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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Beleuchtungskörper mit mindestens einer Beleuchtungseinheit. Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die Beleuchtungseinheit eine LED und/oder eine Optik auf.
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Die Kombination aus LED und Optik bietet neben einer sehr guten Lichtausbeute auch ein exzellentes Ausleuchteverhalten. Häufig werden klare Optikelemente verwendet, die das Licht optimal, z. B. entlang der Beleuchtungsrichtung, abbilden. Dieses technisch sehr gute Verhalten ist gerade bei Beleuchtungstechniken und Bühneneinrichtungen mit Nachteilen behaftet. Die Erkennung der Nachteile sowie das Auffinden der Lösung stellt Teil der Erfindung dar.
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Bei LED-Optiken kommt es manchmal zu der Situation, dass die visuelle Wahrnehmung des Lichts nur frontal gegeben ist und nicht seitlich erkannt werden kann. Hintergrund liegt in der im Regelfall verwendeten klaren Optik, die somit nicht gut selbst leuchtet, sondern nur das Licht abbildet. Insofern wird zwar eine gute Beleuchtungserscheinung am Fokuspunkt erreicht, wobei der Beleuchtungskörper wenig selbst leuchtet. Das Verhalten verstärkt sich bei geschlossenen Gehäusen, die fahrbare Linsen aufweisen, insbesondere dann, wenn die Optik nach innen fährt beziehungsweise gefahren ist und somit nicht sichtbar bleibt. In der Konsequenz sieht man die Beleuchtungsfläche, auch den „Pixel“ genannt, nicht oder zumindest nicht aus jedem Blickwinkel, mit Ausnahme der frontalen Draufsicht. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.
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Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorteilhaften, technischen, optischen Eigenschaften einer LED-Optik, insbesondere das stark fokussierte Abstrahlverhalten, so weit anzupassen, dass die oben erläuterten Nachteile beseitigt werden.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen: einen Beleuchtungskörper mit mindestens einer Beleuchtungseinheit, wobei jede Beleuchtungseinheit einen Beleuchtungschip (Pixel oder Abstrahlfläche genannt), eine Optik und einen Diffusor umfasst. Die Optik ist in Abstrahlrichtung gesehen vor dem Beleuchtungschip angeordnet und ausgebildet, das von dem Beleuchtungschip emittierte Licht entlang einer ersten Richtung abzubilden. Der Diffusor ist in Abstrahlrichtung gesehen vor dem Beleuchtungschip angeordnet und ausgebildet, um das von dem Beleuchtungschip emittierte Licht in ein oder mehrere von der ersten Richtung unterschiedliche zweite Richtungen, z. B. zur Seite, zu emittieren.
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Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es durch die Verwendung eines Diffusors, z. B. in Form eines Leuchtrings, der vor dem Beleuchtungschip und/oder beispielsweise aber auch leicht seitlich versetzt angeordnet sein kann, erreicht wird, dass die technisch optimalen Abstrahleigenschaften erhalten bleiben, wobei gleichzeitig Streulicht generiert wird, welches eine seitliche Beleuchtungserscheinung oder zumindest eine von der Seite einsehbare Lichterscheinung ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass unabhängig von der Optik oder der aktuellen Optikeinstellung (ZoomStufe) der Diffusor selbst leuchtet und zwar in einer Entsprechung an die Leuchtfarbe des Chips. Bei jeglichem Blickwinkel auf die Frontlinse sieht man nun die Farbe, die eingestellt ist und kann nun auch bei jeglichen Winkeln, z. B. Kamerawinkeln, die Pixeleffekte besser wahrnehmen.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen erreicht der Diffusor Folgendes: die zweite Richtung ist gegenüber der ersten Richtung um mindestens 10° oder sogar mindestens um 25° oder sogar um mindestens 45° versetzt. Hierbei kann es sich um ein oder mehrere zweite Richtungen handeln. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können die zweiten Richtungen unterschiedliche Raumrichtungen aufweisen, wobei zumindest eine Richtung der unterschiedlichen Raumrichtungen gegenüber der ersten Richtung um mindestens 10°, mindestens 25° oder mindestens 45° unterschiedlich ist. Das hat entsprechend Ausführungsbeispielen beispielsweise den technischen Effekt, dass vom Diffusor abgestrahltes Licht in einem Raumwinkel seitlich, z. B. 45° in Bezug auf die erste Raumrichtung, angeordnet ist. Hierbei ist es entsprechend Ausführungsbeispielen vorteilhaft, dass der Diffusor gegenüber einem Gehäuse des Beleuchtungskörpers so angeordnet ist, dass er von einem Winkel größer oder gleich 45° in Bezug auf die erste Raumrichtung sichtbar ist.
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Entsprechend einem Ausführungsbeispiel weist der Diffusor eine Ringform auf. Dieser Ring kann beispielsweise zirkular um die erste Raumrichtung herum angeordnet sein. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass die erste Raumrichtung als Senkrechte zu der Optik verläuft und die Optik beispielsweise durch eine runde Linse realisiert ist, würde sich der ringförmige Diffusor als Ring um die Optik erstrecken. Insofern ist der Diffusor entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen in Abstrahlrichtung gesehen um die Optik herum und/oder fluchtend mit der Optik und/oder vor der Optik (in Abstrahlrichtung gesehen) angeordnet. Diese Positionen ermöglichen eine diffuse Abstrahlung. Entsprechend Ausführungsbeispielen ist der Diffusor opak und/oder weist ein oder mehrere Teilreflexionsbereiche auf.
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Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Optik nicht nur durch eine einfache Linse realisiert, sondern weist auch einen Verstellbereich auf. Das heißt also, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Optik verstellbar ist. Hierbei kann entsprechend Ausführungsbeispielen die Position der Optik variiert werden, z. B. entlang der ersten Richtung. Infolgedessen wird beispielsweise der Abstand der Optik zu dem Beleuchtungschip variiert/entlang der ersten Richtung variiert. Wie bereits angesprochen, kann der Diffusor vor der Optik angeordnet sein. Infolgedessen ist entsprechend Ausführungsbeispielen die Optik zwischen Beleuchtungschip und dem Diffusor vorgesehen.
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Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde bereits erläutert, dass der Diffusor eine Ringform aufweisen kann. Deshalb kann dieser Diffusorring auch um die Optik herum angeordnet sein. Infolgedessen ist er zumindest in Bezug auf seinen Außendurchmesser größer oder gleich dem Außendurchmesser der Optik. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel kann der Ring in Bezug auf seinen Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Optik entsprechen. Das führt in der Konsequenz dazu, dass der Diffusorring um die Optik herum angeordnet ist.
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Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, dass der Beleuchtungskörper zumindest eine Beleuchtungseinheit aufweist. Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen weist der Beleuchtungskörper mehrere oder zumindest zwei oder drei nebeneinander angeordnete Beleuchtungseinheiten auf. Es sei an dieser Stelle auch angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen der Beleuchtungschip ausgebildet ist, um ein Licht mit einem variablen Spektrum und/oder ein farbiges Licht zu emittieren. Das kann beispielsweise durch einen RGB-Beleuchtungschip oder mehrere einzelne Beleuchtungselemente, die zusammen den Beleuchtungschip formen, mit unterschiedlichen Farben (z. B. RGB) realisiert sein.
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Weitere Bildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1a eine schematische Darstellung eines Beleuchtungskörpers gemäß einem Basisausführungsbeispiel;
- 1b eine schematische Darstellung des Beleuchtungskörpers aus 1a zur Erläuterung von Eigenschaften des Diffusors gemäß erweiterten Ausführungsbeispielen;
- 2a-2c schematische Darstellungen eines Beleuchtungskörpers gemäß zusätzlichen Ausführungsbeispielen; und
- 3 eine schematische Darstellung des Beleuchtungskörpers aus 1a in der Schnittdarstellung zur Erläuterung weiterer Aspekte gemäß Ausführungsbeispielen.
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Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar beziehungsweise austauschbar ist.
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1a zeigt einen Beleuchtungskörper 10 mit drei Beleuchtungselementen 12a, 12b und 12c. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Beleuchtungselemente 12a, 12b und 12c gleich beziehungsweise identisch aufgebaut sein können, wobei die Beleuchtungselemente 12b und 12c optional sind. Das heißt also in anderen Worten ausgedrückt, dass der Beleuchtungskörper 10 auch nur ein Beleuchtungselement 12a aufweisen kann.
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Das Beleuchtungselement 12a umfasst die zwei Basiselemente Leuchtfläche 14 beziehungsweise Beleuchtungschip. Bei der Beleuchtungseinheit 12a handelt es sich um eine LED-Beleuchtungseinheit entsprechend Ausführungsbeispielen, so dass der Beleuchtungschip 14 den LED-Chip darstellt. Der Beleuchtungskörper 10 ist in der Frontalansicht dargestellt, so dass beispielsweise die Abstrahlrichtung 14r (vgl. 1b) senkrecht aus der Ebene herausragt. Diese erste Abstrahlrichtung beziehungsweise das Licht entlang dieser ersten Abstrahlrichtung wird durch eine Optik 16 gebündelt. Die Optik kann beispielsweise durch eine Linse oder ähnlich realisiert sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Linse 16 rund und in Beleuchtungsrichtung 14r vor dem Beleuchtungschip angeordnet. Hierdurch wird das von dem Beleuchtungschip 14 emittierte Licht fokussiert, z. B. in Richtung 14r, wenn man beispielsweise von einer Sammel- beziehungsweise Fokuslinse als Optik 16 ausgeht. Darüber hinaus weist die Beleuchtungseinheit 12a einen Diffusor auf. Dieser Diffusor kann beispielsweise oberhalb oder unterhalb oder seitlich oder auch zirkular in Abstrahlrichtung 14r vor dem Beleuchtungschip 14 angeordnet sein. Der Diffusor wird durch die Emission des Lichtes des Beleuchtungschips 14 beleuchtet und ermöglicht so eine zusätzliche Abstrahlung in eine veränderte Raumrichtung, z. B. die Raumrichtung 18r1 beziehungsweise 18r2, wie es anhand von 1b dargestellt ist. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass der Diffusor 18 beziehungsweise der Diffusorring 18 vor dem Beleuchtungschip 14 so angeordnet ist, dass er in Abstrahlrichtung beleuchtet wird, kann er entgegen der Funktion des Optikelements 16 Licht zur Seite abstrahlen. Der Optikkörper 16 fokussiert das Licht dann in Abstrahlrichtung 14r, so dass eine optimale Ausleuchtung am gewünschten Punkt erreicht wird. Infolge der seitlichen Anordnung des Diffusors 18, z. B. der ringförmigen Anordnung des Diffusors 18 um die Linse 16 herum, wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass kein Nachteil für die Ausleuchtung entsteht. Somit können also die gut ausleuchtenden Eigenschaften der LED- und Linsenkombination beibehalten werden, wobei auch gleichzeitig ermöglicht wird, dass eine seitliche diffuse Lichtauskopplung möglich ist. In anderen Worten: Idee: Um die optische Leistung der Zoom-Optik nicht zu beeinflussen, wurde entsprechend Ausführungsbeispielen nur ein Ring mit Diffusormaterial 18 an der Frontlinse 16 befestigt und der mittlere Teil bleibt klar für den Lichtdurchsatz der eigentlichen Optik 16. Dies hat nun den Vorteil das bei jeglicher Zoomstufe dieser Ring selbst leuchtet aufgrund des Diffusormaterials durch das Licht/Streulicht der LED/Optik. Bei jeglichen Blickwinkel auf die Frontlinse sieht man nun die Farbe die eingestellt ist und kann nun auch bei jeglichen z.B. Kamerawinkel die Pixeleffekte besser warnehmen.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen kann der Diffusor ein opakes Material aufweisen oder mehrere Totalreflexionsflächen haben. Wenn man von einem ringförmigen Diffusor als Ausführungsbeispiel ausgeht, kann dieser entweder eine Oberfläche mit mehreren Totalreflexionselementen aufweisen oder auch eine einfache Erhebung oder Wulst.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen kann durch diese einfache Wulst oder auch durch die ein oder mehreren Totalreflexionsbereiche erreicht werden, dass Licht entlang einer zweiten Auskopplungsrichtung 18r beziehungsweise 18r1 ausgekoppelt wird, wobei 18r1 sich von der Auskopplungsrichtung 14r unterscheidet. Der Unterschied kann beispielsweise mindestens 10° oder sogar mindestens 25° oder sogar mindestens 45° umfassen. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das vom Diffusor 18 ausgekoppelte Licht nicht nur in eine Raumrichtung, sondern in eine Vielzahl von Raumrichtungen, hier exemplarisch die Raumrichtung 18r1 und 18r2, ausgekoppelt Diese Raumrichtungen unterscheiden sich entsprechend. Nachfolgend wird Bezug nehmend auf 2a-2c der Vorteil dieses Diffusorrings beziehungsweise allgemein des Diffusors 18 erläutert.
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2a-2c zeigen einen Scheinwerfer 10` beziehungsweise allgemein einen Beleuchtungskörper 10` mit einer Vielzahl von Beleuchtungselementen 12x`. Jedes Beleuchtungselement 12x` weist einen Beleuchtungschip 14, eine Optik 16 sowie einen Diffusor 18 auf. Die Darstellungen 2a-2c unterscheiden sich einerseits aufgrund des dargestellten Winkels und andererseits aufgrund der Farbe. Insofern ist klar, dass der Beleuchtungschip 14 ausgebildet ist, um unterschiedliche Farben zu emittieren. In der Darstellung 2a kann die Farberscheinung sowohl im Bereich der Optik 16 als auch im Bereich des Diffusors abgelesen werden. Aus dem in 2b dargestellten Winkel sowie aus dem in 2c dargestellten Winkel wird klar, dass hier ohne den Diffusor 18 eine eindeutige Identifizierung der Beleuchtungsfunktionalität/der Beleuchtungseigenschaften von der Seite nicht möglich ist.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen kann der Beleuchtungskörper 10` ein länglicher Beleuchtungskörper mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Beleuchtungselementen 12x sein. Beispielsweise kann es sich um 8, 10, 12, 14 oder mehr Beleuchtungselemente handeln.
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Bezug nehmend auf 3 wird der Beleuchtungskörper 10 aus 1 mit optionalen Aspekten erläutert. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Beleuchtungskörpers 10. Auf der Vorderseite des Beleuchtungskörpers 10 befindet sich beispielsweise der Diffusor 18, wobei die Vorderseite dadurch definiert ist, dass hier das Licht entlang der ersten Abstrahlrichtung 14r emittiert wird. Im hinteren Bereich, z. B. im hinteren Drittel (in Abstrahlrichtung 14r gesehen), ist der Beleuchtungschip 14 vorgesehen. Dieser emittiert Licht in unterschiedliche Raumrichtungen und insbesondere in die Raumrichtung 14r. Durch die Optik 16 wird das emittierte Licht beispielsweise in Richtung 14r fokussiert. Je nach Position der Linse 16 im Verhältnis zu dem Beleuchtungschip 14 erfolgt eine stärkere oder schwächere Fokussierung. Deshalb ist entsprechend Ausführungsbeispielen die Linse 16 beziehungsweise allgemein die Optik 16 in ihrer relativen Position zu dem Beleuchtungschip 14 variierbar. Beispielsweise kann der Abstand zwischen Optik 16 und Beleuchtungschip 14 verändert werden. Wie bereits oben erläutert, befindet sich der Diffusor, hier ein ringförmiger Diffusor 18, im vorderen Bereich, das heißt also entlang der Abstrahlrichtung 14r. Typischerweise ist dieser Diffusor an einer Öffnung des Gehäuses 10 vorgesehen, über welche auch das von dem Beleuchtungschip 14 emittierte Licht ausgekoppelt wird. Der Diffusor 18 wird mit oder ohne Verwendung der Optik 16 durch den Beleuchtungschip 14 beleuchtet, so dass dieser (diffus) Licht in eine weitere Raumrichtung 18r emittiert. Wie hier dargestellt, kann sich die weitere Raumrichtung 18r beziehungsweise die Abstrahlrichtung 18r von der Abstrahlrichtung 14r um mindestens 10° oder hier sogar um etwa 40° unterscheiden. Wie im Zusammenhang mit 1b erläutert, wäre es auch denkbar, dass der Diffusor 18 mehrere unterschiedliche Raumrichtungen, z. B. einmal 10°, einmal 25°, einmal 40°, einmal 45°, einmal 80° bedient und somit Licht in diese Raumrichtungen emittiert. Bei dieser Anordnung wird deutlich, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die verschiebbare Linse 16 (verschiebbar entlang der Raumrichtung 14r) zwischen dem Diffusor 18 und dem Beleuchtungselement 14 vorgesehen ist.
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Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde insbesondere davon ausgegangen, dass der Diffusor als eine Art Diffusorring vorgesehen ist. Es wäre natürlich auch denkbar, dass ein geradliniges Diffusorelement, z. B. seitlich in Bezug auf die Hauptabstrahlrichtung 14r oder ähnlich, vorgesehen ist. Auch kann der Diffusorring eine, zwei, drei oder mehrere fest definierte Richtungen definieren, in welche das Diffusorlicht abgestrahlt wird. Alle Ausführungsbeispiele haben gemein, dass das diffuse Licht in Bezug auf seine Eigenschaft, z. B. in Bezug auf seine Farbgebung/Spektrum, dem Licht, das durch den Chip 14 emittiert wird, gleicht oder ähnelt. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann die Intensität allerdings reduziert sein.
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Obige Ausführungsbeispiele sind nur illustrativ. Der Schutzbereich wird durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt.
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Bezugszeichenliste
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- (10)
- Beleuchtungskörper
- (12a, 12b, 12c, 12x')
- Beleuchtungseinheit
- (14)
- Beleuchtungschip
- (16)
- Optik
- (18)
- Diffusor
- (14r)
- Abstrahlrichtung
- (14r)
- Erste Richtung
- (18r, 18r1, 18r2)
- Zweite Richtung
