflussung des von dem Leuchtmittel (4) abgegebenen Licht vornimmt.
  5. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, eine gezielte Lichtbeeinflussung vornehmendes zweites Prisma in den Lichtleitkörper (1) eingeformt ist.
  6. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem auf der Leiterplatte (5) vorhandenen Leuchtmittel (4) ein Reflektor zugeordnet ist.
  7. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Lichteinkoppelbereich (2) des Lichtleitkörpers (1) mehrere mit Leuchtmitteln (4) bestückte Leiterplatten (5) zugeordnet sind.
  8. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leiterplatte (5) mit zumindest einem Schaltmittel (11) bestückt ist.
  9. Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schaltmittel (11) berührungslos arbeitend ausgebildet ist.
  10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein auf der Leiterplatte (5) vorhandenes Leuchtmittel (4) als LED ausgebildet ist.
  11. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) des Beleuchtungssystems eine stabförmige Ausbildung aufweist.
  12. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) des Beleuchtungssystems eine ringförmige Ausbildung aufweist.
  13. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) des Beleuchtungssystems eine buchstaben- bzw. ziffernförmige Ausbildung aufweist.
  14. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) des Beleuchtungssystems eine schneckenförmige Ausbildung aufweist.
  15. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist.
  16. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtleitkörper (1) einen im Wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.
  17. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das am Lichtleitkörper (1) vorhandene lichtablenkende, zusätzliche Mittel (7) zumindest zum Teil als Farbbeschichtung ausgebildet ist.
  18. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das am Lichtleitkörper (1) vorhandene lichtablenkende, zusätzliche Mittel (7) zumindest zum Teil als silberfarbene Bedampfungsschicht ausgebildet ist.
  19. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das am Lichtleitkörper (1) vorhandene lichtablenkende, zusätzliche Mittel (7) zumindest zum Teil als eingeformte Oberflächenstruktur ausgebildet ist.
  20. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtablenkende Mittel (7) einer in den Lichtleitkörper eingeformten Nut (12) zugeordnet ist.
  21. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtauskoppelbereich (3) des Lichtleitkörper (1) mit einer Auskoppelstruktur versehen ist.
  22. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leiterplatte (5) gegen Umwelteinflüsse abgedichtet direkt an zumindest einem Einkoppelbereich (2) des Lichtleitkörpers (1) festgelegt ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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