DE102012211747A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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DE102012211747A1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (31), die eine bessere Ausleuchtung eines Zielbereichs (23), der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung (31) befindet, ermöglicht. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung (31) weist mindestens eine Lichtquelle (35) und einen Lichtleiter (32) auf, der aus einem optisch transparenten Material gebildet ist. Der Lichtleiter (32) weist eine Längserstreckung, eine erste Begrenzungsfläche, eine zweite Begrenzungsfläche und mindestens eine die erste und die zweite Begrenzungsfläche verbindende Stirnseite auf, die den Lichtleiter (32) an einem Ende seiner Längserstreckung begrenzt. Die mindestens eine Lichtquelle (35) ist an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters (32) angeordnet zum Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter (32) in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters (32). Die erste Begrenzungsfläche weist eine Strukturierung auf, wobei die Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche durch mindestens ein erstes Strukturelement (34) gebildet ist, welches dazu ausgebildet ist an der Stirnseite des Lichtleiters (32) eingekoppeltes Licht zu leiten und zu reflektieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Um einen Zielbereich auszuleuchten, der nicht axial unter einer Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, sind aus dem Stand der Technik Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, die asymmetrische Reflektoren oder Linsen einsetzen, um eine sogenannte Batwing-Leuchtdichteverteilung zu erzeugen.
  • Nachteilig bei derartigen Reflektoren oder Linsen ist, dass sie sehr spezifisch auf die Leuchtmittel angepasst werden müssen. Insbesondere werden bei LED-Beleuchtungen ein Reflektor bzw. eine Linse pro LED benötigt. Des Weiteren werden mit solchen Konfigurationen in Verbindung mit leuchtstarken LEDs oft Mehrfachschatten im Zielbereich erzeugt, wenn Gegenstände zwischen Leuchte und Zielbereich eingebracht werden. Beispielsweise werden mehrere Dutzend LEDs zur Erzeugung der erforderlichen Beleuchtungsstärke als Bürobeleuchtung benötigt, die in der erforderlichen linearen Anordnung deutlich wahrnehmbare, störende Mehrfachschatten erzeugen, die für Bürobeleuchtungen nicht akzeptabel sind.
  • Darstellung der Erfindung
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine bessere und weniger aufwendige Ausleuchtung eines Zielbereichs, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle und einen Lichtleiter, der aus einem optisch transparenten Material gebildet ist. Der Lichtleiter weist eine Längserstreckung, eine erste Begrenzungsfläche, eine zweite Begrenzungsfläche und mindestens eine die erste und die zweite Begrenzungsfläche verbindende Stirnseite auf, die den Lichtleiter an einem Ende seiner Längserstreckung begrenzt. Die mindestens eine Lichtquelle ist zum Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters angeordnet. Die erste Begrenzungsfläche weist eine Strukturierung auf, wobei die Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche durch mindestens ein erstes Strukturelement gebildet ist. Dieses ist dazu ausgebildet, an der Stirnseite des Lichtleiters eingekoppeltes Licht zu leiten und zu reflektieren. Insbesondere kann der Lichtleiter flächig ausgebildet sein, wobei seine Längserstreckung sowie eine erste dazu senkrechte Quererstreckung jeweils wesentlich größer sind als eine zweite, zur Längs- und ersten Quererstreckung senkrechte Quererstreckung des Lichtleiters. Durch eine entsprechende Ausbildung des Strukturelements kann das Licht in die gewünschte Richtung ausgekoppelt werden.
  • Somit ist es durch eine Ausbildung des Lichtleiters mit einer Strukturierung möglich, einen Zielbereich, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, auszuleuchten. Weiterhin kann durch die seitliche Einkopplung der mindestens einen Lichtquelle eine sehr homogene Ausleuchtung des Zielbereichs ohne Mehrfachschatten erreicht werden. Des Weiteren sind für die Anordnung der Lichtquelle an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters keine besonderen Aufnahmegeometrien nötig, was eine Lichteinkopplung enorm vereinfacht. Außerdem kann so das Licht von mehreren Lichtquellen gleichzeitig sehr einfach eingekoppelt werden. Die Anzahl der Lichtquellen kann dabei auf die gewünschte Beleuchtungsstärke abgestimmt werden. Weiterhin wird für die Verwendung von mehreren Lichtquellen nur eine Optik benötigt, wodurch die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Darüber hinaus ist es möglich, die Erzeugung von Mehrfachschatten zu vermeiden, da durch den Lichtleiter und dessen Strukturierung das Licht gemischt wird, so dass bei einer Einkopplung einer oder mehrerer Lichtquellen, diese nicht mehr als Einzelleuchten wahrgenommen werden. Somit wird eine deutlich bessere Ausleuchtung eines Zielbereichs, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, erreicht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungsvorrichtung ein Reflektorelement auf, das in einem Abstand zur Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche angeordnet ist, um Licht, das aus der ersten Begrenzungsfläche über die Strukturierung austritt, in Richtung des Lichtleiters zu reflektieren. Insbesondere ist das Reflektorelement aus einem reflektierenden Material gebildet. Somit kann Licht, das aus der ersten Begrenzungsfläche des Lichtleiters austritt, wieder in den Lichtleiter eingekoppelt werden. Dadurch verringern sich die Strahlungsverluste, und die Beleuchtungsstärke auf dem zu beleuchtenden Zielbereich, der sich vorzugsweise auf der Seite der zweiten Begrenzungsfläche des Lichtleiters befindet, kann erhöht werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das mindestens eine erste Strukturelement eine Längserstreckung auf. Insbesondere ist die Längserstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements größer als eine Quererstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements.
  • Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine erste Strukturelement in Richtung seiner Längserstreckung quer, insbesondere senkrecht, zur Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Richtung der Längserstreckung des ersten Strukturelements quer, insbesondere senkrecht zur Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters angeordnet.
  • Darüber hinaus kann das mindestens eine erste Strukturelement zylinderförmig ausgebildet sein. Unter Zylinderform wird dabei verstanden, dass die Grund- und die Deckfläche des Zylinders beliebig geformt sein können, also nicht zwingend kreisförmig, elliptisch oder mit einer ähnlichen Rundung geformt sein müssen. Insbesondere ist es jedoch vorteilhaft das mindestens eine Strukturelement als Zylinderschnitt eines Zylinders auszubilden, der eine Grundfläche mit einer Rundung aufweist, insbesondere eine elliptische Grundfläche. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des mindestens einen Strukturelements und somit des Lichtleiters.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Strukturelement in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine asymmetrische Form auf. So kann vor allem die der mindestens einen Lichtquelle zugewandte Seite des mindestens einen Strukturelements so ausgebildet sein, dass sie die seitlich einfallenden Lichtstrahlen mit dem gewünschten Ablenkwinkel reflektiert.
  • Überdies kann das Strukturelement in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine dreieckige Form aufweisen. Diese dreieckige Form kann ebenfalls asymmetrisch sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die der Lichtquelle zugewandte Flanke flacher ausgebildet ist als die der Lichtquelle abgewandte Flanke um eine möglichst gute Lichtleitung und Lichtreflexion zu gewährleisten. Des Weiteren kann entsprechend der Ausbildung der Flanken die Entfernung des auszuleuchtenden Zielbereichs zur Achse der Beleuchtungsvorrichtung variiert werden.
  • Weiterhin weist die Strukturierung einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mindestens ein weiteres Strukturelement auf, dessen Längserstreckung parallel zur Längserstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements ist.
  • Das mindestens eine weitere Strukturelement kann zylinderförmig ausgebildet sein. Insbesondere stehen für die Ausgestaltung des mindestens einen weiteren Strukturelements dieselben Möglichkeiten zur Verfügung, wie bei der Ausgestaltung des mindestens einen ersten Strukturelements.
  • Vorteilhafterweise kann die Strukturierung des Lichtleiters periodisch sein. Insbesondere kann diese Periodizität dadurch gegeben sein, dass alle Strukturelemente in ihrer Form gleich ausgebildet und parallel angeordnet sind. Durch die Variation der Anzahl und der Ausbildung der Strukturelemente kann die Ausleuchtung eines Zielbereichs optimiert werden. Auch wird durch eine Vielzahl von Strukturelementen und deren periodische Anordnung eine bessere Lichtmischung im Lichtleiter ermöglicht, wodurch eine besonders homogene Ausleuchtung des Zielbereichs erreicht werden kann. Außerdem werden durch diese Lichtmischung umso besser Mehrfachschatten vermieden, die bei Beleuchtungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik auftreten können, wenn Gegenstände zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dem Zielbereich eingebracht werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung einen den Lichtleiter zumindest zum Teil einschließenden Reflektor aufweisen. Insbesondere kann der Reflektor an den die erste und die zweite Begrenzungsfläche des Lichtleiters verbindenden Seitenflächen kontaktierend und/oder nicht kontaktierend angeordnet und dazu ausgebildet sein, das aus diesen Seitenflächen austretende Licht zu reflektieren, wieder in den Lichtleiter einzukoppeln und/oder auf den auszuleuchtenden Zielbereich zu lenken. Durch eine derartige Einbettung des Lichtleiters in einen Reflektor können Strahlungsverluste verringert und die laterale Homogenität gesteigert werden. Vorzugsweise können der Reflektor, der an den Seitenflächen des Lichtleiters angeordnet ist, und das Reflektorelement, das in einem Abstand zur Strukturierung angeordnet ist, einstückig als ein Reflektor ausgebildet sein.
  • Der Lichtleiter kann mindestens zum Teil aus Glas sein und/oder mindestens zum Teil aus Kunststoff. Vorteilhafterweise kann die mindestens eine Lichtquelle eine LED sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 eine schematische Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung auf einem Zielbereich gemäß dem Stand der Technik;
  • 3a eine Büroleuchte mit asymmetrischen Linsen gemäß dem Stand der Technik;
  • 3b Mehrfachschatten bei einer Ausleuchtung einer Zielfläche gemäß dem Stand der Technik;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung der Lichtleitung und Reflexion einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung der außeraxialen Beleuchtung eines Zielbereichs mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 8 eine Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung einer Beleuchtungsvorrichtung auf einem Zielbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 9 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einem Reflektor.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Insbesondere ist eine Bürostandleuchte 21 mit einer zentralen Leuchtenachse 22 abgebildet, die an einer Seite bündig an einem Zielbereich 23, insbesondere an einem Schreibtisch, mit einer zentralen Achse angeordnet ist und somit nicht axial über dem Zentrum des Zielbereichs 23 ausgerichtet ist. Als Folge wird bei herkömmlichen Bürostandleuchten 21 der Zielbereich 23 nicht homogen ausgeleuchtet und die Beleuchtungsstärke ist auf dem Zielbereich 23 axial unter der Leuchte am stärksten und zum Rand hin stark abfallend, wie in 2 zu sehen ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung auf einem Zielbereich 23 gemäß dem Stand der Technik. Diese Beleuchtungsstärkeverteilung entspricht dabei der Verteilung auf einem Zielbereich 23 einer Anordnung, wie sie in 1 zu sehen ist. Die x- und y-Koordinaten in 2 entsprechen dabei dem in 1 eingezeichneten Koordinatensystem, wobei sich der Ursprung des Koordinatensystems im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 befindet. Dabei ist ein Bereich 24 mit maximaler Beleuchtungsstärke zu erkennen, der sich entsprechend 1 axial unter der Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere der Bürostandleuchte 21, befindet und nicht im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23. Die dargestellten weiteren Bereiche in 2 entsprechen dabei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. Es ist zu erkennen, dass der Zielbereich 23 sehr inhomogen ausgeleuchtet wird, da die Beleuchtungsstärke zum Rand des Zielbereichs 23 hin sehr schnell abnimmt. Insbesondere ist somit, je nach Größe der Leuchte, lediglich ein Teilbereich des Zielbereichs 23 ausgeleuchtet.
  • 3a zeigt eine Büroleuchte 25 mit asymmetrischen Linsen 26 gemäß dem Stand der Technik. Mit einer derartigen Büroleuchte 25 kann ein außeraxial angeordneter Zielbereich 23 ausgeleuchtet werden. Jedoch ist hierfür eine Linse 26 pro LED erforderlich, die darüber hinaus sehr spezifisch und aufwendig auf die LED angepasst werden muss. Ein Weiterer Nachteil ist die störende Erzeugung von Mehrfachschatten 27, sobald ein Gegenstand zwischen die Büroleuchte 25 und dem Zielbereich eingebracht wird, wie in 3b dargestellt ist.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 31. Das Ausführungsbeispiel weist einen Lichtleiter 32 mit einer Strukturierung an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters auf, insbesondere an seiner Oberseite. Seitlich, an einer Stirnseite des Lichtleiters, ist eine Lichtquelle 35 angeordnet, insbesondere eine LED. Die Strukturierung ist dabei aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 gebildet, die vorzugsweise als Zylinderschnitte von Zylindern mit runder Grundfläche ausgebildet sind. Dabei können die Strukturelemente 34 in einem Querschnitt entlang der Längserstreckung des Lichtleiters 32 asymmetrisch ausgebildet sein. Des Weiteren sind die Strukturelemente 34 in diesem Ausführungsbeispiel periodisch angeordnet, insbesondere bilden sie durch ihre identische Formgebung und parallele Anordnung (vgl. 5) eine periodische Strukturierung des Lichtleiters 32. Alternativ können die Strukturelemente 34 auch als Prismen ausgebildet sein, insbesondere als Dreiecksprismen, wobei die Flanken eines Dreiecksprismas vorzugsweise unterschiedlich stark geneigt sind. Optional können sich die Strukturelemente 34 in ihrer Größe und/oder Formgebung auch untereinander unterscheiden. Durch die Strukturierung des Lichtleiters 32 ist es möglich, das durch den Lichtleiter 32 geleitete Licht durch Reflexion an den Strukturelementen 34 in gewünschter Richtung aus dem Lichtleiter, insbesondere aus seiner zweiten Begrenzungsfläche, der Unterseite, auszukoppeln. Durch die Variationsmöglichkeiten bei der Ausbildung der Strukturelemente 34 in ihrer Formgebung, in der Neigung ihrer Flanken, in ihrer Größe und in ihrer Anzahl stehen somit viele Möglichkeiten bereit, um einen Zielbereich 23 optimal auszuleuchten. Oberhalb des Lichtleiters 32 ist in einem Abstand zur Strukturierung des Lichtleiters 32 ein Reflektorelement 36 angeordnet, um Licht, das an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, insbesondere der Oberseite des Lichtleiters 32, austritt wieder in Richtung des Lichtleiters 32 zu reflektieren und somit wieder in den Lichtleiter 32 einzukoppeln. Dadurch verringern sich die Strahlungsverluste und die Beleuchtungsstärke auf dem zu beleuchtenden Zielbereich 23 unterhalb des Lichtleiters 32 kann erhöht werden.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abgebildet ist hierbei der Lichtleiter 32, der eine Strukturierung aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 aufweist. Die Strukturelemente 34 sind dabei in ihrer Längserstreckungsrichtung quer, insbesondere orthogonal, zur Längserstreckungsrichtung des Lichtleiters 32 ausgebildet. Des Weiteren sind sie parallel zueinander angeordnet und bilden vorzugsweise eine periodische Strukturierung. Seitlich, an einer Stirnseite des Lichtleiters 32, ist eine Vielzahl von Lichtquellen 35, insbesondere LEDs, angeordnet. Die Anzahl der Lichtquellen 35 kann dabei auf die gewünschte Beleuchtungsstärke abgestimmt werden. Das Licht der Lichtquellen 35 kann an der Stirnseite des Lichtleiters 32 eingekoppelt werden, ohne dass dafür besondere Aufnahmegeometrien, wie dies bei asymmetrischen Batwing-Reflektoren oder -Linsen 26 der Fall ist, erforderlich sind. Da für alle Lichtquellen 35 eine gemeinsame Optik zur Lichtleitung und Reflexion verwendet werden kann und das Licht der Lichtquellen 35 durch diese Optik, insbesondere den Lichtleiter 32 mit der Strukturierung, gemischt werden kann, werden unerwünschte Mehrfachschatten vermieden und die Lichtquellen 35 werden nicht als Einzelleuten wahrgenommen. Zur Reduzierung von Strahlungsverlusten kann auch hier ein Reflektorelement 36 in einem Abstand zum Lichtleiter 32 auf der Seite einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, die der Begrenzungsfläche auf der Seite des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 gegenüber liegt, angeordnet sein.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung der Lichtleitung und Reflexion einer Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abgebildet sind dabei ein Lichtleiter 32 und eine an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 angeordnete Lichtquelle 35, insbesondere eine LED, die Licht im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters 32 emittiert. Der Lichtleiter 32 weist eine Strukturierung auf, die aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 gebildet ist. Deutlich zu sehen ist, wie das Licht besonders an den Strukturelementen 34 reflektiert wird, und zwar so, dass das Licht den Lichtleiter 32 in einer Vorzugsrichtung verlässt, die nicht in Richtung der zentralen Achse des Lichtleiters 32 liegt (vgl. 7). Ebenfalls abgebildet ist ein Reflektorelement 36 in einem Abstand zum Lichtleiter 32 auf der Seite der Strukturierung des Lichtleiters 32, so dass Licht, das den Lichtleiter 32 nicht in Richtung des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 verlässt, sondern auf der entgegengesetzten Seite, wieder durch Reflexion am Reflektorelement 36 in den Lichtleiter 32 einkoppelbar ist.
  • In 7 ist die außeraxiale Beleuchtung eines Zielbereichs 23 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist die Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel als Bürostandleuchte abgebildet, die an einer Seite bündig an einem Zielbereich 23, insbesondere an einem Schreibtisch, mit einer zentralen Achse angeordnet ist und somit nicht axial über dem Zentrum des Zielbereichs 23 ausgerichtet ist. Durch entsprechende Ausbildung des Lichtleiters 32 mit einer Strukturierung an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, insbesondere seiner Oberseite, ist es möglich, das Licht mindestens einer Lichtquelle 35, das an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 einkoppelbar ist, derart zu leiten und zu reflektieren, dass es den Lichtleiter 32 durch eine weitere Begrenzungsfläche, insbesondere seiner Unterseite, in Richtung einer zentralen Achse des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 verlässt. Somit ist durch eine Seiteneinkopplung von Licht in den Lichtleiter 32 bei beispielsweise oberseitig am Lichtleiter 32 angebrachten, lateral ausgedehnten Auskopplungsstrukturen, insbesondere zylindrischen Rillen, eine homogene Ausleuchtung des Zielbereichs 23 bei außeraxialer Anbringung der Beleuchtungsvorrichtung 31 möglich.
  • In 8 ist eine Beleuchtungsstärkeverteilung einer Beleuchtungsvorrichtung 31 auf einem Zielbereich 23 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die unterschiedlichen Bereiche entsprechen dabei wieder unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. Der ausgeleuchtete Zielbereich 23 entspricht beispielsweise einer Schreibtischfläche gemäß der Anordnung in 7. Die x- und y-Koordinaten in 8 entsprechen dabei dem Koordinatensystem aus 7, dessen Ursprung sich im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 befindet. Die Bereiche 24 maximaler Beleuchtungsstärke erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel nahezu über den gesamten auszuleuchtenden Zielbereich 23 im Gegensatz zur Beleuchtungsstärkeverteilung gemäß dem Stand der Technik in 2. Des Weiteren ist in 8 deutlich zu erkennen, dass die Beleuchtungsstärke zum Rand des Zielbereichs 23 hin wesentlich weniger stark abnimmt als in 2. Somit wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusätzlich eine deutliche Steigerung in der Homogenität der Ausleuchtung eines Zielbereichs 23 erzielt.
  • 9 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 31 mit einem Reflektor 37. Die Beleuchtungsvorrichtung 31 weist einen Lichtleiter 32 mit einer Strukturierung und mindestens eine Lichtquelle 35, insbesondere eine LED, auf, die an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 angeordnet ist um Licht seitlich in den Lichtleiter 32 einzukoppeln. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 32 von einem Reflektor 37 umgeben. Der Reflektor 37 weist dabei eine Öffnung in Richtung des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 auf, währenddessen er zu allen anderen Seiten hin das aus diesen Seitenflächen des Lichtleiters 32 austretende Licht reflektiert und auf den auszuleuchtenden Zielbereich 23 lenkt oder wieder in den Lichtleiter 32 einkoppelt. Durch eine derartige Einbettung des Lichtleiters 32 in einen Reflektor 37 können Strahlungsverluste verringert und die laterale Homogenität gesteigert werden. Insbesondere kann der Reflektor auch nur an den die erste und die zweite Begrenzungsfläche des Lichtleiters verbindenden Seitenflächen kontaktierend und/oder nicht kontaktierend angeordnet sein und/oder einstückig mit dem Reflektorelement, das in einem Abstand zur Strukturierung des Lichtleiters angeordnet ist, ausgebildet sein. Typische Ausführungsgeometrien sind dabei z. B. eine Reflektor-Querschnitts-fläche von ca. 100 × 130 mm2 bei einer Leuchtenfläche von ca. 100 × 700 mm2, einem Zielbereich 23 von ca. 1000 × 2000 mm2 und einem Abstand zwischen Leuchte und Zielbereich 23 von ca. 1000 mm.
  • Insgesamt wird so eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen mit der eine homogene Ausleuchtung bei nicht koaxialer Anordnung von Leuchte und Zielbereich erzielt werden kann. Mittels eines Lichtleiters mit lateral ausgedehnten Strukturen mit bevorzugt asymmetrischem Querschnitt auf der Oberseite kann seitlich in den Lichtleiter eingekoppeltes Licht mit dem gewünschten Ablenkwinkel reflektiert werden. Zur Einkopplung des Lichts sind keine besonderen Aufnahmegeometrien erforderlich und es werden keine Mehrfachschatten erzeugt, auch nicht bei der Verwendung mehrerer Lichtquellen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige, besonders homogene und qualitativ verbesserte Ausleuchtung eines Zielbereichs.

Claims (14)

  1. Beleuchtungsvorrichtung (31), aufweisend mindestens eine Lichtquelle (35) und einen Lichtleiter (32), der aus einem optisch transparenten Material gebildet ist, wobei der Lichtleiter (32) eine Längserstreckung, eine erste Begrenzungsfläche, eine zweite Begrenzungsfläche und mindestens eine die erste und die zweite Begrenzungsfläche verbindende Stirnseite aufweist, die den Lichtleiter (32) an einem Ende seiner Längserstreckung begrenzt, und wobei die mindestens eine Lichtquelle (35) an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters (32) angeordnet ist zum Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter (32) in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters (32), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Begrenzungsfläche eine Strukturierung aufweist, wobei die Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche durch mindestens ein erstes Strukturelement (34) gebildet ist, welches dazu ausgebildet ist an der Stirnseite des Lichtleiters (32) eingekoppeltes Licht zu leiten und zu reflektieren.
  2. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (31) ein Reflektorelement (36) aufweist, das in einem Abstand zur Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche angeordnet ist um Licht, das aus der ersten Begrenzungsfläche über die Strukturierung austritt, in Richtung des Lichtleiters (32) zu reflektieren.
  3. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strukturelement (34) eine Längserstreckung aufweist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Längserstreckung des ersten Strukturelements (34) quer, insbesondere senkrecht zur Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters (32) angeordnet ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Strukturelement (34) zylinderförmig ausgebildet ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement (34) in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine asymmetrische Form aufweist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement (34) in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine dreieckige Form aufweist.
  8. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach Anspruch einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung mindestens ein weiteres Strukturelement (34) aufweist, dessen Längserstreckung parallel zur Längserstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements (34) ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine weitere Strukturelement (34) zylinderförmig ausgebildet ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung periodisch ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (31) einen den Lichtleiter (32) zumindest zum Teil einschließenden Reflektor (37) aufweist.
  12. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (32) mindestens zum Teil aus Glas ist.
  13. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (32) mindestens zum Teil aus Kunststoff ist.
  14. Beleuchtungsvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das die mindestens eine Lichtquelle (35) eine LED ist.
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