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Technisches Gebiet
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Die Beschreibung bezieht sich auf Beleuchtungstechniken. Eine oder mehrere Ausführungsformen können sich auf Techniken zum Beleuchten einer Fläche mit einer bestimmten Beleuchtungsverteilung beziehen, beispielsweise unter Verwendung von Festkörperlichtstrahlungsquellen wie LED-Quellen.
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Stand der Technik
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Bei einigen Anwendungen wie beispielsweise Anwendungen im Gemüseanbau- und/oder Gartenbaubereich und eventuell im häuslichen Bereich kann der Einsatz von Festkörperbeleuchtungsquellen (Solid-State Lighting – SSL) Einschränkungen zuwiderlaufen, ob räumlichen Einschränkungen oder Einschränkungen bezüglich der Ausführung der Beleuchtungsvorrichtungen, z. B. wenn die Beleuchtungsstellen für den vertikalen Pflanzenanbau an konsolartigen Konstruktionen verteilt werden sollen.
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Im Übrigen können diese Anwendungen ebenso wie andere allgemeine beleuchtungstechnische Anwendungen Einschränkungen unterliegen wie beispielsweise der Anforderung, die Kosten einzudämmen und gleichzeitig für eine gute Verteilung des Lichts auf der beleuchteten Fläche zu sorgen.
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Bei Anwendungen im Gemüseanbau-/Gartenbaubereich gewinnt der Einsatz von Lichtstrahlungsquellen (z. B. LED) mit verschiedenen spektralen Eigenschaften zunehmend an Bedeutung. In einem solchen Zusammenhang ist z. B. denkbar, N verschiedene LED-Typen einzusetzen, die zusammengefasst und unabhängig angesteuert werden können sollen, z. B. um eine gleichmäßige Lichtverteilung für jeden LED-Typ zu erreichen.
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Diese Probleme können angegangen werden, indem (verteilte) LED-Matrizen mit jeweils z. B. N verschiedenen LED-Typen mit einer gleichmäßigen Beleuchtungsstärke eingesetzt werden, die erhalten wird, indem eine einzige Linse für jede LED eingesetzt wird, d. h. indem eine einzige Optik (z. B. ein Reflektor) für jeden Cluster verwendet wird, so dass eine Profilierung der Lichtemission in Bezug auf die Zielfläche (die rechteckig sein kann) ausgeführt wird. Der einzelne Cluster kann dann vervielfältigt und mit anderen Clustern gekoppelt werden, so dass ein größerer Bereich „abgedeckt” wird.
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Der Einsatz einzelner Linsen für jede LED kann Nachteile mit sich bringen, die mit den Kosten und der Komplexität der Planung verbunden sind, beispielsweise, wenn ein Schutz vor dem Eindringen von äußeren Einflüssen erreicht werden soll (zum Beispiel mit einer IP-Schutzart). Dies kann erfordern, dass ein Abdeckelement verwendet wird, was mit einer Verringerung der Effizienz einhergeht, oder relativ komplexe mechanische Strukturen und/oder Anordnungen verwendet werden.
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Wenn ein Reflektor in Kombination mit einem Cluster verwendet werden soll, kann es schwieriger sein, die Gleichmäßigkeit der Lichtstrahlung zu erreichen, z. B. wenn kostengünstige Strukturen ausgeführt werden sollen.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe einer oder mehrerer Ausführungsformen ist es, die oben genannten Nachteile zu überwinden.
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Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen wird diese Aufgabe mit einem Beleuchtungssystem mit den Merkmalen der nachfolgenden Ansprüche gelöst.
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Die Ansprüche sind fester Bestandteil der hier in Verbindung mit den Ausführungsformen offenbarten technischen Lehre.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können es ermöglichen, einen oder mehrere der folgenden Vorteile zu erzielen:
- – höhere Effizienz des Beleuchtungssystems dank der gleichmäßigen Verteilung der Lichtstrahlung, z. B. auf einer rechteckigen beleuchteten Fläche,
- – höhere Effizienz des Beleuchtungssystems, z. B. dank des Einsatzes einer Abdeckung in Form einer Extrusionslinse,
- – mögliche Eindämmung der Ausführungskosten, insbesondere wenn eine Extrusionslinse anstelle einer Spritzgusslinse verwendet wird,
- – Reduzierung der Kosten der mechanischen Bauteile dank der Möglichkeit, eine standardisierte mechanische Kopplung auszuführen, z. B. mit einer Extrusionslinse,
- – Eindämmung der Kosten für das Erreichen des Schutzes vor dem Eindringen äußerer Einflüsse (IP-Schutzart), auch hier durch Zurückgreifen auf die Modalitäten zur mechanischen Kopplung mit der Extrusionslinse,
- – Einschränkung der mit den Toleranzen verbundenen kritischen Aspekte, z. B. in Anbetracht der Tatsache, dass die vorherrschenden Toleranzfaktoren letztendlich auf die Richtung quer zur Extrusionslängsrichtung der Linse beschränkt sind.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun rein beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben; in diesen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems, das in einer oder mehreren Ausführungsformen verwendbar ist,
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2 beispielhaft Einsatzmodalitäten eines solchen Beleuchtungssystems,
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die 3 und 4 mögliche Aspekte von Ausführungsformen,
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5 ebenfalls beispielhaft mögliche Einsatzmodalitäten einer oder mehrerer Ausführungsformen und
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die 6 und 7 Diagramme zur Darstellung von Beleuchtungskonfigurationen, die sich mit einer oder mehreren Ausführungsformen erhalten lassen.
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Zur Verdeutlichung der Darstellung werden die einzelnen Figuren nicht unbedingt in demselben Maßstab wiedergegeben.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene besondere Details dargestellt, um ein eingehendes Verständnis verschiedener Beispiele für Ausführungsformen gemäß der Beschreibung zu vermitteln. Die Ausführungsformen können ohne eines oder mehrere der besonderen Details oder mit anderen Verfahren, Bauteilen, Werkstoffen usw. erhalten werden. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen, Werkstoffe oder Vorgänge nicht im Detail dargestellt oder beschrieben, damit die einzelnen Aspekte der Ausführungsformen nicht unklar werden.
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Mit einem Verweis auf „eine Ausführungsform” im Rahmen dieser Beschreibung soll darauf hingewiesen werden, dass eine besondere Gestalt, eine besondere Struktur oder ein besonderes Merkmal, die oder das im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Sätze wie „in einer Ausführungsform”, die an verschiedenen Stellen dieser Beschreibung vorkommen können, verweisen daher nicht unbedingt auf genau dieselbe Ausführungsform. Darüber hinaus können besondere Ausgestaltungen, Strukturen oder Merkmale in einer oder mehreren Ausführungsformen auf beliebige geeignete Weise kombiniert werden.
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Die hier verwendeten Verweise werden nur der Einfachheit halber angegeben und legen daher weder den Schutzbereich noch den Umfang der Ausführungsformen fest.
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In den Figuren wird mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt ein Beleuchtungssystem bezeichnet, das zum Beleuchten einer Fläche S mit einer gewünschten Beleuchtungsverteilung verwendbar ist. Im Folgenden wird rein beispielhaft angenommen, dass diese Fläche rechteckig ist.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen eignen sich dazu, in Anwendungsfällen wie den im einleitenden Teil dieser Beschreibung genannten verwendet zu werden, beispielsweise zur Beleuchtung im Gemüseanbau- und/oder Gartenbaubereich.
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Wie in 1 erkennbar ist, die als Querschnitt in vergrößertem Maßstab betrachtet werden kann, kann ein solches System 10 in einer oder mehreren Ausführungsformen umfassen:
- – eine länglich geformte Linse 12, die sich in einer Längsrichtung erstreckt (beispielsweise durch eine Mittellängsebene X12 dargestellt), und
- – eine Beleuchtungsvorrichtung 14, umfassend ein Substrat 14a (zum Beispiel ein bandförmiges Substrat, das im Wesentlichen einer Leiterplatte – Printed Circuit Board oder PCB – gleichgesetzt werden kann), auf dem mindestens eine lineare Gruppe von elektrisch betriebenen Lichtstrahlungsquellen L angeordnet ist, wobei sich diese Gruppe in Längsrichtung in Bezug auf die Linse 12 erstreckt (d. h. in Richtung der Ebene X12; siehe beispielsweise die 3 und 4).
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In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Lichtstrahlungsquellen L Festkörperquellen sein, zum Beispiel LED-Quellen.
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Wie in 1 zu erkennen ist, kann die Linse 12 in einer oder mehreren Ausführungsformen ein kanalförmiges – symmetrisches oder eventuell asymmetrisches – Querprofil mit (mindestens) einer Reihe von Lichtstrahlungsquellen L aufweisen, die im Innern des kanalförmigen Profils der Linse 12 angeordnet ist.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse 12 eine so genannte „Free Form”-Linse sein.
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Mit dieser Benennung (wörtlich „Freiform”) werden Linsen bezeichnet, bei denen, auch dank der Herstellungstechnologie, eine oder mehrere der sie begrenzenden Flächen eine willkürliche Form (nicht unbedingt kugelförmig oder asphärisch) haben können, die im Allgemeinen nicht einmal symmetrisch zu einer Achse oder Ebene ist.
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Dies ermöglicht zum Beispiel eine bessere Steuerung der Verteilung der Lichtstrahlung, sowohl winklig als auch auf einer ebenen oder gekrümmten Fläche mit willkürlicher Form.
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Soweit es diese Erfindung betrifft, kann die Linse 12 in Abhängigkeit von der Möglichkeit, ihr sowohl hinsichtlich der Außenoberfläche als auch hinsichtlich der Innenoberfläche eine gewünschte Gestalt zu verleihen, als eine Linse dieses Typs angesehen werden.
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1 bezieht sich zum Beispiel rein beispielhaft und nicht einschränkend auf Ausführungsformen, bei denen die Linse 12 (im Rahmen eines allgemeinen kanalförmigen Profils – z. B. in einer Querebene X120 senkrecht zur Längsebene X12 festgestellt – siehe z. B. die 3 und 4) aufweisen kann:
- – eine Innenoberfläche (12a) mit mindestens annähernd zylindrischem Profil (d. h. dass sie sich über einen Oberflächenabschnitt erstreckt, der sich, entlang einer Querebene senkrecht zur Längsebene X12 geschnitten, entlang eines Kreisbogens erstreckt) und
- – eine Außenoberfläche (12b) mit mindestens annähernd elliptischem Profil (d. h. dass sie sich über einen Oberflächenabschnitt erstreckt, der sich, entlang einer Querebene senkrecht zur Längsebene X12 geschnitten, entlang eines Ellipsenbogens erstreckt).
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All dies verleiht der Linse ein Querprofil, das (man betrachte 1, die ein Beispiel für ein in Bezug auf die Längsebene X12 symmetrisches Querprofil zeigt) ausgehend von der Längsebene X12 eine erst zunehmende und dann abnehmende Dicke aufweist.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es möglich, die Oberflächen 12a, 12b der Linse in Form von zweidimensionalen Freiform-Profilen (free form) auszuführen, die geeignet sind, optimiert zu werden, beispielsweise, um eine gleichmäßige Beleuchtungsstärkenverteilung auf der Fläche S zu erhalten, die der Linse 12 gegenüberliegt, beispielsweise in einem gewissen Abstand von ihr senkrecht zur optischen Achse der Quelle L, von der angenommen wird, dass sie z. B. mittig, d. h. in der Mittelebene X12 angeordnet ist.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen eignet sich die Linse 12 dazu, aus einem für die von den Quellen L emittierte Lichtstrahlung durchlässigen Werkstoff ausgeführt zu werden, zum Beispiel einem transparenten Kunststoff. Beispiele für solche zur Ausführung der Linse 12 einsetzbare Werkstoffe sind Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat.
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Rein beispielhaft (somit ohne irgendeine den Schutzbereich der Ausführungsformen einschränkende Absicht) kann eine Linse 12, wie sie in 1 dargestellt ist, eine Querbreite (in horizontaler Richtung in Bezug auf 1) in der Größenordnung von 18 mm bei einer Höhe (gemessen in vertikaler Richtung in Bezug auf 1, d. h. in der Ebene X12) in der Größenordnung von 10 mm aufweisen.
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Ebenfalls beispielspielhaft kann die Linse 12 eine Länge in der Größenordnung von 500 mm aufweisen und dazu bestimmt sein, in einem Abstand in der Größenordnung von 180 mm von einer Fläche S angeordnet zu werden, die Abmessungen in der Größenordnung von 400–500 mm Kantenlänge aufweist (zum Beispiel eine rechteckige Form von 460 mm × 500 mm).
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Wie bereits gesagt, sind diese quantitativen Angaben keineswegs als den Schutzumfang der Ausführungsformen einschränkend zu verstehen; sie werden hier rein als Richtwert für den möglichen Einsatz beispielsweise im Gemüseanbau- und/oder Gartenbaubereich genannt.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen (wie in 1 dargestellt) können die Lichtstrahlungsquellen L im Innern des kanalförmigen Profils der Linse 12 angeordnet sein und somit von der (Innen-)Oberfläche 12a der Linse 12 durch einen Luftraum 16 getrennt sein.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es, wenn man – nach den Grundsätzen der Optik – mit dem Profil einer oder beider Oberflächen 12a, 12b spielt, möglich, der vom System 10 emittierten Lichtstrahlungskonfiguration ein gewünschtes Profil (Querprofil) zu verleihen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse 12 (die beispielsweise extrudiert sein kann) zu einer zylindrisch symmetrischen Verteilung der optischen Leistung führen.
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Das Diagramm in 6 zeigt ein Beispiel für eine solche festgestellte Leistungsverteilung (für eine einzelne Quelle L):
- – in einer Ebene quer zum System 10 und somit zur Linse 12, z. B. in der Ebene X120 der 3 und 4: Diagramm D120 mit durchgezogener Linie in 6; und
- – in einer Ebene längs zum System 10 und somit zur Linse 12, z. B. in der Ebene X12 der 3 und 4: Diagramm D12 mit gestrichelter Linie in 6.
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Wie das Diagramm D12 in 6 verdeutlicht, ist die Verteilung der von der einzelnen Quelle L erzeugten Lichtstrahlung in Längsrichtung, d. h. in der Ausdehnungsrichtung der Linse 12, als im Wesentlichen lambertianisch anzusehen, da die Linse 12 ihre Wirkung in diese Richtung nicht ausübt.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es, wenn man am Profil der Linse 12 arbeitet (beispielsweise, indem man auf die Form der Oberflächen 12a, 12b nach den zuvor erörterten Modalitäten einwirkt, z. B. mit einem Querprofil, das ausgehend von der Mittellängsebene X12 eine erst zunehmende und dann abnehmende Dicke aufweist), möglich, Verteilungen „in Querrichtung” (Diagramm D120 in 6) unterschiedlicher Art zu bewirken, beispielsweise so, dass sie ein Emissionsprofil der Lichtstrahlung (festgestellt in den Ebenen quer zur Längsausdehnungsrichtung der Linse 12) aufweist, das beispielsweise Spitzen bei Werten um 50° bezogen auf die Mittelebene X12 (vertikal gemäß dem Betrachtungspunkt von 1) aufweist, mit einem Verlauf, der monoton zur Mittelebene hin (Winkel 0°) oder zu höheren Winkelwerten hin (zum Beispiel 90°) abnimmt.
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All dies zum Beispiel nach einem Verlauf, der als „nachtfalterartig” (moth-like) bezeichnet werden kann.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können vorsehen, dass in die Verteilung der Lichtstrahlungsquellen L in Richtung der Länge der Linse 12 (und somit der Beleuchtungsvorrichtung 14) eingegriffen wird.
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3 zeigt beispielsweise Ausführungsformen, bei denen die Lichtstrahlungsquellen L ungleichmäßig entlang der Linse 12 verteilt sind, z. B. spärlicher (d. h. in größeren relativen Abständen) im mittleren Bereich der Linse 12 und dichter an den Enden der Linse 12.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Verteilung der Quellen L, wie in 3 dargestellt, in Bezug auf eine ideale Mittelebene (in Längsrichtung) der Linse 12 spiegelsymmetrisch sein. In der in 3 dargestellten Lösung sind drei Gruppen von Quellen vorhanden, wobei eine erste Gruppe in mittiger Position und zwei Gruppen an den Enden platziert sind.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Quellen L dagegen, wie in 4 dargestellt, mit regelmäßiger Schrittweite (konstantem Abstand) entlang der Längsabwicklung der Linse 12 verteilt sein.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es möglich vorzusehen, dass die Montage der Quellen L an der Beleuchtungsvorrichtung 14 selektiv verstellbar gemacht werden kann, beispielsweise, indem vorgesehen wird, dass die Quellen L, wie in 1 schematisch dargestellt, verschiebbar entlang einer Führung 140, mit welcher der Träger 14a ausgestattet ist, montiert werden. Auf diese Weise können die Quellen L entlang des Trägers 14a entsprechend den Einsatzanforderungen verschoben werden und beispielsweise von einer Montageanordnung, wie sie in 3 dargestellt ist, zu einer Montageanordnung, wie sie in 4 dargestellt ist, wechseln (nach dem Hinzufügen weiterer Quellen L).
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine solche Variation ermöglicht werden, indem am Träger 14a eine bestimmte (auch recht hohe) Anzahl von Montagesitzen für die Quellen L vorgesehen wird, wobei die Quellen L in einer solchen Anzahl und an solchen Positionen montiert werden können, dass eine gewünschte Montageanordnung erhalten wird, wobei auch in diesem Fall von z. B. einer nicht gleichmäßigen Verteilung wie in 3 dargestellt zu einer gleichmäßigen Verteilung wie in 4 dargestellt gewechselt werden kann.
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Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die Gleichmäßigkeit der auf die Fläche S projizierten Lichtstrahlung und/oder deren Farbe (z. B. durch Verwendung von Quellen L verschiedenen Typs) zu verstellen, ohne die Form der Linse 12 zu verändern.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es möglich, die Lichtstrahlungsquellen L zu differenzieren, indem die Verwendung von Lichtstrahlungsquellen L vorgesehen wird, die sich voneinander durch Parameter wie dem Emissionsspektrum, dem Farbpunkt, dem Lichtstromwert oder der Strahlungskonfiguration unterscheiden.
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Die Verteilung von Lichtstrahlungsquellen unterschiedlichen Typs entlang der Linse 12 (d. h. entlang der Beleuchtungsvorrichtung 14 und somit des Systems 10) kann sowohl zufällig als auch deterministisch erfolgen, beispielsweise, indem Verteilungen gewählt werden, die geeignet sind, bestimmte Farb- und Lichtstromkombinationen auszuführen, zum Beispiel, um eine gleichmäßige Beleuchtung der Fläche S zu erreichen.
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Wenn man beispielsweise annimmt, dass vier verschiedene LED-Typen, LED 1, LED 2, LED 3 und LED 4, zur Verfügung stehen, ist es denkbar, diese LED entlang der Vorrichtung 14 in einer sich zyklisch wiederholenden Folge vom Typ LED 1, LED 2, LED 3, LED 4, ..., LED 1, LED 2, LED 3, LED 4 usw. zu verteilen.
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Wie in 5 dargestellt, ist es in einer oder mehreren Ausführungsformen möglich, zwei oder mehr Beleuchtungssysteme 10 der zuvor gezeigten Art einzusetzen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen können diese Strukturen in ein einziges Beleuchtungssystem integriert sein. Dies kann geschehen, indem entweder das Vorhandensein mehrerer getrennter Beleuchtungsvorrichtungen 14 mit entsprechenden zugehörigen Linsen 12 (wie in 5 dargestellt) oder eventuell das Vorhandensein mehrerer Beleuchtungsvorrichtungen 14, die mit einer einzigen Linse 12 gekoppelt sind, beispielsweise mit zwei linearen Reihen von Lichtstrahlungsquellen L, die nebeneinander im Innern in der Kanalform der Linse 12 angeordnet sind, vorgesehen wird.
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Auch in diesem Fall ist es unabhängig von der spezifischen gewählten Lösung zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Querverteilung der Lichtstrahlung (z. B. Ebene X120 der 3 und 4) möglich, Lichtstrahlungsquellen L unterschiedlichen Typs zu verwenden oder Lichtstrahlungsquellen, die in unterschiedlicher Folge verteilt sind oder die in gleicher Folge verteilt, aber in den beiden benachbarten Reihen versetzt angeordnet sind.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es wie hier gezeigt möglich, auf das Querprofil der Linse 12 (Oberflächen 12a und 12b) einzuwirken, um das Emissionsdiagramm der Lichtstrahlung ausgehend von der Reihe von Quellen L zu verändern, so dass die Beleuchtungsstärke auf der Fläche S in bestimmten Bereichen verbessert wird, beispielsweise, indem die Position der seitlichen Spitzen von einem Winkel von 50° zu einem Winkel von 30° oder weniger geändert wird oder indem eine Verschiebung der Spitze (ebenfalls durch Einwirken auf die Merkmale der Linse 12) von einem Winkel von 50° zu einem Winkel von 60° oder mehr vorgesehen wird, so dass beispielsweise Wände, die seitlich zur Fläche S liegen, teilweise beleuchtet werden können.
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Bei Anwendungen im Gemüseanbau- und/oder Gartenbaubereich kann diese Möglichkeit die Verbesserung der Lichtverteilung nicht nur auf der Fläche S (Fußboden) erleichtern, sondern mit einer seitlichen Projektion auch auf Pflanzen, die bereits gewachsen sind und dazu bestimmt sind, länger in der Wachstumskammer (Treibhaus) zu bleiben.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es (z. B. durch Einwirken auf die Merkmale der Linse 12) möglich, so einzugreifen, dass eine Emissionsverteilung mit asymmetrischen Merkmalen (ebenfalls in Querrichtung zur Linse 20) bewirkt wird, so dass beispielsweise eine hellere Beleuchtung auf einer Seite oder Flanke und eine weniger helle Beleuchtung in die entgegengesetzte Richtung erhalten wird.
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Das Diagramm in 7 zeigt z. B. ein Strahlungsdiagramm in Querrichtung D120 mit zwei Spitzen, die winklig in etwa entgegengesetzt ausgerichtet sind (circa ±60°), aber asymmetrische Intensitäten haben, wobei eine erste ausgeprägtere Spitze (rechts im Diagramm) zum Boden hin gerichtet sein könnte und eine weniger ausgeprägte zweite Spitze (links im Diagramm) zu einer Wand hin gerichtet sein könnte.
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Ein asymmetrisches Emissionsprofil der Lichtstrahlung kann vorteilhaft sein, denn es ermöglicht eine Reduzierung der Beleuchtungsstärke in eine Richtung, in der sie nicht benötigt wird (zum Beispiel zu den seitlichen Wänden hin und/oder zu einer benachbarten Reihe von Lichtstrahlungsquellen hin, vielleicht sogar in geringem Abstand), und gleichzeitig eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit der Ausbreitung auf dem Fußboden oder in andere Richtungen.
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Die Tatsache, dass eventuell zwei (oder eventuell auch mehr als zwei) lineare Reihen von Lichtstrahlungsquellen verwendet werden, kann das Erhalten einer gleichmäßigen Beleuchtungsverteilung auf der gesamten Fläche S erleichtern. Diese Vorgehensweise kann in jenen Situationen sinnvoll sein, in denen der mit einer einzelnen Reihe von Lichtstrahlungsquellen erhaltene Lichtstrom nicht ausreichend ist, um z. B. auf dem Fußboden einen gewünschten Lichtstrom zu erhalten, so dass für den Einsatz von mehreren linearen Reihen, zum Beispiel zwei benachbarten linearen Reihen wie in 5 dargestellt optiert wird.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen (wie zum Beispiel in der Schnittansicht von 1 erkennbar) kann der Linse 12 mehr als nur eine optische Funktion übertragen werden, z. B. wenn sie geeignet ist, mechanische Funktionen zum Verbinden mit dem Träger oder Substrat 14a der Beleuchtungsvorrichtung 14 zu übernehmen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es möglich, in der Linse 12, z. B. an der Grenzfläche 12c zum Substrat 14a, Ausbildungen wie oberflächliche Profilierungen, Dichtungen usw. vorzusehen, die geeignet sind, eine Verbindung mit dem Substrat 14a auszuführen, so dass das Beleuchtungssystem 10 insgesamt beständig gegen äußere Einflüsse wird (z. B. mit IP-Schutzart).
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse 12 als Träger zur Montage zusätzlicher Bauteile (Widerstände, integrierte Schaltungen usw.) verwendet werden, die mit der Lichtstrahlungsquelle L kombiniert und eventuell in SMD-Technik montiert werden.
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Auf diese Weise kann die Linse 12 beispielsweise auch als Gehäuse oder Abdeckung für das System 10 insgesamt fungieren.
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Dies ermöglicht es (auch dank der Reduzierung der Anzahl der zu montierenden Bauteile), die Kosten des Systems 10 zu senken und darüber hinaus seine Effizienz zu erhöhen (zum Beispiel dank des Vorhandenseins eines einzigen optischen Elements – eben der Linse 12 – zwischen den Lichtstrahlungsquellen L und der Außenumgebung).
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse 12 (auf der Innenoberfläche und/oder Außenoberfläche) behandelt sein, beispielsweise mit einer Beschichtung, die geeignet ist, ihre Effizienz zu erhöhen (z. B. mit einer Antireflexbeschichtung) und/oder ihre Außenoberfläche widerstandsfähiger und kratzfester oder lösungsmittelbeständiger zu machen.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können die Ausführung der Linse 12 mit einem Extrusionsverfahren vorsehen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse 12 mit anderen Techniken ausgeführt werden, beispielsweise durch Spritzgießen. Im Fall von Fertigungstechniken wie eben der Formteilherstellung (zum Beispiel dem Spritzgießen) ist es möglich, auf die Länge der Linse L so einzuwirken, dass sie nicht notwendigerweise ein konstantes und gleichmäßiges Querprofil wie im Fall der Formung durch Extrusion aufweist. Im Besonderen ist es in einer oder mehreren Ausführungsformen möglich, auf den Längsverlauf des Profils der Innenoberfläche 12a und/oder Außenoberfläche 12b der Linse 12 einzuwirken, beispielsweise indem Hohlräume und/oder Vorsprünge an den Montagepositionen der Lichtstrahlungsquellen L ausgeführt werden, wobei auf diese Weise eine Profilierung der Konfiguration der vom System 10 emittierten Lichtstrahlung nicht nur in den Ebenen quer zur Längsausdehnung der Linse 20, sondern auch in Längsrichtung der Linse 20 selbst vorgenommen werden kann, womit (auch) auf das Diagramm D12 der 6 eingewirkt werden kann.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können daher ein Beleuchtungssystem (z. B. 10) betreffen, das umfasst:
- – eine längliche kanalförmige Linse (z. B. 12) mit einer Längsmittelebene (z. B. X12), wobei die Linse eine Innenoberfläche (z. B. 12a) und eine Außenoberfläche (z. B. 12b) aufweist, die untereinander eine Dicke der Linse definieren,
- – mindestens eine lineare Reihe von elektrisch betriebenen Lichtstrahlungsquellen (z. B. L), die sich in der Kanalform der Linse erstrecken, so dass sich das Licht dieser Lichtstrahlungsquellen durch die Linse hindurch ausbreitet,
wobei die Linse ausgehend von der Längsmittelebene eine erst zunehmende und dann abnehmende Dicke aufweist.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine solche Vorrichtung somit eine „nachtfalterartige” (moth-like) Beleuchtungskonfiguration emittieren, mit z. B. zwei seitlichen Spitzen in einem Winkel ±α (wobei α z. B. 50, 30 oder 60° beträgt).
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse quer zu dieser Längsebene einen (spiegel-)symmetrischen Querschnitt aufweisen, so dass die Längsebene eine Mittelebene der Linse darstellt und die emittierte Beleuchtungskonfiguration entsprechend symmetrisch sein kann.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse quer zu der Längsebene einen asymmetrischen Querschnitt aufweisen, so dass die Beleuchtungskonfiguration entsprechend asymmetrisch sein kann.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse aufweisen:
- – eine Innenoberfläche mit annähernd zylindrischem Profil und
- – eine Außenoberfläche mit annähernd elliptischem Profil.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Anordnung der Lichtstrahlungsquellen in der mindestens einen Reihe selektiv variabel sein.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Linse einen Querschnitt aufweisen, der in Richtung der Längsmittelebene variiert.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Lichtstrahlungsquellen LED-Quellen umfassen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Ausführung einer Beleuchtungsverteilung auf einer Fläche (z. B. S) umfassen:
- – das Bereitstellen mindestens eines Beleuchtungssystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen,
- – das Platzieren des mindestens einen Beleuchtungssystems gegenüber der Fläche, so dass das Licht der Lichtstrahlungsquellen, das sich durch die Linse hindurch ausbreitet, diese Fläche beleuchtet.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist es möglich, die Anordnung der Lichtstrahlungsquellen (L) in der mindestens einen Reihe zu verstellen.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verstellen der Anordnung der Lichtstrahlungsquellen in der mindestens einen Reihe mindestens einen der folgenden Vorgänge umfassen:
- – a) ungleichmäßiges Beabstanden der Lichtstrahlungsquellen in Richtung der Länge der mindestens einen Reihe, optional mit einem größeren Abstand in der Mitte als an den Enden der mindestens einen Reihe, und/oder
- – b) Ausstatten der mindestens einen Reihe, bevorzugt in einer über die Länge der Reihe wiederholten Folge, mit mindestens zwei Typen von Lichtstrahlungsquellen, die sich voneinander durch mindestens einen der folgenden Parameter unterscheiden:
– Emissionsspektrum,
– Farbpunkt,
– Lichtstrom und
– Strahlungskonfiguration.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können umfassen, dass mindestens zwei lineare Reihen mit Lichtstrahlungsquellen ausgestattet werden, die sich in Richtung der Längsebene erstrecken (eventuell als getrennte Beleuchtungssysteme 10) und geeignet sind, jeweils eine asymmetrische Beleuchtungskonfiguration zu emittieren.
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Unbeschadet des Grundprinzips können die Ausführungsdetails und die Ausführungsformen, auch erheblich, von den hier beispielhaft und nicht einschränkend beschriebenen und dargestellten abweichen, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
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Dieser Schutzbereich wird durch die folgenden Schutzansprüche bestimmt.
