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Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit Rasterelementen und LED-Lichtquellen.
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Aus dem Stand der Technik sind derartige Leuchten bekannt, bei denen die Rasterelemente durch topfartige Reflektoren gebildet sind. Die Rasterelemente sind dabei entweder in einer Längsrichtung in einer Reihe angeordnet oder aber matrixartig, so dass ein entsprechendes Rasterfeld gebildet ist. Das von den LED-Lichtquellen erzeugte Licht wird über diese Rasterelemente von der Leuchte abgegeben.
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In 4 ist in einem Querschnitt beispielhaft der prinzipielle Aufbau einer derartigen Leuchte mit vier Rasterelementen 100 skizziert. Die Leuchte ist als Deckenleuchte gestaltet und durch die Rasterelemente 100 ist dementsprechend eine Lichtabstrahlrichtung R festgelegt, die hier senkrecht nach unten weist. Die Rasterelemente 100 sind topfförmig gestaltet und weisen jeweils eine in Lichtabstrahlrichtung R bzw. nach unten weisende Lichtaustrittsöffnung 200 auf und auf der gegenüberliegenden Seite bzw. oben einen Bodenbereich 250, an dem jeweils eine der LED-Lichtquellen 300 angeordnet ist. Dabei ergibt sich das Problem, dass durch die LED-Lichtquellen 300 quasi punktförmige Lichtquellen mit sehr hohen Leuchtdichten gebildet sind, die von einem Betrachter – bei entsprechender Blickrichtung von unten bzw. schräg unten – als sehr helle Einzelpunkte wahrgenommen werden. Dies wird in der Regel als unangenehm blendend empfunden. Auch Licht einer LED-Lichtquelle, das an dem betreffenden Rasterelement reflektiert wird, kann zu einer unangenehmen Blendung führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende verbesserte Leuchte anzugeben; insbesondere soll mit der Leuchte eine reduzierte potenzielle Blendwirkung erzielbar sein.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit dem in dem unabhängigen Anspruch genannten Gegenstand gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist eine Leuchte vorgesehen, die mehrere, in einer Ebene angeordnete, reflektierend gestaltete Rasterelemente aufweist, wobei durch die Rasterelemente eine Lichtabstrahlrichtung festgelegt ist. Weiterhin weist die Leuchte mehrere LED-Lichtquellen auf, wobei jede der LED-Lichtquellen zur Erzeugung eines Lichts vorgesehen ist und dabei die Leuchte so ausgestaltet ist, dass das Licht zumindest teilweise wenigstens eines der Rasterelemente in der Lichtabstrahlrichtung verlässt. Dabei ist jede der LED-Lichtquellen derart ausgerichtet angeordnet, dass sie das von ihr erzeugte Licht in einen Halbraum abgibt, der der Lichtabstrahlrichtung abgewandt ist.
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Durch diese Orientierung der LED-Lichtquellen lässt sich eine potenzielle Blendung eines Betrachters praktisch ausschließen.
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Vorzugsweise sind dabei die Rasterelemente jeweils topfförmig um eine, parallel zu der Lichtabstrahlrichtung verlaufende Hauptachse herum gestaltet. Durch eine topfförmige Gestaltung der Rasterelemente lässt sich eine besonders geeignete Lichtlenkung durch die Rasterelemente erzielen.
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Vorzugsweise weist die Leuchte weiterhin ein optisches Element mit einem zumindest teilweise reflektierenden Oberflächenbereich auf, wobei die Leuchte so gestaltet ist, dass jeweils das von jeder der LED-Lichtquellen erzeugte Licht zumindest teilweise an dem Oberflächenbereich reflektiert wird und anschließend in wenigstens eines der Rasterelemente einfällt. Durch die Reflexion des Lichts an dem Oberflächenbereich lässt sich eine Reduzierung der Intensität erzielen. Zudem wird die „punktförmige“ Lichterscheinung der LED-Lichtquelle auf dem Oberflächenbereich vergrößert. Außerdem lässt sich das Licht jeder LED-Lichtquelle durch das optische Element besonders effizient in das wenigstens eine Rasterelement lenken.
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Vorzugsweise erstreckt sich dabei der Oberflächenbereich des optischen Elements zumindest in erster Näherung parallel zu der Ebene. Hierdurch lässt sich eine besonders geeignete Umlenkung des Lichts in die Rasterelemente erzielen. Außerdem lässt sich auf diese Weise die Leuchte mit besonders geringen Abmessungen parallel zu der Lichtabstrahlrichtung bzw. besonders flach gestalten.
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Vorzugsweise ist der Oberflächenbereich des optischen Elements strukturiert, insbesondere derart, dass er diffus streuend wirkt. Auf diese Weise lassen sich die Leuchtdichten besonders effizient reduzieren.
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Vorzugsweise weist der Oberflächenbereich des optischen Elements mehrere Reflektorflächen auf, die insbesondere gekrümmt geformt sind.
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Vorzugsweise ist das optische Element derart teillichtdurchlässig gestaltet, dass jeweils das von jeder der LED-Lichtquellen erzeugte Licht teilweise das optische Element durchsetzt. Auf diese Weise lässt sich mit der Leuchte eine besonders geeignete indirekte Beleuchtung erzeugen, insbesondere, wenn die Leuchte als Pendelleuchte oder Stehleuchte gestaltet ist.
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Herstellungstechnisch vorteilhaft ist das optische Element durch eine Folie gebildet.
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Vorzugsweise sind die LED-Lichtquellen zwischen den Rasterelementen angeordnet. Auf diese Weise lässt sich erzielen, dass diejenigen Bereiche, an denen sich besonders hohe Leuchtdichten ergeben, also kleine „Umgebungen“ der LED-Lichtquellen, besonders weit von denjenigen Stellen entfernt sind, an denen das Licht in die Rasterelemente eintritt, also von den „Bodenbereichen“ der Rasterelemente.
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Vorzugsweise weisen die LED-Lichtquellen jeweils ein primäroptisches Element auf, beispielsweise in Form einer Linse oder eines Reflektors. Hierdurch lässt sich die Lichtlenkung zwischen den LED-Lichtquellen und den Rasterelementen besonders geeignet beeinflussen. Vorzugsweise ist dabei das primäroptische Element ein Strahlteiler oder umfasst einen Strahlteiler.
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Vorzugsweise weist jedes der Rasterelemente eine, in die Lichtabstrahlrichtung weisende Lichtaustrittsöffnung und auf der gegenüberliegenden Seite eine Lichteintrittsöffnung auf, wobei in der Lichteintrittsöffnung ein optisch wirksames Element angeordnet ist. Durch dieses optisch wirksame Element lässt sich eine nochmals vergrößerte leuchtende Fläche erzielen; insbesondere lässt sich hierdurch das Licht geeignet auf die die gesamte Lichteintrittsöffnung verteilen. Vorzugsweise umfasst hierzu das optisch wirksame Element eine Linse, eine Folie oder eine Prismenplatte. Das optisch wirksame Element kann dabei vorteilhaft diffus oder klar gestaltet sein.
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Vorzugsweise sind die optisch wirksamen Elemente der Rasterelemente unterschiedlich gestaltet; zum Beispiel können sie in einem Randgebiet der Rasterelemente eine breiter streuende Wirkung aufweisen, als in einem mittleren Gebiet der Rasterelemente. Hierdurch lässt sich beispielsweise eine Kombination aus diffusem direktem Licht und gerichtetem, entblendetem direktem Licht realisieren. Durch unterschiedlich gestaltete optisch wirksame Elemente lässt sich auch Einfluss auf die Lichtmengen nehmen, die jedem der Rasterelemente zugeführt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Querschnitt-Skizze zu einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte,
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2 eine entsprechende Skizze zu einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 Skizzen zu unterschiedlichen Formgestaltungen der Rasterelemente und
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4 eine Querschnitt-Skizze, die einen Aufbau einer Rasterleuchte gemäß dem Stand der Technik prinzipiell zeigt.
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1 zeigt eine Querschnitt-Skizze zu einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte. Die Leuchte weist mehrere, in einer Ebene E angeordnete, reflektierend gestaltete Rasterelemente 1 auf, wobei durch die Rasterelemente 1 eine Lichtabstrahlrichtung R festgelegt ist. Die Leuchte kann beispielsweise dafür vorgesehen sein, zum Betrieb derart ausgerichtet zu werden, dass sich die Ebene E horizontal erstreckt und die Lichtabstrahlrichtung R senkrecht nach unten weist. Die Leuchte kann beispielsweise als Deckenleuchte oder als Pendelleuchte oder als Stehleuchte gestaltet sein. In der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber von einer solchen horizontalen Ausrichtung der Leuchte ausgegangen. Allerdings eignet sich die Leuchte grundsätzlich auch für eine anderweitige Ausrichtung gegenüber der Vertikalen. In einem solchen Fall sind die betreffenden Richtungsangaben entsprechend umzudeuten.
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Die Rasterelemente 1 können beispielsweise derart angeordnet sein, dass sie sich in einer Reihe erstrecken oder dass sie matrixartig angeordnet sind, so dass sie ein Feld von Rasterelementen bilden, das sich in der Ebene E erstreckt.
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Die Rasterelemente 1 können, müssen aber nicht alle baugleich ausgeführt sein. Vorzugsweise sind die Rasterelemente 1 jeweils topfförmig um eine, parallel zu der Lichtabstrahlrichtung R verlaufende Hauptachse A herum gestaltet. Die Rasterelemente 1 können dabei in einem Schnitt parallel zu der Lichtabstrahlrichtung R bzw. der Hauptachse A eine grundsätzlich beliebige Kontur bzw. eine Form aufweisen; insbesondere können die Rasterelemente 1 Seitenwände aufweisen, die gerade oder gerundet, beispielsweis S-förmig gestaltet sind. In 3 sind unterschiedliche mögliche Ausführungen skizziert. In der obersten Reihe sind Rasterelemente skizziert, die U-förmig gestaltet sind, in der mittleren Reihe topfförmige Rasterelemente, die in einem Querschnitt normal zu der Lichtabstrahlrichtung R rechteckig, insbesondere quadratisch geformt sind und in der unteren Reihe topfförmige Rasterelemente, die rotationssymmetrisch um die Hauptachse A herum gestaltet sind, insbesondere glockenförmig.
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Weiterhin weist die Leuchte mehrere LED-Lichtquellen 3 auf, wobei jede der LED-Lichtquellen 3 zur Erzeugung eines Lichts vorgesehen ist und dabei die Leuchte so ausgestaltet ist, dass das Licht zumindest teilweise wenigstens eines der Rasterelemente 1 in der Lichtabstrahlrichtung R verlässt.
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Jede der LED-Lichtquellen 3 ist derart ausgerichtet angeordnet, dass sie das von ihr erzeugte Licht – wie in 1 skizziert angedeutet – in einen Halbraum H abgibt, der der Lichtabstrahlrichtung R abgewandt ist. Wenn die Leuchte also, wie oben angegeben, so ausgerichtet ist, dass die Lichtabstrahlrichtung R senkrecht nach unten weist, wird das Licht dementsprechend in den oberen Halbraum abgegeben. Jede der LED-Lichtquellen 3 kann eine Platine 31 aufweisen, die zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, wobei auf einem nach oben weisenden Oberflächenbereich der Platine 31 wenigstens eine LED 32 der LED-Lichtquelle 3 angeordnet ist.
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Durch diese Ausrichtung und Gestaltung der LED-Lichtquellen 3 lässt sich vermeiden, dass ein Betrachter der Leuchte, der von unten oder schräg unten auf die Rasterelemente 1 blickt direkt in LEDs blickt und so geblendet wird.
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Beim Ausführungsbeispiel weist die Leuchte weiterhin ein optisches Element 4 mit einem zumindest teilweise reflektierenden Oberflächenbereich 41 auf. Dabei ist die Leuchte so gestaltet, dass jeweils das von jeder der LED-Lichtquellen 3 erzeugte Licht zumindest teilweise an dem Oberflächenbereich 41 reflektiert wird und anschließend in wenigstens eines der Rasterelemente 1 einfällt. Durch das optische Element 4 lassen sich in einem ersten Schritt die Leuchtdichten der quasi punktförmigen LED-Lichtquellen 3 reduzieren, da an dem reflektierenden Oberflächenbereich 41 eine Reduzierung der Intensität des Lichts stattfindet und gleichzeitig die „punktförmige“ Lichtquelle vergrößert wird. Es wird also eine vergrößerte leuchtende Fläche mit reduzierter Leuchtdichte bewirkt.
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Wie beim gezeigten Beispiel der Fall, kann die Leuchte so gestaltet sein, dass sich der Oberflächenbereich 41 des optischen Elements 4 zumindest in erster Näherung parallel zu der Ebene E erstreckt. Beispielsweise kann das optische Element 4 als Teil eines Gehäuses 7 der Leuchte ausgebildet sein, insbesondere als Dachfläche des Gehäuses 7.
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Für eine besonders geeignete Umlenkung des von der LED-Lichtquelle 3 stammenden Lichts in das wenigstens eine Rasterelement 1 kann der Oberflächenbereich 41 des optischen Elements 4 strukturiert gestaltet sein, insbesondere derart, dass er diffus streuend wirkt. In 1 ist eine mögliche Ausbreitung des Lichts durch Pfeile beispielhaft skizziert. Beispielsweise kann der Oberflächenbereich 41 hierzu mehrere kleine Reflektorflächen aufweisen, die vorzugsweise gekrümmt geformt sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführung, die in 2 skizziert ist, kann das optische Element 4 derart teillichtdurchlässig gestaltet sein, dass jeweils das von jeder der LED-Lichtquellen 3 erzeugte Licht teilweise das optische Element 4 durchsetzt. Das Licht kann auf diese Weise nach oben austreten und für die Erzeugung einer indirekten Beleuchtung genutzt werden. Dementsprechend ist die Leuchte in diesem Fall vorzugsweise als Pendelleuchte oder als Stehleuchte gestaltet.
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Herstellungstechnisch vorteilhaft kann das optische Element 4 durch eine Folie gebildet sein.
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Die an dem optischen Element 4 stattfindende Reflexion des Lichts lässt sich als „Sekundärreflexion“ bezeichnen.
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Wie im gezeigten Beispiel der Fall, können die LED-Lichtquellen 3 vorteilhaft zwischen den Rasterelementen 1 angeordnet sein. Dabei kann die Gestaltung insbesondere derart sein, dass die Rasterelemente 1 an ihren nach unten weisenden Endbereichen lichtdicht miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass ein Betrachter, der von unten auf die Rasterelemente 1 blickt, direkt in die Bereiche zwischen die Rasterelemente 1 sehen kann und auf diese Weise mit höheren, unerwünschten Leuchtdichten konfrontiert wird.
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Vorzugsweise weisen die LED-Lichtquellen 3 jeweils ein primäroptisches Element, beispielsweise in Form einer Linse oder eines Reflektors auf. Alternativ können die LED-Lichtquellen 3 als solche „freistrahlend“ gestaltet sein.
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Bei dem primäroptischen Element kann es sich beispielsweise um eine klare Linse aus Kunststoff oder Glas handeln. Mit einem solchen primäroptischen Element lässt sich gezielt Einfluss auf die Art und Weise nehmen, in der das Licht auf den Oberflächenbereich 41 gelenkt wird. Das primäroptische Element kann auch ein Strahlteiler sein oder einen Strahlteiler umfassen. Hierdurch lässt sich besonders geeignet sicherstellen, dass das Licht effizient in das wenigstens eine Rasterelement 1 bzw. in die Rasterelemente 1 gelenkt wird.
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Vorzugsweise weist jedes der Rasterelemente 1 eine, in die Lichtabstrahlrichtung R bzw. nach unten weisende Lichtaustrittsöffnung 2 und auf der gegenüberliegenden Seite bzw. oben eine Lichteintrittsöffnung 5 auf. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in der Lichteintrittsöffnung 5 kein weiteres Element angeordnet ist, so dass das Licht entsprechend ungehindert hindurchtreten kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass – wie in 1 angedeutet – ein lichtdurchlässiges optisch wirksames Element 6 in der Lichteintrittsöffnung angeordnet ist; insbesondere kann die Gestaltung so sein, dass das optisch wirksame Element 6 die Lichteintrittsöffnung abdeckt. Das optische wirksame Element 6 kann beispielsweise scheibenförmig sein; es kann eine leicht streuende Oberflächenstruktur aufweisen und/oder ein eingelagertes Streumaterial aufweisen.
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Durch das optisch wirksame Element 6 lässt sich vorteilhaft eine weitere Vergrößerung der leuchtenden Fläche erzielen und somit eine weitergehende Absenkung der Leuchtdichte. Insbesondere lässt sich erzielen, dass die gesamte Lichteintrittsöffnung eine leuchtende Fläche bildet. Beispielsweise kann das optisch wirksame Element 6 eine Linse, eine Folie oder eine Prismenplatte umfassen oder aus einer Linse, einer Folie oder einer Prismenplatte bestehen. Dabei kann das optisch wirksame Element 6 diffus oder klar gestaltet sein.
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Die Gestaltung der Leuchte kann dementsprechend derart sein, dass das Licht von der LED-Lichtquelle 3 ausgehend zunächst – zumindest teilweise – an dem Oberflächenbereich 41 des optischen Elements 4 reflektiert wird, derart, dass es im Weiteren in wenigstens eines der Rasterelemente 1 eintritt, und zwar durch die betreffende Lichteintrittsöffnung 5 hindurch – gegebenenfalls unter Durchtritt durch das optisch wirksame Element 6 – und anschließend das wenigstens eine Rasterelement 1 – entweder direkt oder nach Wechselwirkung an den nach innen weisenden Reflexionsflächen des wenigstens einen Rasterelements 1 – das wenigstens eine Rasterelement 1 über die Lichtaustrittsöffnung 6 verlässt. In 1 ist dies durch entsprechende Pfeile angedeutet.
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Mit Bezug auf die optisch wirksamen Elemente 6 kann die Gestaltung weiterhin derart sein, dass diese Elemente 6 nicht alle baugleich ausgeführt sind, sondern dass sie unterschiedlich gestaltet sind. Beispielsweise können die optisch wirksamen Elemente 6 in einem Randgebiet der Rasterelemente 1 eine breiter streuende Wirkung aufweisen, als in einem mittleren Gebiet der Rasterelemente 1. Auf diese Weise lässt sich insbesondere bei einer matrixförmigen Anordnung der Rasterelemente 1 eine besonders geeignete Lichtabgabe der Leuchte erzielen. Beispielsweise lässt sich hierdurch eine Kombination von diffusem direktem Licht und gerichtetem, entblendetem direktem Licht erzeugen.
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Auch lässt sich durch entsprechend unterschiedlich ausgebildete optisch wirksame Elemente 6 für jedes der Rasterelemente 1 eine bestimmte Lichtmenge bewirken.
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Wie bereits erwähnt, müssen auch die Rasterelemente 1 nicht zwingend baugleich ausgeführt sein.
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Hinsichtlich der Wahl des Materials für die Rasterelemente 1 bestehen grundsätzlich keine Einschränkungen. Es kann beispielsweise hoch reflektierendes Material verwendet werden oder streuendes Material.
