DE102009060566A1

DE102009060566A1 - Leuchte

Info

Publication number: DE102009060566A1
Application number: DE102009060566A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr.-Ing. 44147 Görres
Original assignee: Erco GmbH
Current assignee: Erco GmbH
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-30

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Leuchte (10) zur Ausleuchtung einer Gebäudefläche (11), umfassend eine Mehrzahl von auf einem Substrat (15) angeordneten LED's (16a, 16b, 16c) mit einer Kollimatoroptik (17, 17a, 17b, 17c), und umfassend eine Tertiäroptik (19) in Form eines transluzenten, insbesondere flächenhaft ausgebildeten Elementes. Die Besonderheit besteht darin, dass die Tertiäroptik mehrere Bereiche (20, 21, 22, 20a, 20b, 20c, 21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c) mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufweist, und dass die Tertiäroptik relativ zu dem Substrat verlagerbar angeordnet ist, wobei mit der in einer ersten Position befindlichen Tertiäroptik eine erste Lichtverteilung (L1) und mit der in einer zweiten Position befindlichen Tertiäroptik eine zweite Lichtverteilung (L2) generierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Leuchten werden von der Anmelderin seit geraumer Zeit entwickelt und vertrieben. Die bekannte Leuchte weist eine Mehrzahl von LED's auf, die auf einer Platine oder einem anderen geeigneten Substrat fest angeordnet sind. Die LED's weisen eine Primäroptik auf, die beispielsweise von einer Vergusslinse aus Glas oder Kunststoff gebildet ist.
Die LED's werden bei der bekannten Anordnung von Kollimator-Linsen oder einer Kollimatoroptik übergriffen. Hierbei handelt es sich um transparente Linsenkörper, die das von den LED's emittierte Licht bündeln. Die Kollimator-Optiken werden auch als Sekundäroptik bezeichnet. Beispielsweise kann jeder einzelnen LED eine eigene Kollimatoroptik zu geordnet sein. Es ist aber auch vorstellbar, dass mehrere LED's einer Kollimatoroptik gemeinsam zugeordnet sind.
Lediglich beispielhaft für eine derartige Kollimatoroptik sei an dieser Stelle auf die nachveröffentlichte, deutsche Patentanmeldung DE 10 2009 053 422.9 der Anmelderin hingewiesen, deren Inhalt hiermit – auch zum Zwecke der Bezugnahme auf einzelne Merkmale – und insbesondere zur Vermeidung von Wiederholungen, in den Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung mit eingeschlossen wird.
Bei der bekannten Leuchte ist darüber hinaus eine Tertiäroptik vorgesehen. Diese ist beispielsweise von einer Prismenplatte oder Linsenplatte bereitgestellt, wie sie z. B. in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 063 369 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Auch der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hiermit, auch zum Zwecke der Bezugnahme auf einzelne Merkmale, in den Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung mit eingeschlossen.
Um mit der bekannten Leuchte die gewünschte Lichtverteilung zu generieren, ist es beispielsweise möglich, die LED's in einer geeigneten Weise anzuordnen, oder die Kollimatoroptik entsprechend auszubilden, oder auch die Tertiäroptik entsprechend auszubilden oder auszurichten.
Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannte Leuchte derartig weiter zu bilden, dass sie flexibel einsetzbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufweist, und dass die Tertiäroptik relativ zu dem Substrat verlagerbar angeordnet ist, wobei mit der in einer ersten Position befindlichen Tertiäroptik eine erste Lichtverteilung und mit der in einer zweiten Position befindlichen Tertiäroptik eine zweite Lichtverteilung generierbar ist.
Das Prinzip der Erfindung besteht somit im Wesentlichen darin, die Tertiäroptik verlagerbar auszugestalten. Eine verlagerbare Ausgestaltung der Tertiäroptik umfasst beispielsweise die Möglichkeit, dass die Tertiäroptik drehbar, d. h. rotatorisch verlagerbar ist, oder alternativ translatorisch verlagerbar ist. Eine translatorische Verlagerungsbewegung umfasst Verlagerungsbewegungen der Tertiäroptik entlang einer geraden oder gekrümmten oder teilweise gekrümmten Bahn.
Die Tertiäroptik ist beispielsweise als flache Scheibe ausgebildet. Insoweit kann die Verlagerungsbewegung beispielsweise entlang der Ebene erfolgen, entlang der die Tertiäroptik sich flächig erstreckt. So kann die Tertiäroptik beispielsweise von einer Kreisscheibe gebildet sein, die um ihre Mittelachse rotiert.
Alternativ kann die Tertiäroptik von einem flächigen Element gebildet sein, welches z. B. linear verlagert wird.
Schließlich ist es auch denkbar, dass die Tertiäroptik aus der Ebene, entlang der sich die Tertiäroptik flächig erstreckt, heraus verlagert wird, beispielsweise gekippt oder geneigt wird.
Die Tertiäroptik weist erfindungsgemäß wenigstens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften auf. Bereiche unterschiedlicher Transmissionseigenschaften können beispielsweise bereitgestellt werden durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen oder Topografien der Bereiche, oder durch unterschiedliche Materialien der Tertiäroptik in den unterschiedlichen Bereichen, oder durch unterschiedliche Gestaltungen von Grenzflächen in den unterschiedlichen Bereichen, oder durch unterschiedlich farbig ausgestaltete Bereiche etc.. Beispielsweise können auch Bereiche mit einer Folie beklebt oder mit einer Beschichtung versehen sein, wohin andere Bereiche ohne eine solche Beschichtung auskommen oder mit einer anderen Beschichtung versehen sind.
Unterschiedliche Transmissionseigenschaften unterschiedlicher Bereiche umfassen beispielsweise auch unterschiedliche Lichtlenkungen, Lichtbündelungen oder Lichtspreizungen.
Im einfachsten Fall ist vorstellbar, dass ein erster Bereich der Tertiäroptik mit sphärischen Facetten mit jeweils einem ersten, großen Radius und ein zweiter Bereich der Tertiäroptik mit sphärischen Facetten mit jeweils einem kleineren Radius besetzt ist.
Die Facetten können beispielsweise auf der Außenseite der Tertiäroptik oder an der Innenseite der Tertiäroptik oder an beiden Seiten der Tertiäroptik angeordnet sein.
Die Tertiäroptik kann wenigstens zwei unterschiedliche Positionen einnehmen: In einer ersten Position überdeckt der erste Bereich mit den LED's und in der zweiten Position der Tertiäroptik überdeckt der zweite Bereich die LED's.
Das von der Sekundäroptik emittierte Licht umfasst ein im Wesentlichen paralleles Lichtstrahlbündel, welches im Wesentlichen senkrecht auf die den LED's zugewandte Seite der Tertiäroptik trifft. In Folge einer Transmission durch den ersten Bereich der Tertiäroptik mit Facetten großer Radien findet eine Aufspreizung dieses Lichtbündels statt, wobei der Öffnungswinkel mit dem Radius der Facetten korreliert. Die Aufspreizung ist umso größer je kleiner der Radius der Facetten gewählt ist. Damit wird für den Fall, dass der erste Bereich mit Facetten eines großen Radius mit den LED's überdeckt, nur eine geringe Aufspreizung und damit eine eng abstrahlende Lichtverteilung erreicht.
Wird die Tertiäroptik nun verlagert, und z. B. im Falle einer kreisscheibenförmigen Ausbildung der Tertiäroptik eine entsprechende Drehbewegung durchgeführt, kann der zweite Bereich, der Facetten mit kleineren Radien aufweist, mit den LED's in Überdeckung gebracht werden. Das von den LED's emittierte Lichtstrahlenbündel wird nun unter einem zweiten, in Folge des kleineren Radius größeren Öffnungswinkel abgestrahlt.
Durchtritt das LED-Licht den ersten Bereich der Tertiäroptik, wird insoweit eine enge Abstrahlung möglich. Für den Fall, dass das von den LED's emittierte Licht den zweiten Bereich der Tertiäroptik durchtritt, wird eine breit abstrahlende Lichtverteilung möglich.
Damit ist es zur Änderung der Lichtverteilung der Leuchte lediglich erforderlich, die Tertiäroptik zu verlagern. Hierfür ist vorteilhaft an der Tertiäroptik ein Antrieb vorgesehen, der elektrisch oder elektronisch, weiter vorzugsweise über eine Signalleitung, ansprechbar ist. So ist beispielsweise vorgesehen, dass eine mit der Leuchte verbundene Steuerung, die ein Leuchtennetzwerk steuert, einen Befehl an die Leuchte übermitteln kann, die Lichtverteilung zu ändern. Hierzu kann der Antrieb für die Tertiäroptik angesprochen werden, und die Tertiäroptik verlagert werden.
Alternativ ist auch eine manuelle Verlagerung der Tertiäroptik möglich, beispielsweise indem eine kreisscheibenförmige Tertiäroptik von Hand gedreht wird.
Die Erfindung bezieht sich auf jegliche Leuchten, die zur Ausleuchtung einer Gebäudefläche oder einer Gebäudeteilfläche dienen. Die erfindungsgemäße Leuchte ist ortsfest angeordnet. Sie kann beispielsweise eine Einbauleuchte für eine Boden-, Decken- oder Seitenwand eines Gebäudes oder eine Aufbauleuchte für eine solche Wand bereitstellen. Es kann sich z. B. auch um eine Strahlerleuchte handeln, die beispielsweise in einer Stromschiene gehaltert ist. Die Leuchte kann der Ausleuchtung von Gebäudeflächen im Innen- und Außenbereich dienen, sowie zur Ausleuchtung von Objekten, wie Kunstwerken.
In Folge der Verlagerung der Tertiäroptik können unterschiedliche Lichtverteilungen der Leuchte generiert werden. Diese unterschiedlichen Lichtverteilungen können beispielsweise engabstrahlende oder breitabstrahlende Lichtverteilungen sein. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die erste Lichtverteilung symmetrisch ausgebildet ist, beispielsweise rotationssymmetrisch, oder spiegelsymmetrisch, und die zweite Lichtverteilung asymmetrisch ausgebildet ist. Schließlich können die beiden Lichtverteilungen sich auch lediglich durch ihre Lichtrichtung, oder ihre Hauptabstrahlrichtung, unterscheiden. So kann beispielsweise in einer ersten Position der Tertiäroptik ein erster Bereich einer Gebäudefläche und bei verlagerter, nunmehr in zweiter Position befindlicher Tertiäroptik ein anderer Bereich der Gebäudefläche ausgeleuchtet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung überdeckt bei in erster Position befindlicher Tertiäroptik ein erster Bereich mit den LED's und bei in zweiter Position befindlicher Tertiäroptik ein zweiter Bereich mit den LED's.
Davon umfasst sind insbesondere Ausgestaltungen, bei denen der erste Bereich hinsichtlich seiner räumlichen Ausdehnung eine Fläche umfasst, die im Wesentlichen der Fläche der Austrittsseite der Kollimatoroptik entspricht oder diese übersteigt. Damit werden die Lichtverluste gering gehalten und eine hohe Effizienz bereitgestellt.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die erfindungsgemäße Leuchte vorzugsweise eine Mehrzahl von LED's umfasst. Diese können beispielsweise auch äquidistant voneinander angeordnet sein. Weiter vorteilhaft ist eine der Zahl der LED's entsprechende Zahl von Bereichen vorgesehen. Alternativ kann auch eine der Zahl der LED's entsprechende Zahl von Gruppen von Bereichen vorgesehen sein.
So können beispielsweise in einer kreisscheibenförmigen Tertiäroptik für drei LED's insgesamt neun unterschiedliche Bereiche vorgesehen sein, umfassend drei Bereiche erster Art, drei Bereiche zweiter Art und drei Bereiche dritter Art. Die Bereiche unterschiedlicher Art sind jeweils 120° versetzt zueinander angeordnet. So kann wahlweise eine Bereichsart mit den drei LED's in Überdeckung gebracht werden.
Alle Bereiche gleicher Art weisen insoweit vergleichbare Transmissionseigenschaften auf, die sich von den Transmissionseigenschaften der Bereiche einer anderen Art unterscheiden.
Die Erfindung umfasst auch Leuchten, bei denen lediglich eine LED vorgesehen ist, die mit einer verlagerbaren Tertiäroptik mit wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen kooperiert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die Verlagerungsbewegung eine Drehbewegung der Tertiäroptik relativ zu dem Substrat aus. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer besonders einfachen, konstruktiven Ausgestaltung der Leuchte.
Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass alternativ die Verlagerungsbewegung eine translatorische Bewegung der Tertiäroptik relativ zu dem Substrat ausbildet. Bei einer translatorischen Verlagerungsbewegung ist die Tertiäroptik im Rahmen ihrer Verlagerungsbewegung von einem ersten Ort zu einem relativ zu dem Substrat zweiten Ort verlagert worden. Die translatorische Bewegung kann entlang einer linearen Bahn oder entlang einer gekrümmten oder teilweise gekrümmten Bahn erfolgen. Vorteilhaft ist eine Zwangsführungseinrichtung vorgesehen, die die Tertiäroptik während der Verlagerungsbewegung relativ zu einem Gehäuse der Leuchte und/oder relativ zu einem Substrat der Leuchte auf einer vorgegebenen Bahn führt.
Als Substrat im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere der Träger für die LED's angesehen, also beispielsweise die Platine, auf der die LED's angeordnet sind. Als Substrat im Sinne der Erfindung kann auch eine Gehäusewand einer erfindungsgemäßen Leuchte angesehen werden.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Verlagerungsbewegung entlang einer Ebene erfolgt, die parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, entlang der sich die Tertiäroptik erstreckt. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Leuchte.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Verlagerungsbewegung eine Richtungskomponente aufweist, die quer zu einer Ebene ausgerichtet ist, entlang der sich die Tertiäroptik erstreckt. Beispielsweise kann die Tertiäroptik in einer ersten Position im Wesentlichen parallel zu dem Substrat der Leuchte angeordnet sein. In einer zweiten Position, nach Durchlaufen einer Verlagerungsbewegung, kann die Tertiäroptik sich in einer demgegenüber geneigten Ebene befinden. In Folge dieser Neigung kann auch erreicht werden, dass unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden, oder bei in unterschiedlichen Neigungspositionen befindlicher Tertiäroptik unterschiedliche Bereiche der Tertiäroptik mit den LED's überdecken.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die Tertiäroptik beispielsweise auch ein Abschlussglas oder eine Abschlussscheibe der Leuchte bereitstellen kann.
Vorteilhaft weist die Tertiäroptik eine Fläche auf, die im Wesentlichen gleich ist, oder größer ist, als die Fläche des Substrates. Hierdurch kann eine kompakte Bauform der Leuchte ermöglicht werden, wobei die Lichtverluste gering gehalten werden.
Weiter vorteilhaft weist die Tertiäroptik in einem ersten Bereich eine erste Oberflächenstruktur und in einem zweiten Bereich eine zweite Oberflächenstruktur auf. Mithin wird bei dieser Ausgestaltung die Möglichkeit bereitgestellt, durch Änderung der Oberflächenstruktur unterschiedliche Transmissionseigenschaften der beiden Bereiche der Tertiäroptik zu generieren. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Oberflächenstrukturen zahlreiche Facetten umfassen. So kann die erste Oberflächenstruktur eine erste Art von Facetten oder eine erste Gruppe von Facetten und die zweite Oberflächenstruktur eine zweite Art von Facetten oder zweite Gruppe von Facetten umfassen. Die Facetten können jeweils mit einer individuell ausgestalteten Oberfläche versehen sein, die beispielsweise von sphärisch oder asphärisch gekrümmten Oberflächen, von zylindrischen Oberflächen, oder von ebenen Oberflächen, oder von Kombinationen derartiger Oberflächen gebildet sein. Als Facettenstruktur einer Oberfläche wird insbesondere eine Kontur bezeichnet, bei der einzelne Segmente oder Facetten in Reihen und Spalten entlang eines im Wesentlichen regelmäßigen Rasters angeordnet sind.
Die erste Lichtverteilung kann engstrahlend und die zweite Lichtverteilung kann breitabstrahlend ausgebildet sein. Mit Verlagerung der Tertiäroptik wird somit die gewünschte Lichtverteilung der Leuchte, beispielsweise im Sinne eines Spot-Strahlers oder im Sinne eines Flood-Strahlers, oder im Sinne eines Wide-Flood-Strahlers erreicht.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die Tertiäroptik im Prinzip beliebig viele unterschiedlich ausgebildete Bereiche aufweisen kann. Die Zahl der Bereiche wird gewählt in Abhängigkeit der Zahl der gewünschten unterschiedlichen Lichtverteilungen, die mit der Leuchte generiert werden sollen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die erste Lichtverteilung symmetrisch und die zweite Lichtverteilung asymmetrisch ausgebildet ist. Durch Verlagerung der Tertiäroptik kann insoweit die Lichtverteilung mit der gewünschten Symmetrie generiert werden.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass der erste Bereich diffus streuend ausgebildet ist, und der zweite Bereich klar gehalten ist. Durch den klar gehaltenen Bereich können die Lichtstrahlen im Wesentlichen unbeeinflusst hindurch treten. Durch den diffus streuend ausgebildeten Bereich wird eine andere, breitere Lichtverteilung möglich.
Vorteilhaft weist die Leuchte zur Verlagerung einer Tertiäroptik einen Antrieb auf. Dieser kann mit einem Leuchtennetzwerk bzw. mit einer dieses Netzwerk steuernden Zentrale oder Steuerung verbunden sein. Der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, ist vorteilhafterweise in oder an der Leuchte angeordnet.
Die Tertiäroptik wird auf ihrer den LED's zugewandten Seite mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen beaufschlagt. Dies ermöglicht eine komfortable Weiterverarbeitung des von der Sekundäroptik abgestrahlten und auf die Tertiäroptik fallenden Lichtes durch die Tertiäroptik.
Schließlich ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Leuchte ein Leuchtengehäuse aufweist. Dieses umfasst die LED's, die Kollimatoroptik, und die Tertiäroptik. Das Leuchtengehäuse stellt eine Hüllkurve bereit, innerhalb der die Tertiäroptik – in ihren sämtlichen unterschiedlichen Positionen – angeordnet ist. Damit tritt die Leuchte dem Betrachter als einheitliches, kompaktes Element entgegen. Durch Verlagerung der Tertiäroptik ändert sich die äußere Geometrie der Leuchte vorteilhafter Weise nicht.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nicht zitieren Unteransprüche, sowie aus der nun folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
1 in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte,
2 das Ausführungsbeispiel der 1 mit einer geänderten Lichtverteilung,
3 die Leuchte der 1 in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht, etwa entlang Schnittlinie III-III in 1,
4 die Leuchte der 1 in einer teilgeschnittenen, schematischen und nicht maßstäblichen Draufsicht gemäß Ansichtspfeil IV in 1,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer schematischen Draufsicht, ähnlich der Darstellung der 4,
6 eine teilgeschnittene, schematische Ansicht der Leuchte der 5, etwa entlang Schnittlinie VI-VI in 5,
7 das Ausführungsbeispiel der 5 mit verlagerter Tertiäroptik, und
8 das Ausführungsbeispiel der 7 in einer Darstellung ähnlich 6, etwa entlang einer Schnittlinie VIII-VIII in 7.
Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Leuchte soll nun unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben werden. Der Figurenbeschreibung sei vorausgeschickt, dass der Übersichtlichkeit halber gleiche oder miteinander vergleichbare Teile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben bezeichnet sind.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 in einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht. Die Leuchte 10 dient zur Ausleuchtung einer Gebäudefläche 11. Beispielsweise kann bei bodenseitiger Anordnung der Leuchte 10 in einem Gebäuderaum eine Deckenfläche 11 oder eine Wandfläche ausgeleuchtet werden. Unter der Bezeichnung Gebäudefläche wird im Sinne der Erfindung jede mögliche auszuleuchtende Gebäudefläche verstanden.
Die Leuchte 10 umfasst ein Gehäuse 12, welches im Wesentlichen geschlossen ist. Das Gehäuse weist eine Gehäusebodenwand 13 auf, die abgebrochen dargestellt ist. Außerdem gehört zu dem Gehäuse eine Gebäudeseitenwand 14 mit Seitenwandabschnitten 14a und 14b.
In dem Innenraum 26 des Gehäuses ist eine Platine 15 angeordnet, die eine Art Substrat ausbildet. Auf dem Substrat 15 sind gemäß 1 drei LED's 16a, 16b, 16c angeordnet, insbesondere festgelötet oder auf sonstige, geeignete Art und Weise befestigt.
Angemerkt sein, dass der Übersichtlichkeit halber elektrische Zuleitungen nicht dargestellt sind. Auch elektronische oder elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Betriebsgeräte oder Prozessoren, sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, bei einer erfindungsgemäßen Leuchte aber vorgesehen.
Die LED's 16a, 16b, 16c weisen, wie dies für LED's heute nach dem Stand der Technik üblich ist, eine sogenannte Primäroptik auf. Dies kann eine Vergusslinse sein, die den lichttechnischen Abschluss der LED bildet.
In dem Innenraum 26 des Gehäuses 18 ist weiter eine Kollimatoroptik 17 angeordnet. Diese kann in herkömmlicher Weise von Linsenkörpern gebildet sein, die einer Bündelung des von den LED's 16 emittierten Lichtes dienen. Die Kollimatoroptik 17 lässt sich in eine erste Kollimatoroptik 17a, eine zweite Kollimatoroptik 17b und eine dritte Kollimatoroptik 17c unterteilen. Die einzelnen Kollimatoroptiken 17a, 17b, 17c können durch einen lediglich angedeuteten Steg 18 miteinander verbunden sein.
Die Kollimatoroptiken 17 bestehen beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff, wie PMMA, oder aus Glas. Während das von der LED 16 emittierte Licht einen recht breiten Abstrahlbereich von beispielsweise 180° aufweist, verlässt das LED-Licht die Kollimatoroptik 17 nach Art eines im Wesentlichen parallel ausgerichteten Lichtstrahlenbündels L.
Schließlich umfasst die Leuchte 10 gemäß 1 eine Tertiäroptik 19. Diese ist von einer transluzenten, kreisscheibenförmigen Platte gebildet. Die Platte 19 bildet eine Art Abschlussscheibe der Leuchte 10 aus.
Angemerkt sei, dass die Figuren sämtlich nicht maßstäblich sind. Insbesondere kann der Abstand zwischen der Kollimatoroptik 17 und der Tertiäroptik 19 deutlich geringer ausgebildet sein, als in 1 schematisch angedeutet.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist die Tertiäroptik 19 von einer Kreisscheibe gebildet, die um ihre Längsmittelachse M drehbar ist. Die Tertiäroptik 19 liegt auf einer umlaufenden, ringförmigen Schulter 23 auf, die fest mit dem Gehäuse 14 verbunden ist. Die Schulter 23 stellt insoweit eine Drehlagerfläche für die Tertiäroptik 19 bereit.
Unter Zuhilfenahme eines lediglich angedeuteten Antriebs 24, beispielsweise eines Elektromotors, kann über die Wirkleitung 25 die Tertiäroptik 19 in Rotation versetzt werden.
Anhand der teilgeschnittenen Draufsicht gemäß 3 wird deutlich, dass die drei LED's 16a, 16b, 16c und die drei Kollimator-Optiken 17a, 17b, 17c äquidistant umfangsverteilt auf dem Substrat 15 angeordnet sind.
Die Tertiäroptik 19 weist, wie dies insbesondere 4 deutlich macht, neun unterschiedliche, im Wesentlichen kreisförmige Bereiche auf. Verdeutlicht durch die unterschiedlichen Schraffuren der unterschiedlichen Bereiche in 4 soll angedeutet werden, dass gleiche Schraffuren gleiches lichttechnisches Verhalten, also gleiche Transmissionseigenschaft, und unterschiedliche Schraffuren unterschiedliches lichttechnisches Verhalten, also unterschiedliche Transmissionseigenschaften, der Bereiche bedeuten.
4 zeigt eine erste Art 20 von Bereichen, die mit 20a, 20b, 20c bezeichnet sind. Eine zweite Art 21 von Bereichen ist mit 21a, 21b, 21c bezeichnet und eine dritte Art 22 von Bereichen ist mit 22a, 22b, 22c bezeichnet.
Bereiche 20, 21, 22 unterschiedlicher Art zeigen unterschiedliches lichttechnisches Verhalten bzw. unterschiedliche Transmissionseigenschaften. Bereiche gleicher Art zeigen gleiches Transmissionsverhalten, d. h. gleiches lichttechnisches Verhalten.
Durch Drehung der Tertiäroptik 19 um die Mittelachse M, relativ zu dem festgehaltenen Substrat 15 und damit auch relativ zu den festgehaltenen LED's 16 können – je nach Drehposition der Tertiäroptik 19 – jeweils unterschiedliche Arten 20, 21, 22 von Bereiche mit den LED's 16 in Überdeckung gebracht werden.
In dem Drehpositionszustand der Tertiäroptik 19 gemäß 4 befinden sich die Bereiche 20a, 20b, 20c erster Art mit den LED's 16a, 16b, 16c in Überdeckung. Hiervon ausgehend kann ein erstes Lichtabstrahlverhalten, d. h. eine erste Lichtverteilung, generiert werden, welche in dem Ausführungsbeispiel der 1 zum Ausdruck kommt. Die mit dieser Position der Tertiäroptik 19 auf der Gebäudefläche 11 erzielte breit strahlende Lichtverteilung L₄ wird bei dem Ausführungsbeispiel geprägt durch einen großen Öffnungswinkel oder großen Abstrahlungswinkel α.
Wird ausgehend von der Position der Tertiäroptik 19 gemäß den 1 und 4 eine Drehung der Tertiäroptik 19 um 40° entgegen dem Uhrzeigersinn vorgenommen, kommen die Bereiche 21a, 21b, 21c zweiter Art mit den drei LED's 16a, 16b, 16c in Überdeckung. Das von den LED's 16a, 16b, 16c emittierte Licht muss dann durch diese Bereiche 21a, 21b, 21c hindurch treten. Diese Position zeigt 2.
Es wird eine gänzlich andere Lichtcharakteristik in Form der eng abstrahlenden Lichtverteilung L₃ der Leuchte erzielt: Die Lichtverteilung L₃ ist nunmehr eine gänzlich andere, die gekennzeichnet ist durch einen schmaleren oder kleineren Öffnungs- oder Abstrahlwinkel β.
Einfacher ausgedrückt, kann mit einer Drehposition der Tertiäroptik 19 gemäß 1 eine breit abstrahlende Lichtverteilung L₄ und mit einer Drehposition der Tertiäroptik 19 gemäß 2 eine eng abstrahlende Lichtverteilung auf der Gebäudefläche 11 erzielt werden.
Um die Lichtverteilung zu ändern, beispielsweise von einem Zustand gemäß 1 in einen Zustand gemäß 2, muss die Tertiäroptik 19 lediglich verlagert werden. Hierfür genügt ein Ansprechen des Motors 24.
Die Leuchte 10 kann an ein Leuchtennetzwerk und damit an eine nicht dargestellte Steuerung angeschlossen sein. Von der Steuerung kann von einem Benutzer, oder von einer Software, ein elektronischer Steuerbefehl an die Leuchte übermittelt werden, wonach die Lichtverteilung zu ändern ist. Durch entsprechende Signalgestaltung und Verarbeitung kann der Antrieb 24 angesprochen werden und eine Verlagerung der Tertiäroptik 19 veranlasst werden. Auf diese Weise kann mit sehr einfachen Mitteln eine Änderung der Lichtverteilung der Leuchte bewirkt werden.
Angemerkt sei, dass die Bereiche 20, 21, 22 unterschiedliche Transmissionseigenschaften für das von den LED's 16 emittierte Licht aufweisen. Diese unterschiedlichen Transmissionseigenschaften können beispielsweise durch eine besondere Ausgestaltung oder Beschaffenheit der Oberfläche der Tertiäroptik 19 erzielt werden. Beispielsweise kann die den LED's 16 zugewandte Seite 27 oder alternativ die den LED's 16 abgewandte Seite 28 der Tertiäroptik 19 mit einer entsprechenden Oberflächenstruktur versehen werden.
Unterschiedliche Bereiche 21a, 20a, oder Bereiche unterschiedlicher Art 20, 21 können mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen zur Erzielung unterschiedlicher Transmissionseigenschaften versehen sein. Theoretisch besteht auch die Möglichkeit, beide Seiten 27, 28 der Tertiäroptik 19 entsprechend zu bearbeiten oder auszugestalten.
Unterschiedliche Oberflächenstrukturen können beispielsweise durch eine individuelle Gestaltung zahlreicher Facetten bewerkstelligt werden. Die Tertiäroptik 19 kann beispielsweise von einem Kunststoff-Spritzgießteil bereitgestellt sein, welches durch Aushärtung in einer Form gefertigt werden kann. Die entsprechende Form kann mit einer Oberflächenkontur versehen sein, die zahlreiche, individuell hinsichtlich ihrer Oberfläche berechnete Facetten aufweist.
Zur Erzielung eines Lichtabstrahlverhaltens gemäß 1 kann beispielsweise auf der Außenseite 28 der Tertiäroptik 19 eine Vielzahl von sphärisch gekrümmten Facetten, in unmittelbarer Nebeneinanderordnung, vorgesehen sein. Eine derartige Mikrolinsenstruktur kann beispielsweise Linsen mit einem kleinen Radius umfassen, die entlang der drei Bereiche 20a, 20b, und 20c angeordnet sind. Diese Mikrolinsen können rasterartig entlang von Spalten und Reihen angeordnet sein.
Sind in den Bereichen 21a, 21b, 21c sphärisch gekrümmte Facetten mit einem größeren Radius angeordnet, wird damit eine engere Lichtverteilung, wie in 2 angedeutet, durch den Winkel β, erzielt. Damit kann durch die Wahl der Radien der Facetten eine gewünschte, eng abstrahlende oder breit abstrahlende, Lichtverteilung generiert werden.
Angemerkt sei, dass die Unterteilung der Tertiäroptik 19 bei dem Ausführungsbeispiel der 4 in voneinander abgegrenzte, kreisscheibenförmige Bereiche 20a, 20b, 20c, 21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c, lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Die unterschiedlichen Bereiche können bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise auch unmittelbar aneinander angrenzen, ggf. auch überlappen.
Anhand der 5 bis 8 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 beschrieben:
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Tertiäroptik 19 von einer rechteckförmigen, z. B. quadratischen Schreibe ausgebildet, die entlang der Richtung des Pfeils Y in 5 linear, relativ zu dem Substrat 15, verlagerbar ist. Eine Verlagerung ist also bezogen auf die Darstellung der 6, quer zur Zeichnungsebene möglich. Die Tertiäroptik 19 liegt auch bei diesem Ausführungsbeispiel auf den gehäusefest angeordneten Schulterflächen 23 des Gehäuses 14 auf, wobei diese Auflageflächen 23 eine schienenartige Anordnung bilden.
Bei einer linearen Verlagerung der Tertiäroptik 19 muss dafür gesorgt werden, dass ein entsprechender Bewegungsraum für die zu verlagernde Tertiäroptik 19 an der Leuchte 10 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann das Gehäuse in Verlagerungsrichtung Y entsprechend groß ausgebildet sein. Auch kann ein Abschnitt der Tertiäroptik 19 in einer dafür vorgesehenen Gehäusetasche oder hinter einer Gehäuseabdeckung untergebracht werden.
Wiederum wird die Tertiäroptik 19 von einem in den 5 bis 8 nicht dargestellten Motor oder Antrieb 24 verlagert.
Die Tertiäroptik 19 gemäß 5 weist drei unterschiedliche Bereiche 20, 21 und 22 auf. Jeder der Bereiche ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Die LED's 16a, 16b, 16c und die zugehörigen Kollimatoroptiken 17a, 17b, 17c sind bei diesem Ausführungsbeispiel, wie sich aus 5 ergibt, entlang einer Geraden angeordnet.
Ausgehend von einem Zustand gemäß 5 und 6, in der der Bereich 20 mit den LED's 16 überdeckt, kann die Tertiäroptik 19 in Richtung des Pfeils Y verlagert werden, bis eine Position gemäß 7 und 8 erreicht ist. Hier überlagert der Bereich 21 mit den LED's 16.
Die Tertiäroptik 19 ist in ihrem Bereich 20 derartig ausgestaltet, dass in der Position gemäß 5 und 6 nach Durchtritt des parallelen Lichtstrahlenbündels L durch die Tertiäroptik 19 die Lichtverteilung L₁ generiert wird. Diese dient zur Ausleuchtung des Bereiches 29 auf der Gebäudefläche 11. Durch Verlagerung der Tertiäroptik 19 in die Positionen gemäß 7 und 8 und in Folge einer Überdeckung des Bereiches 21 mit den LED's 16 wird die Lichtverteilung L₂ generiert, die ausweislich 8 den Bereich 30 der Gebäudefläche 11 ausleuchtet.
Die unterschiedlichen Lichtverteilungen L₁, L₂ werden beispielsweise möglich, indem die Innenseite 27 und/oder die Außenseite 28 der Tertiäroptik 19 mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen versehen wird.
Beispielsweise können unterschiedliche Prismenstrukturen an der Innenseite 27 und/oder an der Außenseite 28 angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009053422 [0004]
DE 102008063369 A1 [0005]

Claims

Leuchte (10) zur Ausleuchtung einer Gebäudefläche (11), umfassend eine Mehrzahl von auf einem Substrat (15) angeordneten LED's (16a, 16b, 16c) mit einer Kollimatoroptik (17, 17a, 17b, 17c), und umfassend eine Tertiäroptik (19) in Form eines transluzenten, insbesondere flächenhaft ausgebildeten Elementes, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik mehrere Bereiche (20, 21, 22, 20a, 20b, 20c, 21a, 21b, 21c, 22a, 22b, 22c) mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufweist, und dass die Tertiäroptik relativ zu dem Substrat verlagerbar angeordnet ist, wobei mit der in einer ersten Position befindlichen Tertiäroptik eine erste Lichtverteilung (L₁, L₃) und mit der in einer zweiten Position befindlichen Tertiäroptik eine zweite Lichtverteilung (L₂, L₄) generierbar ist.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei in erster Position befindlicher Tertiäroptik (19) ein erster Bereich (20, 20a, 20b, 20c) mit den LED's (16a, 16b, 16c) überdeckt und bei in zweiter Position befindlicher Tertiäroptik ein zweiter Bereich (21, 21a, 21b, 21c) mit den LED's (16a, 16b, 16c) überdeckt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsbewegung eine Drehbewegung der Tertiäroptik (19) relativ zu dem Substrat (15) ausbildet.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsbewegung eine translatorische, insbesondere eine lineare, Bewegung der Tertiäroptik (19) relativ zu dem Substrat (15) ausbildet.
Leuchte nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsbewegung entlang einer Ebene erfolgt, die parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, entlang der sich die Tertiäroptik erstreckt.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungsbewegung eine Richtungskomponente aufweist, die quer zu einer Ebene ausgerichtet ist, entlang der sich die Tertiäroptik erstreckt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik eine Fläche aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer ist als die Fläche des Substrates.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik in einem ersten Bereich (20, 20a, 20b, 20c) eine erste Oberflächenstruktur und in einem zweiten Bereich (21, 21a, 21b, 21c) eine zweite Oberflächenstruktur aufweist.
Leuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberflächenstruktur und/oder die zweite Oberflächenstruktur zahlreiche Facetten umfasst.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtverteilung (L₃) engabstrahlend und die zweite Lichtverteilung (L₄) breitabstrahlend ausgebildet ist, oder dass die erste Lichtverteilung symmetrisch und die zweite Lichtverteilung asymmetrisch ausgebildet ist, oder dass der erste Bereich diffus streuend und der zweite Bereich klar ausgestaltet ist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte einen Antrieb (24) zur Verlagerung der Tertiäroptik aufweist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik (19) auf ihrer den LED's (16) zugewandten Seite (27) mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen, bei insbesondere im Wesentlichen senkrechtem Lichteinfall, beaufschlagt wird.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (10) ein Leuchtengehäuse (14, 14a, 14b) aufweist, welches die LED's (16), die Kollimatoroptik (17) und die Tertiärroptik (19) umfasst.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik (19) in ihren unterschiedlichen Positionen innerhalb der Kontur des Leuchtengehäuses (14) angeordnet ist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiäroptik (19) eine Abschlussscheibe der Leuchte bereitstellt