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Die Erfindung betrifft eine Rasterleuchte mit mehreren in einem Raster angeordneten Reflektorstrahlern, wobei jeder der Reflektorstrahler einen Halbleiterstrahler sowie eine durch den Halbleiterstrahler bestrahlbare Reflektorschale aufweist. Die Rasterleuchte ist beispielsweise einsetzbar als Deckenleuchte oder Deckenfluter.
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Es sind Rasterleuchten als Deckenleuchten bekannt, bei denen eine rasterartige Reflektorstruktur von Leuchtstoffröhren hinterleuchtet wird. Es sind ferner Rasterleuchten mit Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen bekannt, wobei den LEDs jeweils eine Reflektorschale zugeordnet ist, um eine Strahlformung durchzuführen. Bei diesen Reflektorstrahlern sind die LEDs zu den Reflektorschalen mittig angeordnet, und eine Einstellung eines Lichtabstrahlmusters der Rasterleuchte kann über eine Variation der Ausgestaltungen und/oder Ausrichtungen der Reflektorschalen erreicht werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rasterleuchte mit einem auf einfache Weise vielseitig einstellbaren Lichtabstrahlmuster bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Rasterleuchte mit mehreren in einem Raster angeordneten Reflektorstrahlern, wobei jeder der Reflektorstrahler einen Halbleiterstrahler sowie eine durch den Halbleiterstrahler bestrahlbare Reflektorschale aufweist und wobei der Halbleiterstrahler zumindest eines Reflektorstrahlers in Bezug auf die Reflektorschale außermittig angeordnet ist.
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Diese Rasterleuchte weist den Vorteil auf, dass ihr Lichtabstrahlmuster im Vergleich zu nur mittig angeordneten Halbleiterstrahler mit einfachen Mitteln variiert werden kann, z.B. in Bezug auf einen Öffnungswinkel und/oder eine Intensitätsverteilung. Insbesondere kann so auf eine Umgestaltung und/oder geänderte Ausrichtung der Reflektorschalen verzichtet werden, was eine Herstellung vereinfacht.
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Ein Halbleiterstrahler kann insbesondere eine Lichterzeugungseinheit sein, welche mindestens eine (d.h., eine oder mehrere) Halbleiterlichtquelle zur Erzeugung von Licht aufweist. Das Licht kann sichtbares Licht, Infrarotlicht und/oder Ultraviolett-Licht umfassen. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann eine Optik aufweisen, z.B. einen Diffusor und/oder eine Linse usw.
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Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
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Die Reflektorschale kann insbesondere mindestens eine Reflexionsoberfläche aufweisen, welche von dem Halbleiterstrahler einfallendes Licht reflektiert. Das reflektierte Licht tritt folgend durch eine Lichtaustrittsfläche aus. Das Licht des Halbleiterstrahlers kann zumeist teilweise auch ohne eine Reflexion an der Reflexionsoberfläche aus der Lichtaustrittsfläche austreten.
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Die Reflexionsoberfläche verjüngt sich typischerweise von der Lichtaustrittsfläche ausgehend in Richtung des Halbleiterstrahlers. Die Reflexionsoberfläche kann im Profil beispielsweise eine kugelartige, eine parabolische, eine hyperbolische oder eine freigeformte usw. Form aufweisen. Eine Umfangskontur der Reflexionsoberfläche im Bereich der Lichtaustrittsfläche kann z.B. rechteckig und/oder gekrümmt sein, beispielsweise quadratisch oder kreisförmig. Die Reflexionsoberfläche kann zudem die Form ihrer Umfangskontur von der Lichtaustrittsfläche in Richtung des Halbleiterstrahlers ändern, z.B. von einer zumindest im Wesentlichen rechteckigen Form an der Lichtaustrittsfläche hin zu einer runden oder ovalen Form auf der anderen Seite, z.B. an einer Basisöffnung (siehe unten).
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Die Reflektorschale kann ferner insbesondere eine Basisöffnung aufweisen, durch welche Licht des Halbleiterstrahlers in die Reflektorschale einfällt oder durch welche der Halbleiterstrahler in die Reflektorschale eingeführt ist. Die Basisöffnung kann sich insbesondere an einem unteren Bereich der Reflektorschale befinden (während die Lichtaustrittsfläche einen oberen Bereich darstellt).
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Dass der Halbleiterstrahler in Bezug auf die Reflektorschale außermittig angeordnet ist, kann insbesondere bedeuten, dass der Halbleiterstrahler in Bezug auf die Reflexionsoberfläche der Reflektorschale außermittig angeordnet ist. Eine außermittige Anordnung kann insbesondere eine Anordnung sein, bei der der Halbleiterstrahler seitlich zu einer Symmetrieachse der Reflexionsoberfläche versetzt ist. Eine außermittige Anordnung kann auch eine Anordnung sein, bei der der Halbleiterstrahler seitlich zu einer optischen Achse der Reflexionsoberfläche versetzt ist. Insbesondere mag dann eine optische Achse des Halbleiterstrahlers bezüglich der optischen Achse der Reflexionsoberfläche seitlich versetzt sein.
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Für den Fall, dass der Halbleiterstrahler mehrere Halbleiterlichtquellen aufweist, kann insbesondere ein Schwerpunkt der Halbleiterlichtquellen außermittig angeordnet sein.
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Die Reflektorschalen oder zumindest deren Reflexionsoberflächen können insbesondere gleichartig ausgebildet sein, was eine Herstellung vereinfacht.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Reflektorschale eine Basisöffnung aufweist und der Halbleiterstrahler in Bezug auf die Basisöffnung der Reflektorschale außermittig angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterstrahler von mindestens zwei Reflektorstrahlern verschiedenartig außermittig angeordnet sind. Unter einer verschiedenartig außermittigen Anordnung kann insbesondere eine Anordnung verstanden werden, bei der die Halbleiterstrahler von mindestens zwei Reflektorstrahlern eine unterschiedliche Strecke bzw. Versatz aufweisen und/oder in eine unterschiedliche Richtung außermittig angeordnet oder versetzt sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders vielfältige Einstellung des Lichtabstrahlmusters.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Halbleiterstrahler mindestens eines Reflektorstrahlers in Bezug auf die Reflektorschale mittig angeordnet ist. Es können also außermittig angeordnete und mittig angeordnete Halbleiterstrahler gemeinsam verwendet werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine noch vielfältigere Einstellung des Lichtabstrahlmusters.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Raster ein matrixförmiges Raster ist. Das matrixförmige Raster kann beispielsweise m Reihen und n Spalten von Reflektorschalen aufweisen (m × n-Raster).
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterstrahler zumindest mindestens eines bzw. einiger Reflektorstrahler in einer Richtung eines nächsten Rands des Rasters (z.B. eines Rasters einer zugehörigen Teilgruppe, wie weiter unten genauer beschrieben wird) und/oder der Rasterleuchte versetzt sind. Insbesondere können Halbleiterstrahler (nur) randnah angeordneter Reflektorstrahler in einer Richtung des nächsten Rands des Rasters versetzt sein. Dadurch kann ein Strahlkegel dieses Reflektorstrahlers in Bezug auf die Rasterleuchte stärker nach innen als nach außen gerichtet werden und folglich ein Lichtabstrahlmuster der Rasterleuchte mit einem vergleichsweise geringen Öffnungswinkel und einer hohen Leuchtdichte erzeugt werden. Ein randseitig angeordneter Reflektorstrahler kann auch ein in Bezug auf eine Teilgruppe (wie weiter unten ausgeführt) randseitig angeordneter Reflektorstrahler sein.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterstrahler zumindest mindestens eines bzw. einiger Reflektorstrahler entgegen einer Richtung eines nächsten Rands des Rasters (z.B. eines Rasters einer zugehörigen Teilgruppe, wie weiter unten genauer beschrieben wird) und/oder der Rasterleuchte versetzt sind. Insbesondere können Halbleiterstrahler randnah angeordneter Reflektorstrahler entgegen einer Richtung des nächsten Rands des Rasters versetzt sein. Dadurch kann ein Strahlkegel dieses Reflektorstrahlers in Bezug auf die Rasterleuchte stärker nach außen als nach innen gerichtet werden und folglich ein Lichtabstrahlmuster der Rasterleuchte mit einem vergleichsweise großen Öffnungswinkel und einer geringeren Leuchtdichte erzeugt werden.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Reflektorstrahler in Teilgruppen mit gemeinsam aktivierbaren Halbleiterstrahlern aufteilbar sind und die Halbleiterstrahler verschiedener Teilgruppen von Reflektorstrahlern unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken aufweisen. Dadurch können mit einer Rasterleuchte wahlweise unterschiedliche Lichtabstrahlmuster erzeugt werden.
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Dabei ist es eine Weiterbildung, dass mindestens ein Reflektorstrahler nur einer Teilgruppe angehört. Es ist noch eine Weiterbildung, dass mindestens ein Reflektorstrahler mehreren Teilgruppen angehört. Ein mehreren Teilgruppen angehöriger Reflektorstrahler mag nur einen Halbleiterstrahler aufweisen oder mag unterschiedliche Halbleiterstrahler aufweisen, die für unterschiedliche Teilgruppen aktivierbar sind.
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Insbesondere kann jede der Teilgruppen jeweils wie oben beschrieben ausgestaltet sein. Beispielsweise mögen bei einer Teilgruppe die Halbleiterstrahler von in Bezug auf diese Teilgruppe randseitig angeordneten Reflektorstrahlern in einer Richtung eines nächsten Rands des (Unter-)Rasters dieser Teilgruppe versetzt sein und bei einer anderen Teilgruppe entgegen einer Richtung eines nächsten Rands des (Unter-)Rasters dieser anderen Teilgruppe versetzt sein. Auch mögen die Halbleiterstrahler verschiedener Teilgruppen z.B. Licht unterschiedlicher Farbe ausstrahlen, um unterschiedlichen Farbanforderungen eines Nutzers zu genügen. Die Teilgruppen können sich also beispielsweise in der Abstrahlcharakteristik der Halbleiterstrahler und/oder in der Art der außermittigen Anordnung unterscheiden.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Teilgruppe von Reflektorstrahlern warm-weißes Licht abstrahlende Halbleiterstrahler aufweist und eine andere Teilgruppe von Reflektorstrahlern kalt-weißes Licht abstrahlende Halbleiterstrahler aufweist. Die Teilgruppen bzw. deren Halbleiterstrahler können insbesondere unabhängig voneinander aktiviert werden, z.B. so, dass nur kalt-weißes Licht abstrahlende Reflektorstrahler, nur warm-weißes Licht abstrahlende Reflektorstrahler oder beide Arten von weißes Licht abstrahlenden Reflektorstrahlern gemeinsam aktiviert sind.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung für eine Rasterleuchte mit einem matrixförmigen Raster, dass die Teilgruppen von Reflektorstrahlern streifenförmig angeordnet sind. Unter einer streifenförmigen Anordnung kann insbesondere eine Anordnung verstanden werden, bei der eine Teilgruppe aus einem oder mehreren Streifen (ganzen Spalten oder Zeilen) von Reflektorstrahlern aufgebaut ist.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass Streifen von Reflektorstrahlern einer gemeinsamen Teilgruppe gleichartig ausgebildet sind.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass eine Zahl von Reflektorstrahlern unterschiedlicher Teilgruppen von Reflektorstrahlern unterschiedlich sein kann. Dadurch kann ein Lichtabstrahlmuster noch flexibler eingestellt werden. So mag eine in einem (m × n)-Raster ausgestaltete Rasterleuchte eine erste matrixförmig angeordnete Teilgruppe von (m' × n') Reflektorstrahlern aufweisen und eine zweite Teilgruppe von (m'' × n'') Reflektorstrahler aufweisen, wobei rein beispielhaft m' = m'' ist, aber n' > n'' ist und ferner m = m' = m'' und n = n' + n'' gilt.
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Es ist eine bevorzugte Anwendung, dass die Rasterleuchte eine Deckenleuchte und/oder ein Deckenfluter ist bzw. einen Teil davon darstellt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt in Draufsicht eine Rasterleuchte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer matrixförmigen Anordnung von Reflektorstrahlern;
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2 zeigt die Rasterleuchte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine;
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3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Rasterleuchte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer matrixförmigen Anordnung von Reflektorstrahlern.
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1 zeigt in Draufsicht eine Rasterleuchte 1 in Form einer Deckenleuchte mit einer matrixförmigen Anordnung aus m = 12 Spalten und n = 9 Zeilen von Reflektorstrahlern 2, 3. 2 zeigt die Rasterleuchte 1 als Schnittdarstellung in Seitenansicht.
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Jeder der Reflektorstrahler 2 weist einen Halbleiterstrahler in Form einer ersten LED 4a, 4b, 4c bzw. 4d auf, und jeder der Reflektorstrahler 3 weist einen Halbleiterstrahler in Form einer zweiten LED 5a, 5b, 5c, 5d bzw. 5e. Jeder der Reflektorstrahler 2, 3 weist eine mittels der zugehörigen LED 4a–d oder 5a–e bestrahlbare, gleichartig aufgebaute Reflektorschale 6 auf. Die Reflektorschale 6 weist hier rein beispielhaft zur einfachen Beschreibung der Erfindung eine kastenförmige Grundform mit einer vorderseitigen Lichtaustrittsfläche 7 und einer rückwärtigen Basisöffnung 8 auf. Eine Innenseite der Mantelfläche stellt eine Reflexionsfläche 9 dar.
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Die LEDs 4a–d sind sämtlich außermittig in Bezug auf die jeweilige Reflektorschale 6 angeordnet, d.h., dass sie einen seitlichen Versatz in Bezug auf eine Symmetrieachse L der Reflexionsfläche 9 der Reflektorschale 6, welche gleichzeitig der optischen Achse entspricht, aufweisen. Dazu sind die LEDs 4a–d hier am Rand der Basisöffnung 8, und folglich außermittig dazu, angeordnet. Genauer gesagt sind die LEDs 4a und 4b einerseits und die LEDs 4c und 4d andererseits dahingehend verschiedenartig außermittig angeordnet, dass sie in unterschiedliche Richtungen versetzt sind. Und zwar sind die LEDs 4a und 4b nach links in Richtung des ihnen nächsten Rands Rl1 versetzt, während die LEDs 4c und 4d nach rechts in Richtung des ihnen nächsten rechten Rands Rr1 versetzt sind. Unter dem Rand Rl1 und Rr1 wird hier ein Rand der Reflektorstrahler 2 verstanden. Die Ränder der Reflektorstrahler 3 sind weiter außen angeordnet und als linker Rand Rl2 und als rechter Rand Rr2 eingezeichnet. Der linke Rand Rl2 und der rechte Rand Rr2 entsprechen hier dem Rand des Rasters beider Reflektorstrahler 2 und 3 bzw. der Rasterleuchte 1.
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Die LEDs 5a, 5b, 5d und 5e sind ebenfalls außermittig in Bezug auf die ihnen zugehörige Reflektorschale 6 angeordnet, und zwar analog zu den LEDs 4a–d so, dass die LEDs 5a, 5b, 5d und 5e in Richtung des ihnen nächsten Rands Rl2 bzw. Rr2 verschoben sind. Die mittlere LED 5c, welche einen gleichen Abstand zu beiden Rändern Rl2, Rr2 aufweist, ist hingegen mittig in Bezug auf ihre Reflektorschale 6 angeordnet.
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Die LEDs 4a–d und die LEDs 5a–e unterscheiden sich hier rein beispielhaft im Wesentlichen nur in ihrer Farbe, wobei die LEDs 4a–d warm-weiß leuchten und die LEDs 5a–e kalt-weiß leuchten. Die LEDs 4a–d und die LEDs 5a–e sind gruppenweise unabhängig voneinander aktivierbar, insbesondere einzeln oder gemeinsam. Die Reflektorstrahler 2 und 3 können folglich funktional in Teilgruppen mit jeweils gemeinsam aktivierbaren LEDs 4a–d bzw. LEDs 5a–e aufgeteilt werden. Die Teilgruppe der Reflektorstrahler 2 besteht hier aus (m = 12 × n = 4) = 48 Reflektorstrahlern 2, die den Spalten n = 2, 4, 6 und 8 entsprechen. Die Teilgruppe der Reflektorstrahler 3 besteht hier aus (m = 12 × n = 5) = 60 Reflektorstrahlern 3, die den Spalten n = 1, 3, 5, 7 und 9 entsprechen. Die Zahl der Reflektorstrahler 3 ist folglich größer als die Zahl der Reflektorstrahler 2. Die Teilgruppen sind also unabhängig voneinander aktivierbar und können somit auch unabhängig voneinander betrachtet werden
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Bei einem Betrieb der Teilgruppe der Reflektorstrahler 2 erzeugen diese, wie durch die gestrichelt eingezeichneten Konturen K der einzelnen Reflektorstrahler 2 angedeutet, aufgrund des randseitig ausgerichteten Versatzes der LEDs 4a–d einen Lichtkegel der Rasterleuchte 1, welcher eine vergleichsweise geringe Öffnung und eine hohe Helligkeit in der Mitte aufweist. So werden Bildpositionen B1 und B2 leicht außerhalb und gegenüber einem Rand Rl1 bzw. Rr1 dieser Teilgruppe im Wesentlichen nur durch eine LED 4a bzw. 4d beleuchtet, während die Mitte M durch alle vier LEDs 4a bis 4d beleuchtet wird.
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Ein ebenfalls eher schmaler Lichtkegel der Rasterleuchte 1 wird auch bei einem Betrieb der Teilgruppe der Reflektorstrahler 3 erzeugt, und folglich auch bei einem gemeinsamen Betrieb beider Arten von Reflektorstrahlern 2 und 3.
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3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Rasterleuchte 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer matrixförmigen Anordnung von Reflektorstrahlern 12 und 3. Die Rasterleuchte 11 ist ähnlich zu der Rasterleuchte 1 aufgebaut und verwendet Reflektorstrahler 12 anstelle der Reflektorstrahler 2. Die Reflektorstrahler 12 unterscheiden sich von den Reflektorstrahlern 2 dadurch, dass die inneren beiden LEDs 4b und 4c entgegen der Richtung des ihnen nächsten Rands Rl1 bzw. Rr1 dieser Teilgruppe versetzt sind und die beiden äußeren LEDs 4a und 4d mittig angeordnet sind. Dadurch wird ein breiterer Lichtkegel dieser Teilgruppe der Rasterleuchte 11 erreicht, welcher eine vergleichsweise gleichförmigere Helligkeitsverteilung erreicht. So werden die Bildpositionen B1, B2 und M hier jeweils von zwei LEDs 4a, 4b; 4b, 4c bzw. 4c, 4d beleuchtet.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So können die Reflektorschalen der Reflektorstrahler allgemein auch unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. in Abhängigkeit von dem Versatz und/oder von der Farbe oder Helligkeit des zugehörigen Halbleiterstrahlers.
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Auch mögen alternativ z.B. einige oder alle Reflektrostrahler beiden Teilgruppen angehören und mögen dazu z.B. sowohl warm-weiße als auch kalt-weiße LEDs aufweisen, ggf. mit einem unterschiedlichen Versatz.
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Auch mögen die Reflektorstrahler der Teilgruppen nicht in einem matrixartigen Raster angeordnet sein, sondern z.B. kreuzförmig usw.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rasterleuchte
- 2
- Reflektorstrahler
- 3
- Reflektorstrahler
- 4a
- erster Halbleiterstrahler
- 4b
- erster Halbleiterstrahler
- 4c
- erster Halbleiterstrahler
- 4d
- erster Halbleiterstrahler
- 5a
- zweiter Halbleiterstrahler
- 5b
- zweiter Halbleiterstrahler
- 5c
- zweiter Halbleiterstrahler
- 5d
- zweiter Halbleiterstrahler
- 5e
- zweiter Halbleiterstrahler
- 6
- Reflektorschale
- 7
- Lichtaustrittsfläche
- 8
- Basisöffnung
- 9
- Reflexionsfläche
- 11
- Rasterleuchte
- 12
- Reflektorstrahler
- K
- Kontur
- L
- Symmetrieachse
- M
- Mitte
- m
- Reihenzahl
- n
- Spaltenzahl
- B1
- Bildposition
- B2
- Bildposition
- Rl
- Rand der Rasterleuchte
- Rl1
- linker Rand der Teilgruppe der Reflektorstrahler 2
- Rl1
- rechter Rand der Teilgruppe der Reflektorstrahler 2
- Rr
- Rand der Rasterleuchte
- Rr1
- linker Rand der Teilgruppe der Reflektorstrahler 3
- Rr1
- rechter Rand der Teilgruppe der Reflektorstrahler 3