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Dokumentenidentifikation DE202006017310U1 10.05.2007
Titel Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul zur Erzeugung weißen Lichtes
Anmelder Richter, Bernd, 73540 Heubach, DE
Vertreter Koch-Huld, A., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 89520 Heidenheim
DE-Aktenzeichen 202006017310
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 10.05.2007
Registration date 05.04.2007
Application date from patent application 10.11.2006
IPC-Hauptklasse F21S 10/02(2006.01)A, F, I, 20061110, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F21S 2/00(2006.01)A, L, I, 20061110, B, H, DE   H05B 37/02(2006.01)A, L, I, 20061110, B, H, DE   
IPC additional class F21Y 101/02  (2006.01)  A,  L,  N,  20061110,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Beleuchtungseinheitsmehrtachmodul zur Erzeugung weißen Lichtes, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1; ferner ein Leistungsstellglied.

Bei Verwendung von Beleuchtungseinheiten in Form von Lumineszenzdioden, kurz LED's genannt, ist es allgemein bekannt, unterschiedliche Farbtöne zusammenzuschalten und dadurch andere Farbtöne zu erzeugen. Aus der Druckschrift EP 1 610 593 A2 sind eine Lichtquelle und ein Verfahren zur Erzeugung von im wesentlichen weißen Lichtes bekannt, wobei die Lichtquelle aus wenigstens einer ersten weißen LED mit einem ersten Spektrum und einer zweiten weißen LED, welche durch ein zweites Spektrum charakterisiert ist, gebildet wird, und die erste und die zweite LED durch unterschiedliche Spektren charakterisiert sind. Die einzelnen LED's weisen dabei unterschiedliche Farbtemperaturen auf. Das Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass ein erstes Lichtspektrum mit der ersten LED eingestellt wird und ein weiteres zweites an der zweiten LED und der gewünschte Ton sich aus der Vermischung beider ergibt. Die Anordnung erfolgt in einem Gehäuse zu einer Leuchteinheit. Diese umfasst ferner eine Steuerung oder einen Prozessor zur Steuerung der Intensität der LED's.

Da häufig für die verschiedensten Einsatzzwecke die unterschiedlichsten Weißtöne bereitgestellt werden müssen, beispielsweise in der Medizin, insbesondere im Dentalbereich oder im Konsumbereich und die Leuchtelemente und Strahlerflächen unterschiedliche Geometrien aufweisen können, stellt sich die Aufgabe, ein leicht zu konfektionierendes und an die erforderlichen Geometrien der Einsatzfälle anpassbares Beleuchtungsmehrfachmodul zu schaffen, mittels welchem gleichzeitig auch die Anforderungen an die Erzeugbarkeit unterschiedlichen weißen Lichtes erfüllt werden können, wobei das Beleuchtungsmehrfachmodul sozusagen auf Lager vorrätig gehalten werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul zur Erzeugung weißen Lichtes unterschiedlicher Lichtspektren, umfasst wenigstens zwei Beleuchtungseinheiten in Form von LED's mit unterschiedlichem Lichtspektrum, insbesondere unterschiedlicher Farbtemperatur, deren Licht additiv gemischt wird. Erfindungsgemäß sind eine Mehrzahl einander benachbart angeordneter und elektronisch miteinander gekoppelter Beleuchtungseinheitsmodule vorgesehen, wobei jedes Beleuchtungseinheitsmodul wenigstens ein Beleuchtungseinheitspaar aus zwei Beleuchtungseinheiten – erste Beleuchtungseinheit und zweite Beleuchtungseinheit- in Form von weißen LED's mit unterschiedlichem Lichtspektrum, insbesondere unterschiedlicher Farbtemperatur aufweist und jede Beleuchtungseinheit eines Beleuchtungseinheitspaares in einem eigenen Stromkreis angeordnet ist und die einzelnen Stromkreise eines Beleuchtungseinheitspaares an eine gemeinsame Spannungsversorgungsleitung ankoppelbar sind. Es sind Mittel zur Steuerung der Lichtintensität der beiden Beleuchtungseinheiten eines Beleuchtungseinheitspaares vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, durch Einstellung der Lichtintensität der einzelnen Beleuchtungseinheiten des Beleuchtungseinheitsmehrfachmoduls gezielt unterschiedliche weiße Farbtöne einzustellen, indem die Spektren der einzelnen Beleuchtungseinheiten miteinander gemischt werden. Dadurch können für den Betrachter je nach Wahl warme oder kalte Weisstöne erzeugt werden, wie sie für unterschiedliche Einsatzfälle erforderlich sind. Durch die Anordnung in Beleuchtungseinheitsmodulen, die miteinander mechanisch und elektrisch gekoppelt sind und auch als einzelne Beleuchtungsmodule voll funktionsfähig sind, ist es möglich, durch Anpassung auf eine bestimmte vordefinierte Länge durch Trennung an den Koppelstellen der Beleuchtungsmodule untereinander derartige Beleuchtungsmehrfachmodule auf Lager zu halten und bei Bedarf zu konfektionieren und auf einfache Art und Weise an die gewünschte zu erzeugende Lichtgeometrie anzupassen. Insbesondere bei Erzeugung von Bändern mit Einzelmodulgrößen mit einer Länge im Bereich zwischen 10 und 70 mm, vorzugsweise 30 und 60 mm und einer Breite zwischen 5 und 30 mm, können vielfältige Beleuchtungsgeometrien und Längen leicht erzeugt werden.

Ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung das einzelne Beleuchtungsmodul selbst und/oder die mechanische und elektrische Kopplung mit dem benachbarten Modul flexibel ausgeführt, sind auch komplexere auszulegende Beleuchtungsgeometrien ohne zusätzlichen Aufwand vom Band leicht möglich. Dazu werden die LED's beispielsweise auf einer starren Leiterplatte mit den Stromkreisen aufgelötet, die wiederum auf einer flexiblen Leiterplatte durch Kleben befestigt ist.

Die erste und zweite Beleuchtungseinheit eines Beleuchtungseinheitspaares eines Beleuchtungsmoduls sind parallel in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet und von einem transparenten Gehäuse umschlossen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung weist jedes Beleuchtungseinheitsmodul eine Mehrzahl von einzelnen Beleuchtungseinheitspaaren auf. Dabei sind die einzelnen Beleuchtungseinheiten – erste und zweite Beleuchtungseinheiten – jeweils in einem Stromkreis in Reihe hintereinander geschaltet und hinsichtlich ihrer Farbtemperatur identisch ausgebildet, wobei jeweils eine erste und eine zweite Beleuchtungseinheit von einem transparenten Gehäuse umschlossen sind.

Vorzugsweise wird jedes Beleuchtungseinheitspaar von Beleuchtungseinheiten unterschiedlicher Farbtemperaturen gebildet. Dabei wird eine Beleuchtungseinheit – erste oder zweite- als warmweiße Beleuchtungseinheit im Farbtemperaturbereich zwischen 3000 K bis 4000 K, vorzugsweise ca 3500 K ausgeführt, während die andere einen kaltweißen Lichtton erzeugt. Die kaltweiße LED ist durch eine Farbtemperatur im Bereich von 7000 K bis 9000 K charakterisiert, vorzugsweise ca. 8000 K.

Die Beleuchtungseinheit weiße LED kann dabei entweder durch weiße LED's, blaue LED's, die mit einer Fluoreszenzschicht beschichtet sind oder durch die Zusammenschaltung von jeweils blauen und gelben LED's oder herkömmlich der Mischung aus LED's mit den Farbtönen Rot, Grün, Blau bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird eine blaue LED verwendet, die mit einer Phosphorschicht beschichtet wird, wobei zur Erzeugung der niedrigeren Farbtemperatur eine dickere Phosporschicht und zur Erzeugung einer höheren Farbtemperatur eine dünnere Phosphorschicht aufgetragen wird.

Die Steuerung der Lichtintensität der einzelnen Beleuchtungseinheiten kann unterschiedlich erfolgen. Diese können dabei gemeinsam oder getrennt angesteuert werden, wobei auch eine Ansteuerung derart erfolgen kann, dass zuerst ein Stellbereich der ersten oder zweiten LED's ausgenutzt wird und dann erst der Stellbereich der jeweils anderen LED's- zweite oder erste LED's.

Jede der einzelnen LED-Gruppen – erste- und zweite LED – kann dabei unabhängig voneinander in ihrem möglichen Stellbereich zur Änderung der Lichtintensität zwischen 0 und 100% angesteuert werden.

Die Mittel zur Steuerung der Lichtintensität der beiden Beleuchtungseinheiten können verschiedenartig ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist dem oder den Beleuchtungseinheitspaaren eines Beleuchtungsmodul ein Leistungsstellglied in Form eines Pulsweitenmodulators mit Dimmfunktion zugeordnet, welcher zur Ansteuerung beider Beleuchtungseinheiten dient. Das Leistungsstellglied weist dazu zumindest einen Eingang auf, der mit einer Stromquelle koppelbar ist und wenigstens zwei Ausgänge zur Ausgabe der für die einzelnen Stromkreise erforderlichen pulsweitenmodulierten Spannungen. Das Leistungsstellglied kann dabei als separates Element mit den einzelnen Beleuchtungsmodulen koppelbar gestaltet sein, so dass hier unabhängig von der Länge des LED-Stranges ohne Erfordernis des Vorsehens auf der einzelnen Platine die Funktion gewährleistet ist. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anordnung auf der Platine eines jeden Beleuchtungsmoduls. Durch den Dimmer ist eine stufenlose Verstellbarkeit gegeben. Zur Zuordnung einer Sollwertvorgabe zu einer entsprechenden Ausgabespannung erfolgt über einen im Dimmer integrierten Prozessor.

Die Ansteuerung des Dimmers kann unterschiedlich erfolgen, entweder „by wire", d.h. durch Kopplung über eine feste elektrische Leitung oder Kabel mit einem Eingang des Dimmers, der mit dem Prozessor gekoppelt ist oder aber vorzugsweise im Hinblick auf die Möglichkeiten der räumlichen Trennung zwischen Sollwertvorgabeeinrichtung und Leistungsstellglied drahtlos, beispielsweise über Infrarot oder Funk. Dazu weist der Dimmer eine entsprechende Empfangseinrichtung auf, die zur Aufnahme und Weiterleitung des entsprechenden Signals geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

1 verdeutlicht den Grundaufbau eines Beleuchtungseinheitsmehrfachmoduls;

2 verdeutlicht die Anordnung der einzelnen Stromkreise eines Beleuchtungsmoduls;

3 verdeutlicht eine alternative Ausführung zur Bereitstellung von LED-Einheiten zur Erzeugung unterschiedlicher Weißtöne,

4 verdeutlicht allgemein den Grundaufbau des Pulsweitenmodulationsdimmers;

5 verdeutlicht die Funktion des Pulsweitenmodulationsdimmers anhand eines Blockschaltbildes;

6a und 6b verdeutlichen anhand von Flussdiagrammen mögliche Ansteuervarianten.

1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines Beleuchtungseinheitsmehrfachmoduls 1, umfassend eine Mehrzahl von einzelnen Beleuchtungseinheitsmodulen 2.1 bis 2.n, vorzugsweise zumindest zwei einzelne Beleuchtungseinheitsmodule 2.1 und 2.2, die einander benachbart angeordnet sind und mechanisch und elektrisch miteinander gekoppelt sind. Das einzelne Beleuchtungseinheitsmodul 2 ist dadurch charakterisiert, dass dieses eine Leiterplatte 3 beziehungsweise Platine umfasst, auf der wenigstens zwei Beleuchtungseinheiten 4 und 5 parallel zueinander, vorzugsweise unmittelbar einander benachbart angeordnet sind, die in jeweils zwei unterschiedlichen Stromkreisen 6 und 7, die hier nur als jeweils unterbrochene Linie für einen Stromkreis dargestellt sind, angeordnet sind. Die einzelnen Stromkreise 6 und 7 sind mit einer Spannungsquelle 8 verbindbar, wobei die Kopplung über eine gemeinsame Spannungsversorgungsleitung erfolgt. Die einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 umfassen erfindungsgemäß zumindest jeweils eine LED. Die beiden Beleuchtungseinheiten 4 und 5 bilden dabei jeweils ein Beleuchtungseinheitspaar 25. Vorzugsweise sind pro Leiterplatte 3 eine Mehrzahl derartiger Beleuchtungseinheitspaare 25, hier 25.1 bis 25.n, vorgesehen. Diese sind parallel zueinander angeordnet und mit der Versorgungsleitung verbunden. Das Beleuchtungseinheitspaar 25 umfasst wenigstens zwei paarweise parallel zueinander angeordnete und schaltbare Beleuchtungseinheiten 4 und 5, wobei die einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 jeweils wenigstens eine LED umfassen. Sind mehrere LED's pro Beleuchtungseinheit vorgesehen, werden diese in Reihe angeordnet. Dabei umfasst eine Beleuchtungseinheit 4 zumindest eine erste weiße LED 10, die durch ein erstes Spektrum charakterisiert ist, während die zweite Beleuchtungseinheit 5 eine zweite weiße LED 11 mit einem zweiten weißen Spektrum, wobei das Spektrum der zweiten weißen LED 11 erfindungsgemäß unterschiedlich zu der des ersten Spektrums ist.

Den einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5, insbesondere beiden weißen LED's 10 und 11, sind Mittel zur wahlweisen getrennten oder gemeinsamen Ansteuerung zur Änderung der Lichtintensität zugeordnet, mittels welcher die Lichtintensität der einzelnen LED's 10 und 11 miteinander additiv gemischt werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die LED mit einem Fluoreszenzfarbstoff bedeckt. Ähnlich wie bei einer Leuchtstofflampe wird dabei kurzwelliges, energiereiches Licht in langweiliges, energieärmeres Licht umgewandelt. Durch die Wahl der Komponenten ergibt die additative Farbenmischung einen Weißton mit einem Spektrum in Abhängigkeit der genutzten Spektralbereiche der beiden LED's 10 und 11. Die einzelnen LED's 10 und 11 sind dabei erfindungsgemäß durch unterschiedliche Lichtfarben charakterisiert, die durch die aufgetragene Fluoreszenzschicht und die Steuerung der Leistungsaufnahme der LED erzeugt werden. Vorzugsweise sind die Lichtfarbenbereiche der ersten LED's im Bereich zwischen 2000 und 5000 K Farbtemperatur, insbesondere 3000 bis 4000 K Farbtemperatur, besonders bevorzugt 3500 K Farbtemperatur, und der zweiten LED's 11 durch eine Farbtemperatur im Bereich zwischen 600 und 9000 K Farbtemperatur, vorzugsweise im Bereich zwischen 7000 und 8500 K Farbtemperatur, besonders bevorzugt 8000 K Farbtemperatur charakterisiert.

Die 2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung die beiden separaten Stromkreise 6 und 7 eines einzelnen Beleuchtungseinheitsmodules 2. Erkennbar sind hier die einzelnen LED-Einheiten, insbesondere die erste Beleuchtungseinheit 4 und die zweite Beleuchtungseinheit 5 und die diesen zugeordneten Stromkreise 6 und 7. Erkennbar ist ferner, dass auf der Platine beziehungsweise Leiterplatte 3 eine gemeinsame Spannungsversorgungsleitung 9 vorgesehen ist, an die die einzelnen Stromkreise 6 und 7 gekoppelt sind. In jedem Stromkreis 6 beziehungsweise 7 ist zumindest eine LED 10 beziehungsweise 11 angeordnet. Die einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 umfassen hier jeweils eine Mehrzahl von LEDs, im dargestellten Fall jeweils drei LED's, drei erste LED's 10 und drei zweite LED's 11. Die einzelnen LED's 10, 11 eines Stromkreises 6 beziehungsweise 7 sind hinsichtlich ihrer Eigenschaften gleich aufgebaut, vorzugsweise identisch. Die LED's der einzelnen Stromkreise 6 und 7 sind jedoch durch unterschiedliche Farbtemperaturen charakterisiert. Die Anbindung an die gemeinsame Spannungsversorgungsleitung 9 erfolgt jeweils über einen der einzelnen LED 10 beziehungsweise 11 vorgeordneten Widerstand 13, 14 und einen integrierten Schaltkreis 15 beziehungsweise 16, über weichen die Leistungsversorgung, insbesondere Leistungsaufnahme, gesteuert wird. Die einzelnen Stromkreise 6 und 7 sind durch Leitungen charakterisiert, die an die gemeinsam genutzten Stromkreisleitungen I und II angekoppelt sind. Die einzelnen Stromkreisleitungen I und II erstrecken sich dabei über eine Mehrzahl von miteinander gekoppelten Einzelplatinen beziehungsweise Leiterplatten 3, wobei über diese und die gemeinsame Spannungsversorgungsleitung 9 die elektrische Kopplung der einzelnen Platinen untereinander erfolgt.

Die 2 verdeutlicht dabei ein einzelnes Beleuchtungseinheitsmodul 2.2, erkennbar ist dabei, dass diese Schnittstellen zu den benachbart angeordneten Beleuchtungseinheitsmodulen 2.3 und 2.1 aufweist. Die Kopplung erfolgt elektronisch zwischen den Spannungsversorgungsleitungsteilstücken auf den einzelnen Leiterplatten 3 und den einzelnen Stromkreisleitungen, die hier mit I und II angegeben sind. Dadurch wird es möglich, Beleuchtungseinheitsmehrfachmodule 1 unterschiedlicher Länge zu erzeugen, da diese durch Abtrennung einer Endlosplatine erzeugt werden und so die gewünschte Länge und durch entsprechende Anordnung auch Geometrie erzielt werden kann.

Eine alternative Ausführung zur Erzeugung weißen Lichtes unterschiedlicher Farbtemperatur besteht darin, die einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 derart auszuführen, dass diese eine LED-Einheit bilden, umfassend jeweils drei LED's, aus denen der entsprechende Lichtton, insbesondere Weißton, addidativ gemischt wird. Dazu werden drei einzelne LED's 17.1, 18.1, 19.1 der Farben rot, grün und blau zusammengeschaltet und erzeugen jeweils weißes Licht. Die einzelnen LED's 17.1, 18.1 und 19.1 beziehungsweise 17.2, 18.2 und 19.2 sind dabei jeweils in einem der Stromkreise 6 beziehungsweise 7 angeordnet und zusammengeschaltet, wobei durch die Zusammenschaltung jeweils in einem Stromkreis addidativ weißes Licht erzeugt wird, welches wiederum durch Überlagerung mit dem Lichtton im anderen Stromkreis den endgültigen Weißton wiedergibt. Eine derartige Möglichkeit ist in schematisiert vereinfachter Darstellung in 3 wiedergegeben.

Zur Ansteuerung der einzelnen Stromkreise 6 und 7 und damit der einzelnen LED-Einheiten zur Steuerung der Lichtintensität als Funktion der Leistungsaufnahme bestehen mehrere Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Leistungsaufnahme durch Änderung der Spannung zu bestimmen und damit die Lichtintensität zu beeinflussen. Dies kann in gewissen Grenzen erfolgen. Vorzugsweise wird ein Pulsbreitenmodulationsverfahren für die angelegte Spannung angewandt. Beim Pulsbreitenmodulationsverfahren werden quasi Spannungsimpulse in zeitlicher Reihenfolge abgesendet, die aufgrund der Pulsweiten, das heißt der Abstände zwischen den einzelnen Flanken der einzelnen Impulse, die Lichtintensität beeinflussen. Die Ansteuerung der einzelnen Schaltkreise 6 und 7 erfolgt dabei durch Pulsweitenmodulationsdimmung. Die einzelnen Schaltkreise werden dadurch einzeln angesprochen und somit die Lichtfarbe additiv gemischt. Eine Prinzipskizze zum Aufbau des Pulsweitenmodulationsdimmers ist in 4 wiedergegeben. Der Pulsweitenmodulationsdimmer als Leistungsstellglied 26 kann dabei entweder ebenfalls auf der Leiterplatte 3 angeordnet sein oder aber mit räumlichen Abstand zu dieser. Dieser umfasst einen Spannungseingang 20, insbesondere einen Gleichspannungseingang sowie eine Mehrzahl von Ausgängen, zumindest jedoch zwei Ausgänge 21 und 22 für die einzelnen Stromkreise 6 und 7. Ferner einen Signaleingang zur Steuerung der an den Ausgängen 21 und 22 ausgegebenen Spannungen. Der Signaleingang ist als Empfänger 27 ausgeführt, der mit einer Vorwahleinrichtung 28, umfassend eine Sendeeinrichtung 30, in kommunizierender Verbindung stehen kann, wobei die Vorwahleinrichtung 28 unterschiedlich ausgeführt sein kann, im einfachsten Fall in Form einer Fernbedienung. Die Signalübertragung kann dabei unterschiedlich erfolgen, je nach Aufteilung von Empfänger 27 und Sendeeinrichtung 30. Vorzugsweise erfolgt die Signalübertragung über Infrarot. Andere Ausführungen sind denkbar. In Abhängigkeit der Art der Signalübertragung ist die Signalempfangseinrichtung an der Pulsbreitenmodulationseinheit auszuführen. Diese umfasst im dargestellten Fall eine Signalempfangseinrichtung in Form einer Infrarotsignalempfangseinrichtung. Das empfangene Signal wird in einem Mikroprozessor 29 umgesetzt, um die über den Versorgungsspannungsanschluss eingeleitete Versorgungsspannung in entsprechender Weise hinsichtlich der Plusbreiten über die dazu erforderlichen Bauelemente 31 zu modulieren und an den einzelnen Ausgängen auszugeben.

Die 5 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Blockschaltbildes die Grundfunktion der Ansteuerung eines erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheitsmodules 2, insbesondere eines Beleuchtungseinheitsmehrfachmodules 1. Daraus ist ersichtlich, dass die einzelnen Module 2.1 bis 2.n gleichzeitig angesteuert werden, und zwar durch die Kopplung der einzelnen Spannungsversorgungsleitungen 9 miteinander. Dabei wird ausgehend von einer über das Leistungsstellglied 26 mit dem Spannungseingang am Beleuchtungsmodul 2.1 bis 2.n gekoppelten eine Spannung angelegt, die in Abhängigkeit eines Bedienungswunsches für einen zu erzeugenden durch additative Farbmischung entstehenden weißen Farbton charakterisierende Größe Wsoll vorgegeben wird, wobei der Farbton eine Funktion dieser Größe ist beziehungsweise über diese Größe in funktionalem Zusammenhang steht, vorgegeben. In Abhängigkeit der Größe werden Stellgrößen zur Ansteuerung der einzelnen Stromkreise Y6 und Y7 vorgegeben und die einzelnen Stromkreise angesteuert.

Die 6a verdeutlicht dabei anhand eines Signalflussbildes allgemein ein Verfahren, bei welchem lediglich nur eine der Leuchtdiodeneinheiten angesteuert wird, während 6b ein Verfahren zur Ansteuerung beider wiedergibt. Gemäß 6a wird bei Vorgabe von Wsoll die Farbintensität F4 der ersten Beleuchtungseinheit 4 konstant gehalten, indem diese beispielsweise mit einer ersten konstanten Spannung U versorgt wird, während die zweite LED bei Vorliegen eines Signals zur Änderung oder Einstellung eines bestimmten addidativ zu mischenden Weißtones aus den Weißtönen der unterschiedlichen Kreise in der Farbintensität derart geändert wird, dass diese in Zusammenschau mit der ersten LED den gewünschten weißen Farbton mit der entsprechenden Farbtemperatur addidativ erzeugt. Dazu wird die Leistungsaufnahme gesteuert, insbesondere am zweiten Stromkreis 7 anliegende Spannung U, entsprechend moduliert.

Die Leistungsaufnahme der zweiten Beleuchtungseinheit 5, insbesondere der zweiten LED 11 wird gesteuert. Vorzugsweise kann hier auch eine Regelung vorgenommen werden. In diesem Fall wird die tatsächliche erzielte Intensität, insbesondere eine diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe ermittelt und mit dem Vorgabewert verglichen, so dass hier automatisch eine Anpassung erfolgen kann.

Demgegenüber verdeutlicht 6b eine Ausführung zur addidativen Mischung der Lichtintensitäten beider Beleuchtungseinheiten 4 und 5. Auch hier ist jede der Beleuchtungseinheiten 4 und 5 separat ansteuerbar. Beide Beleuchtungseinheiten werden dabei unabhängig voneinander angesteuert, je nach gewünschter Farbintensität, welche addidativ zwei weiße Farbtöne an den einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 erzeugt, die summiert miteinander den gewünschten Zielfarbton ergeben. Dabei ist es denkbar, die Leistungsaufnahme der einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 und damit der einzelnen LED's 10 und 11 separat in Grenzen zu steuern, wobei jeder der einzelnen Beleuchtungseinheiten 4 und 5 ein entsprechender Stellbereich zugeordnet ist und in Abhängigkeit des gewünschten Zielfarbtons die Einstellung erfolgt.

Wie bereits zu Beginn ausgeführt, umfasst das Beleuchtungssystem ein Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul 1, welches aus einer Vielzahl einzelner Beleuchtungsmodule besteht, die miteinander elektrisch in der Weise verbunden sind, dass die einzelnen Beleuchtungseinheitsmodule als eine Einheit genutzt werden können und somit die Länge eines Beleuchtungsstranges bestimmen können beziehungsweise ein Beleuchtungsnetz bilden können. Dazu sind diese einzelnen Beleuchtungseinheitsmodule 2.1 bis 2.n strangförmig miteinander gekoppelt, vorzugsweise auf einem Schnittstellen aufweisenden Platinenband, wobei die einzelnen Beleuchtungseinheitsmodule 2.1 bis 2.n an den Schnittstellen miteinander elektrisch und mechanisch verbunden sind und an diesen auch voneinander trennbar sind, wodurch eine Mehrzahl von Beleuchtungseinheitsmodulen 2.1 bis 2.n gleichzeitig unter Bildung eines Beleuchtungsstranges genutzt werden können, der hinsichtlich seiner Länge aufgrund der vorgesehenen Schnittstellen variabel ist.

Aufgrund der Anordnung auf der quasi Endlosplatine ist neben einer einfachen Lagerung und eines einfachen Handlings und Bevorratung auch eine optimale Anpassung an unterschiedliche Einsatzzwecke möglich. Die einzelnen Beleuchtungseinheitsmodule beziehungsweise eine Beleuchtungseinheit, die aus einer Mehrzahl derartiger Beleuchtungseinheitsmodule besteht, muss dann nur noch mit der entsprechenden Spannungsmodulationseinrichtung kombiniert werden, um in entsprechender Weise angesteuert zu werden. Die Länge kann dann frei gewählt werden.

1
Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul
2.1–2.n
einzelne Beleuchtungseinheitsmodule
3
Leiterplatte
4
Beleuchtungseinheit
5
Beleuchtungseinheit
6
Stromkreis
7
Stromkreis
8
Spannungsquelle
9
Spannungsleitung
10
erste weiße LED
11
zweite weiße LED
12
Mittel
13
Widerstand
14
Widerstand
15
integrierter Schaltkreis
16
integrierter Schaltkreis
17
rote LED
18
blaue LED
19
grüne LED
20
Gleichspannungsquelle
21
Ausgang
22
Ausgang
23
Signalvorgabeeinrichtung
24
Signalempfangseinrichtung
25
Beleuchtungseinheitspaar
26
Leistungsstellglied
27
Empfänger
30
Sendeeinrichtung
31
Modulator


Anspruch[de]
Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) zur Erzeugung weißen Lichtes unterschiedlicher Lichtspektren, umfassend wenigstens zwei Beleuchtungseinheiten (4, 5) in Form von LED's mit unterschiedlichem Lichtspektrum, insbesondere unterschiedlicher Farbtemperatur, deren Licht additiv gemischt wird; dadurch gekennzeichnet, dass

– eine Mehrzahl einander benachbart angeordneter und elektronisch miteinander gekoppelter Beleuchtungseinheitsmodule (2.12.n) vorgesehen ist, wobei jedes Beleuchtungseinheitsmodul (2.12.n) wenigstens ein Beleuchtungseinheitspaar (25.125.3) aus zwei Beleuchtungseinheiten (4, 5) – erste Beleuchtungseinheiten (4) und zweite Beleuchtungseinheiten (5) – in Form von weißen LED's (10, 11) mit unterschiedlichem Lichtspektrum, insbesondere unterschiedlicher Farbtemperatur aufweist und

– jede Beleuchtungseinheit (4, 5) eines Beleuchtungseinheitspaares (25.125.3) in einem eigenen Stromkreis (6, 7) angeordnet ist und

– die einzelnen Stromkreise (6, 7) eines Beleuchtungseinheitspaares (25.125.3) an eine gemeinsame Spannungsversorgungsleitung (9) ankoppelbar sind und

– Mittel zur Steuerung der Lichtintensität der beiden Beleuchtungseinheiten (4, 5) eines Beleuchtungseinheitspaares (25.1-25.3) vorgesehen sind.
Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Beleuchtungseinheit (4, 5) eines Beleuchtungseinheitspaares (25.125.3) parallel in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind und von einem Gehäuse umschlossen werden. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Beleuchtungseinheit (4, 5) zumindest eine LED, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Reihe geschalteter gleicher LED's umfasst. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Beleuchtungseinheitsmodul (2.12.n) eine Mehrzahl von einzelnen Beleuchtungseinheitspaaren (25.125.3) aufweist und die einzelnen Beleuchtungseinheiten (4, 5) – erste und zweite Beleuchtungseinheiten – jeweils in einem Stromkreis (6, 7) in Reihe hintereinander geschaltet sind und hinsichtlich ihrer Farbtemperatur identisch ausgebildet sind, wobei jeweils eine erste und eine zweite Beleuchtungseinheit (4, 5) in einem Gehäuse angeordnet sind. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die LED's von blauen LED's mit einer Fluoreszenzschicht gebildet werden. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungseinheit (4, 5) – erste oder zweite- als warmweiße Beleuchtungseinheit im Farbtemperaturbereich zwischen 3000 K bis 4000 K, vorzugsweise ca 3500 K ausgeführt ist, während die andere einen kaltweißen Lichtton erzeugt, wobei die kaltweiße LED durch eine Farbtemperatur im Bereich von 7000 K bis 9000 K, vorzugsweise ca. 8000 K charakterisiert ist. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Beleuchtungseinheiten (4, 5) einzeln und/oder gemeinsam ansteuerbar sind. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Steuerung der Lichtintensität der beiden Beleuchtungseinheiten eines Beleuchtungseinheitspaares (25.125.3) wenigstens ein einem Beleuchtungsmodul (2.12.n) zugeordnetes Leistungsstellglied (26) in Form eines Pulsweitenmodulationsdimmers umfassen, welcher einen Eingang für ein Eingangssignal zur Vorgabe eines Sollwertes, einen Eingang zum Anschluss an eine Spannungsquelle (20) und zumindest zwei Ausgänge (21, 22), wobei jeweils ein Ausgang mit einem Stromkreis (6, 7) koppelbar ist, und einen Prozessor zur Verarbeitung des Eingangssignales und Bestimmung der Stellgrößen zur Einstellung der Ausgangssignale aufweist. Beleuchtungseinheitsmehrfachmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als langes flexibles Band ausgeführt ist, wobei die Beleuchtungseinheitsmodule (2.12.n) mechanisch und elektrisch flexibel miteinander gekoppelt sind.






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