DE202017103122U1

DE202017103122U1 - Zoom-Strahler

Info

Publication number: DE202017103122U1
Application number: DE202017103122.5U
Authority: DE
Original assignee: Bartenbach Holding GmbH
Current assignee: Bartenbach Holding GmbH
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2027-05-24

Abstract

Zoom-Strahler mit variablem Strahlwinkel, umfassend zumindest eine Lichtquelle (3), eine Lenkoptik (4) zum Bündeln und/oder Lenken des von der Lichtquelle (3) abgegebenen Lichts auf eine Zoom-Optik (5), die zum Verstellen des Strahlwinkels verstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zoom-Optik (5) zwei von der Lenkoptik (4) separate, transparente Platten (9, 10) umfasst, die an ihren einander zugewandten Hauptseiten jeweils mit einer lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung (11) versehen und relativ zueinander verstellbar sind, sodass die Oberflächenstrukturierungen (11) in verschiedene Stellungen zueinander bringbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zoom-Strahler mit variablem Strahlwinkel, umfassend zumindest eine Lichtquelle, eine Lenkoptik zum Bündeln und/oder Lenken des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts auf eine Zoom-Optik, die zum Verstellen des Strahlwinkels verstellbar ausgebildet ist, sowie auch ein Tageslichtsystem mit einer solchen Zoom-Optik.
Zoom-Strahler werden üblicherweise dazu eingesetzt, um verschieden große Gegenstände oder verschieden weit beabstandete Raumzonen flexibel zu akzentuieren. Mögliche Einsatzbereiche solcher Zoom-Strahler reichen beispielsweise von der Bühnenbeleuchtung in Theatern oder Varietes über die Beleuchtung von Bildern, Skulpturen und Objekten in Museen bis hin zur Produktbeleuchtung im Einzelhandel, in den beispielsweise sog. Pop-Up-Shops mit variierendem Warenangebot und Präsentationslayout variabel zu beleuchten sind, können aber auch allgemeine Beleuchtungsandwendungen umfassen.
Durch die verstellbare Zoom-Optik kann der Strahl- bzw. Aufweitwinkel des vom Zoom-Strahler abgestrahlten Lichts verändert und somit die Lichtabgabe flexibel an das zu beleuchtende Objekt bzw. den entsprechenden Raumbereich angepasst werden.
In einfacher Bauart weisen solche Zoom-Strahler als Optik lediglich Linsensysteme auf, die der Lichtquelle zugeordnet sind, beispielsweise in Form einer asphärischen Linse, die vor der Lichtquelle bewegt werden kann. Solche reinen Linsensysteme erreichen jedoch typischerweise lediglich geringe optische Wirkungsgrade, die nicht über 40% hinausgehen, da für den eng strahlenden Bereich die Lichtquellenstrahlung großteils seitlich an der Linse vorbeigeht.
Um diesen seitlichen Lichtverlust zu vermeiden, sind bereits Zoom-Strahler bekannt, deren Optiksystem Reflektor-Linsen-Kombinationen verwendet, wobei mittels eines Reflektors das von der Lichtquelle abgegebene Licht eingefangen und gebündelt wird. Durch Verstellung einer vor dem Reflektor angeordneten Linse kann der gewünschte Zoom-Effekt erzielt werden.
Einen Zoom-Strahler dieser Gattung zeigt beispielsweise die Schrift DE 20 2014 000 449 U1 , die als Lichtquelle eine sog. COB-LED verwenden will, deren Licht im stärker aufgeweiteten Bereich von einem Reflektor eingefangen wird, wobei eine konvexe Linse vor dem Reflektor axial verstellbar ist, um einen einstellbaren Zoom-Effekt zu erzielen.
Solche Zoom-Strahler mit verstellbaren Reflektor-Linsen-Systemen sind zwar im Vergleich zu reinen Linsensysteme effizienter, besitzen jedoch immer noch relativ begrenzte Wirkungsgrade, zumindest dann, wenn ein größerer Zoom-Bereich durch einen größeren Verstellbereich der Linse realisiert werden soll, da dann typischerweise in den weiter entfernt liegenden Verstellpositionen der Linse wiederum ein Teil des Lichts an der Linse vorbei gestrahlt wird. Zum anderen ist die Homogenität des vom Zoom-Strahler abgestrahlten Lichts unbefriedigend. Durch das axiale Verstellen der Linse vor dem Reflektor kommt es je nach Stellung der Linse im Strahlungsbereich des Zoom-Strahlers zu mehr oder minder größeren Inhomogenitäten, die sich in ungleichmäßigen Helligkeiten des bestrahlten Objekts bzw. Raumbereichs zeigt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zoom-Strahler der eingangs genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll bei erhöhter Systemeffizienz, d.h. verbessertem optischen Wirkungsgrad ein großer Zoom-Bereich mit hoher Lichthomogenität im Strahlungsbereich des Zoom-Strahlers erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Zoom-Strahler gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, das von der Lichtquelle des Zoom-Strahlers abgegebene Licht mittels einer Lenkoptik auf die Zoom-Optik zu geben, von welcher das Licht dann abgestrahlt wird, wobei die genannte Zoom-Optik von zwei transparenten Platten gebildet wird, die mit lichtumlenkenden Oberflächenstrukturen zueinander verstellt werden können, um den Strahlwinkel zu verstellen.
Erfindungsgemäß besitzt die Zoom-Optik zwei von der Lenkoptik separate transparente Platten, die an ihren einander zugewandten Hauptseiten jeweils mit einer lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung versehen und relativ zueinander verstellbar sind, sodass die Oberflächenstrukturierungen an den Platten in verschiedene Stellungen relativ zueinander bringbar sind.
Durch Verstellen der Relativposition der Oberflächenlstrukturierungen werden die Laufwege der an der Oberflächenstrukturierung der einen Platte austretenden Strahlen bis zum Eintreten an der Oberflächenstrukturierung der anderen Platte verändert, sodass im Ergebnis der Austrittswinkel an der zweiten Platte und damit der Strahlwinkel des Zoom-Strahlers eine Veränderung erfährt. Durch das Zusammenspiel der Oberflächenstrukturierungen trifft ein aus einem bestimmten Konturabschnitt der Oberflächenstrukturierung der einen Platte austretender Strahl bei Veränderung der Position der zweiten Platte zur ersten Platte auf einen anderen Konturabschnitt der Oberflächenstrukturierung der anderen Platte, wenn die Position der einen Platte zur anderen Platte verändert wurde. Eine solche Zoom-Optik mit oberflächenstrukturierten Scheiben bzw. Platten kann trotz axial sehr kompakter Bauweise einen hohen optischen Wirkungsgrad und eine sehr homogene Lichtverteilung erreichen. Gleichzeitig kann mit relativ kleinen Verstellungen der Plattenposition zueinander ein großer Zoom-Bereich realisiert werden.
In Weiterbildung der Erfindung sind die beiden genannten Platten nur an den einander zugewandten Hauptseiten mit einer solchen lichtumlenkenden Oberflächenstruktur versehen. Die einander abgewandten Hauptseiten der Platten können glatt, d.h. ohne lichtumlenkende Oberflächenstruktur und ohne reliefartige Konturierung ausgebildet sein, wobei die genannten Platten mit den genannten, einander abgewandten Hauptseiten insbesondere flach und eben ausgebildet sein können. Mit dem Term „glatt“ ist dabei das Fehlen einer lichtumlenkenden Strukturierung im Sinne von Riefen und Erhebungen gemeint, wobei die Platte bspw. bei einer Ausbildung aus Kunststoff gleichwohl eine gewisse, durch den Herstellprozess bedingte Rautiefe haben kann.
Um den Strahlwinkel des Zoom-Strahlers zu variieren, können die beiden Platten axial etwa in Richtung der Hauptabstrahlrichtung zueinander vestellbar sein, sodass das Spaltmass zwischen den Platten variiert werden kann, um in der vorgenannten Weise den Strahlengang zwischen den oberflächenstrukturierten Plattenseiten, genauer gesagt dem Konturabschnitt, auf den der wiedereintretende Strahl fällt, verändern zu können.
Eine solche axiale Verstellbarkeit der beiden Platten zueinander kann grundsätzlich in verschiedener Weise erzielt werden, wobei bspw. eine oder beide der Platten in Achsialrichtung verschieblich gelagert sein können. Dabei kann bspw. auch am Zoom-Optik-Gehäuse ein Schraub- oder Spindelelment vorgesehen sein, an das eine der Platten gekoppelt ist, um durch Verdrehen des Gehäuseteils eine Achsialverstellung zu erzielen.
Alternativ oder zusätzlich können die beiden Platten auch rotatorisch zueinander verstellt werden, wobei insbesondere eine oder beide der Platten um eine Drehachse, die sich im Wesentlichen parallel zur Hauptabstrahlrichtung erstreckt, verdrehbar gelagert sein kann. Auch durch ein solches Verdrehen kann erreicht werden, dass ein aus der einen Oberflächenstruktur austretender Strahl an einem anderen Konturabschnitt der anderen Platte wiedereintritt, wodurch die gewünschte Veränderung des Strahlwinkels des Zoom-Strahlers erzielt werden kann.
Eine solche rotatorische Verstellbarkeit der beiden Platten zueinander kann auch mit einer axialen Verstellbarkeit kombiniert sein, bspw. in dem die beiden Platten zueinander verschraubbar gelagert sind, bspw. durch Befestigung einer Platte an einem Schraub- und/oder Spindelelement, das bei Verdrehen gleichzeitig eine rotatorische und axiale Verstellung der Platte vorsieht.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Verstellbarkeit der beiden Platten zueinander auch ein Querverschieben der Platten zueinander beinhalten, das heißt in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung bzw. parallel zur Plattenebene. Auch hierdurch verändert sich die Relativposition der Konturen der beiden Oberflächenstrukturen zueinander, sodass sich die Charakteristik der Abstrahlung verändern lässt.
Die genannte axialen und/oder rotatorischen Bewegungsachsen zur Verstellung der Platten zueinander können im Zusammenspiel mit der Ausbildung der Oberflächenstrukturen nicht nur dazu genutzt werden, den Zoom- bzw. Strahlungswinkel des abgegebenen Strahlenbündels zu verändern und einzustellen, sondern auch zur Veränderung der Querschnittsgeometrie des abgegebenen Strahlenbündels. Je nach Ausbildung und Orientierung der lichtumlenkenden Oberflächenstrukturen kann es bei verschiedenen Verstellungen der Platten zueinander zu Vorzugsrichtungen bei der Aufweitung kommen, was dazu führt, dass ein im Querschnitt in einer Plattenstellung zylindrischer Lichtkegel durch Plattenverstellung in einen elliptischen Lichtkegel und/oder einen polygonen Lichtkegel bspw. in Form eines rechteckigen Lichtkegels mit abgerundeten Ecken transformiert werden kann, wie noch näher erläutert wird.
Die genannten lichtumlenkenden Oberflächenstrukturen an den einander zugewandten Hauptseiten der Platten sind dabei vorteilhafterweise zueinander komplementär ausgebildet, sodass die Platten mit den genannten lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen passgenau auf- und ineinander setzbar sind, sodass Erhebungen an der einen Platte in Senken in der anderen Platte einfahren und umgekehrt Senken in der einen Platte Erhebungen der anderen Platte aufnehmen. Insbesondere können die einander zugewandten Oberflächenstrukturierungen soweit zueinander komplementär sein, dass ein beim Zusammenfahren der beiden Platten ggfs. verbleibendes Spaltmass kleiner ist als die Höhe der Erhebungen und/oder die Tiefe der Senken der Oberflächenstrukturierung.
Vorteilhafterweise können die beiden Platten mit ihren Oberflächenstrukturierungen bis auf ein Spaltmass von weniger als 0,1 mm oder auch weniger als 0,5 mm zusammengefahren werden, wobei vorteilhafterweise ein Zusammenfahren bis auf ein Spaltmass von 0,01 mm oder auch weniger vorgesehen sein kann.
Die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen können dabei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. In Weiterbildung der Erfindung können die Platten bspw. mit einer Prismenstruktur an den einander gegenüberliegenden Hauptseiten versehen sein. Insbesondere können Erhebungen bei Betrachtung im Querschnitt prismatisch oder pyramidenförmig konturiert sein und/oder Senken im Querschnitt betrachtet einen prismenförmigen oder pyramidenförmigen Abdruck bilden.
Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Prismen- oder Pyramidenstruktur können die Platten an den einander zugewandten Hauptseiten auch mit einer Radialstruktur versehen sein, die radial bzw. sternförmig verlaufende Riefen und/oder Wälle und/oder rinnenförmige Senken und/oder kammartige Erhebungen umfasst, die in Umfangsrichtung betrachtet einander abwechselnd bzw. aneinander vorgesehen sind, so dass sich ein sternförmiges oder strahlenförmiges Muster von einander wellenförmig abwechselnden Erhöhungen und Vertiefungen ergibt. Solche radialen Riefen und Wälle können dabei mit zunehmendem Abstand vom Zentrum der Radialstruktur eine zunehmende Breite aufweisen.
Mit einem Wall ist dabei eine längliche Erhebung gemeint, die sich entlang einer geraden oder gekrümmten Längsachse erhebt und ähnlich einem Bergkamm oder abgerundeten Bergrücken oder einem Wellenkamm konturiert sein kann. In ähnlicher Weise meint eine Riefe eine längliche Senke, die sich entlang einer geraden oder gekrümmten Längsachse erstreckt und ähnlich einer Ackerfurche oder einem Berg- bzw. Wellental oder einer Rinne konturiert sein kann.
Alternativ oder zusätzlich kann an den Platten als lichtumlenkende Oberflächenstruktur eine konzentrische Ringstruktur vorgesehen werden, die konzentrisch verlaufende Riefen und/oder Kämme umfassen kann. Die genannten Riefen und Kämme können dabei eine kreisförmige Konturierung besitzen. Alternativ kann aber auch eine ovale oder elliptische oder polygone Ringstruktur vorgesehen werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Platten an den einander zugewandten Hauptseiten auch mit linearen Parallelstrukturen ausgebildet sein, die lineare, vorzugsweise etwa parallel zueinander verlaufende Riefen und/oder Kämme bzw. Senken und Wälle aufweisen können. Insbesondere können die linearen Parallelstrukturen bspw. ein Wellenmuster mit Wellenkämmen und -senken bilden.
Eine solche lineare Oberflächenstruktur bspw. in Form von Wellenkämmen und Wellentälern kann insbesondere auch vorteilhaft sein, um nicht nur den Zoom- bzw. den Strahlwinkel variabel einstellen zu können, sondern auch um die Geometrie des Lichtkegels zu variieren, da es bei einer Verstellung solcher Linearstrukturen zueinander bei der Aufweitung des Strahlwinkels zu einer Vorzugsrichtung kommt.
Insbesondere kann aus einem im Querschnitt zunächst kreisförmigen Strahlungskegel ein elliptischer Strahlungskegel und/oder ein näherungsweise rechteckiger und/oder polygoner Strahlungskegel erzeugt werden, in dem die Platten mit den Linearstrukturen zueinander axial verschoben und/oder rotatorisch verstellt werden.
Eine solche variable Einstellung der Geometrie des abgestrahlten Strahlenbündels bzw. der im Strahlenbündel erzielten Lichtstärkeverteilungen lässt sich generell aber nicht nur mit linearen Parallelstrukturen der genannten Art erzielen, sondern auch mit anderen von der konzentrischen Kreisform abweichenden Oberflächenstrukturen wie bspw. rechteckigen und/oder polygonen Strukturverläufen, bspw. in Form eines näherungsweise quadratischen Polygons aus Riefen und/oder Wällen.
Alternativ oder zusätzlich kann als lichtumlenkende Oberflächenstruktur auch eine Strahlenstruktur vorgesehen sein, die strahlenförmig auseinanderlaufende Riefen und Kämme bzw. Senken und Wälle umfassen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann als lichtumlenkende Oberflächenstruktur eine Spiralstruktur vorgesehen sein, die spiralförmig verlaufende Senken und spiralförmig verlaufende Wälle umfasst.
Alternativ oder zusätzlich zu solchen geometrisch regelmäßigen Oberflächenstrukturen kann als lichtumlenkende Oberflächenstruktur auch eine Wolkenstruktur von ungleichmäßig, nach Art von fuzzy-logic verteilte Senken und Erhebungen vorgesehen sein.
Die vorgenannten Senken und Erhebungen bspw. in Form der genannten Riefen und Wälle bzw. Tälern und Bergrücken können im Querschnitt betrachtet grundsätzlich verschieden konturiert sein, bspw. harmonisch nach Art einer Welle oder auch kantig nach Art eines spitzen Bergkamms oder einer näherungsweise bspw. dreieckigen Querschnittsform.
Die genannte lichtumlenkende Oberflächenstrukturierung der Platten kann dabei hinsichtlich der Dimensionierung der Strukturkonturen wie der Riefen und Kämme oder Erhebungen unterschiedlich beschaffen sein. In Weiterbildung der Erfindung können Makrostrukturen mit Riefen und Kämmen bzw. Senken und Erhebungen im Millimeterbereich (mm) vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich können Mikrostrukturen mit Erhebungen und Senken im Mikrometerbereich (µm) vorgesehen sein.
Wiederum alternativ oder zusätzlich können auch Nanostrukturen eingesetzt werden, deren Erhebungen und Senken im Nanometerbereich (nm) dimensioniert sind.
Eine motorische Verstellvorrichtung zum Verstellen der beiden die Zoomoptik bildenden Platten kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein, wobei vorteilhafterweise die Ausbildung des jeweiligen Aktors an die Dimension der Strukturierung angepasst sein kann. Beispielsweise kann ein motorischer Spindelantrieb oder ein Elektromotor mit einem Stellgetriebe zum Verstellen der beiden Platten relativ zueinander vorgesehen sein, wobei ein solcher mechanischer, elektromotorischer Antrieb besonders für die vorgenannten Makrostrukturen, deren Kammhöhen bzw. Riefentiefen im Millimeterbereich liegen, und ggf. auch für die vorgenannten Mikrostrukturen mit Erhebungen und Senken im Mikrometerbereich geeignet sein kann.
Alternativ oder zusätzlich kann für kleinere Verstellungen auch ein elektronischer Stellaktor insbesondere in Form eines oder mehrerer Piezoelemente vorgesehen sein, wobei sich eine solche piezoelektronische Verstellvorrichtung insbesondere für die vorgenannten Nanostrukturen, deren Erhebungen und Senken im Nanometerbereich dimensioniert sind, eignet.
Die Platten können dabei vorteilhafterweise eben und mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Dicke dimensioniert werden, wobei als Dicke hierbei die Beabstandung der beiden Hüllflächen anzusehen ist, die auf die beiden Hauptseiten der Platten gelegt wird, sodass trotz der Oberflächenstrukturierung der einen Hauptseite eine gleichbleibende Dicke gemessen werden kann.
Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung können die beiden Platten - oder ggfs. auch nur eine der beiden Platten - mit einer die Lichtausbreitung vergleichmäßigenden, lichtmischenden Facettierung versehen sein, wobei eine solche Facettierung an der glatten Seite der Platte und/oder an der mit der lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung versehenden Plattenseite vorgesehen sein kann.
Die die Zoomoptik bildenden Platten müssen jedoch nicht in der genannten Weise eben ausgebildet sein und/oder eine gleich bleibende Dicke aufweisen, sondern können auch jeweils oder gemeinsam einen Optikbaustein mit einer bewusst gekrümmten Oberfläche bilden, insbesondere nach Art einer Linse mit einer gekrümmten Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsfläche. Beispielsweise können die einander abgewandten Hauptseiten der Platten jeweils nach Art einer Sammellinse ballig gekrümmt sein oder nach Art von Streulinsen konkav gekrümmt sein, wobei auch Mischformen in Betracht kommen, bei denen eine Platte eine konvex gekrümmte Hauptseitenoberfläche und die andere Platte eine konkav gekrümmte Hauptseitenoberfläche besitzt, oder nur eine Platte gewölbt und die andere Platte eben ausgebildet ist.
Die einander abgewandten Hauptseiten der die Zoomoptik bildenden Platten können auch nach Art einer Fresnellinse bzw. Fresnelschen Stufenlinse konturiert sein und/oder ringförmige Stufen aufweisen.
Die Lenkoptik, mittels derer das von der Lichtquelle abgegebene Licht auf die erste der beiden Platten der Zoom-Optik geworfen wird, kann grundsätzlich verschieden beschaffen sein, wobei die Lenkoptik vorteilhafterweise dazu ausgebildet ist, das gesamte von der Lichtquelle abgegebene Licht einzufangen und im Wesentlichen vollständig auf die Platten der Zoom-Optik zu werfen.
Dabei kann die genannte Lenkoptik unmittelbar auf der zumindest einen Lichtquelle sitzen bzw. direkt das von der Lichtquelle abgegebene Licht einfangen. Alternativ kann jedoch zwischen der Lichtquelle und der Lenkoptik ein weiterer Optikbaustein vorgesehen sein, bspw. eine Mischoptik in Form eines Mischstabes, um bspw. mehrfarbige LED-Cluster im abgegebenen Licht zu vergleichmäßigen.
Die Lenkoptik kann insbesondere eine Linse, bspw. eine TIR-Linse umfassen, die das eingefangene Licht mantelflächenseitig umlenken und über eine stirnseitige Austrittsfläche abstrahlen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Lenkoptik einen Reflektor umfassen, der das eingefangene Licht reflektierend abstrahlt.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Lenkoptik auch einen Konzentrator in Form eines CPC-Elements oder eines CPC-artigen Elements umfassen, welches das von der Lichtquelle abgegebene Licht modifiziert und gesamthaft auf die Zoom-Optik gibt. Ein solches CPC- oder CPC-artiges Element transformiert das von der Lichtquelle her kommende Licht in ein Strahlenbündel, in dessen Strahlungsbereich jeder Punkt von der zumindest annähernd vollen Leuchtdichte der Lichtquelle beaufschlagt ist. In der Praxis kann die volle Leuchtdichte an einigen Stellen gewisse Abstriche erleiden, z.B. durch Inhomogenitäten der Lichtquelle oder Fehlstellen, durch 3D - Effekte bzw. Fertigungstoleranzen einer Reflektorfläche oder dergleichen, sodass die volle Leuchtdichte an einigen Punkten eventuell nur annähernd erreicht wird. Von solchen Praxiseffekten abgesehen transformiert das CPC- bzw. CPC-artige Element das von der Lichtquelle empfangene Licht jedoch in das genannte Strahlenbündel, in dessen Strahlungsbereich zumindest theoretisch jeder Punkt von der vollen Leuchtdichte der Lichtquelle beaufschlagt ist. Bei Betrachtung innerhalb des Strahlungsbereiches zurück in das genannte CPC- oder CPC-artige Element sind -von jedem Punkt im Strahlungsbereich aus - alle sichtbaren, lichttechnisch aktiven Oberflächen des CPC- bzw. CPC-artigen Elements mit dem Licht der Lichtquelle voll beaufschlagt, sodass der gesamte, definierte Strahlungsbereich annähernd ohne Löcher leuchtet. Dementsprechend wird sozusagen eine neue Lichtquelle erzeugt, die sich auf den Durchmesser der Optik bzw. des CPC- bzw. CPC-artigen Elements vergrößert hat, andererseits aber im Vergleich zur tatsächlichen Lichtquelle in einem kleineren Raumwinkel strahlt.
Ein solches CPC-Element, d.h. Compound Parabolic Concentrator-Element ist in seiner ursprünglichen Grundform ein aus zwei Kurvenformen zusammengesetzter Konzentrator und wird klassischerweise an sich in der Solartechnik eingesetzt. In klassischer Ausgestaltung ist ein solches CPC-Element dabei aus zwei Parabeln zusammengesetzt, allerdings sind auch Abwandlungen bekanntgeworden, bei denen keine Parabeln, sondern andere Kurven die Kontur des Konzentratorelements definieren, wobei solche abgewandelten Konzentratoren - soweit sie nicht mehr parabolisch sind - nachfolgend als CPC-artige Elemente bezeichnet werden. Gemeinsam ist den CPC-Elementen und den abgewandelten CPC-artigen Elementen, dass sie in der genannten Weise das von der Lichtquelle herkommende Licht in ein Strahlenbündel transformieren, in dessen Strahlungsbereich jeder Punkt von der vollen Leuchtdichte der Lichtquelle beaufschlagt ist.
In einem Zoom-Strahler kann ein solches CPC- oder CPC-artiges Element in Verbindung mit der verstellbaren Zoom-Optik eine hohe Homogenität im Strahlungsbereich des Zoom-Strahlers bei gleichzeitig großer Systemeffizienz bzw. hohem optischen Wirkungsgrad erzielen. Durch den Konzentrator wird die Strahldivergenz der Lichtquelle vor dem Auftreffen der Strahlung auf die Zoom-Optik verringert und gleichzeitig die Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung der Lichtquelle in dem neuen Strahlungswinkel erhalten, wodurch eine hohe Homogenität im Strahlungsbereich erzielt werden kann. Gleichzeitig bündelt das CPC- bzw. CPC-artige Element das von der Lichtquelle abgegebene Licht auch bei größeren Verstellbereichen der Zoom-Optik auf diese Zoom-Optik, so dass ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
Ist die Umrisskontur des CPC-Elements klassisch aus zwei Parabeln zusammengesetzt, befinden sich deren Fokuspunkte für parallele Strahlung unter dem Akzeptanzwinkel gegenüberliegend an der unteren Begrenzung der gespiegelten Parabel. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine hemisphärische, kontinuierliche und vollflächige Abstrahlung innerhalb des CPC-Elements in eine kontinuierliche Abstrahlung innerhalb des Akzeptanzwinkels bzw. Strahlungswinkels außerhalb des CPC-Elements mündet.
Das CPC- bzw. CPC-artige Element muss jedoch nicht durch solche Parabeln definiert sein, sondern kann auch aus anderen Kurven zusammengesetzt bzw. gebildet werden. Dabei kann das CPC- bzw. CPC-artige Element auch hinsichtlich seines Aufbaus verschieden beschaffen sein. Zum einen kann das CPC-Element als Reflektor ausgebildet sein, wobei sich ein solches reflektorisches CPC- bzw. CPC-artiges Element besonders für breite Strahlungswinkel von > 2x 30° eignet und sich durch seine kostengünstige, beispielsweise im Spritzguss ausführbare, Herstellung auszeichnet. Dabei treten keine Dispersionseffekte auf.
Alternativ zu einer solchen Reflektorausbildung kann das CPC- bzw. CPC-artige Element auch als Linse, insbesondere Lichtsammellinse ausgebildet sein, deren Mantelfläche totalreflektierend ausgebildet und/oder mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein kann. Eine totalreflektierend ausgebildete Linse eignet sich gut für relativ enge Strahlungswinkel von beispielsweise < 2x 20°, wobei hier kein Verlust der Totalreflexion droht und sich die Linse auch dadurch auszeichnet, dass keine dunklen Stege bei einer Mehrfachanordnung beispielsweise in Form eines Felds aus mehreren CPCs entstehen. Bei einer Ausbildung des CPC- bzw. CPC-artigen Elements als Linse bzw. transparenter Korpus mit einer reflektierenden Beschichtung außen an der Reflexionsfläche des Korpus können der Akzeptanzwinkelbereich vergrößert und im Vergleich zu innenliegenden Beschichtungen herstellungsbedingte Schwierigkeiten vermieden werden. Auch in der Variante mit einer reflektierenden Beschichtung zeichnet sich das CPC- bzw. CPC-artige Element durch eine gute Eignung für enge Strahlungswinkel von beispielsweise < 2x 20° und die Vermeidung dunkler Stege bei einer Mehrfachanordnung beispielsweise in Form eines Felds aus mehreren CPCs aus.
Ferner können auch Hybridformen des CPC- bzw. CPC-artigen Elements vorgesehen werden, bei denen sowohl brechende als auch reflektierende Konturen vorhanden sind und eine Linse in Verbindung mit einer reflektierenden Kontur vorgesehen ist. Ein solches Hybridelement zeichnet sich durch eine kürzere Systemlänge aus und wird bisweilen als „lense mirror CPC“ bezeichnet.
Das CPC- bzw. CPC-artige Element kann auch einen Rotationskörper bilden, der durch Rotation zumindest einer Kurve um eine Kollektorachse gebildet ist.
Anstelle eines Rotationskörpers kann das CPC- oder CPC-artige Element auch einen Korpus mit eckigem Querschnitt besitzen, der durch Querverschieben zumindest einer Kurve entlang einer Querachse, Umklappen der Kurve um eine zur Querachse quer verlaufende Klappachse, erneutes Querverschieben der umgeklappten Kurve und Verschneiden der beim Querverschieben jeweils erzeugten Flächen gebildet werden kann.
Die Lenkoptik kann ebenfalls mit einer die Lichtausbreitung vergleichmäßigenden, lichtmischenden Facettierung versehen sein, wobei eine solche Facettierung an dem vorgenannten CPC-Element, aber auch an einer entsprechenden Linse oder einem Reflektor der Lenkoptik vorgesehen sein kann.
Die Lichtquelle des Zoom-Strahlers besitzt vorteilhafterweise eine hemisphärische Abstrahlcharakteristik. Die Lichtquelle ist vorteilhafterweise derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass die gesamte Lichteintrittsfläche der Lenkoptik von der Lichtquelle bestrahlt wird. Insbesondere kann als Lichtquelle zumindest eine LED vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer COB-LED, also einer sog. Chip On Board-LED, oder eines LED-Clusters, wobei aber auch andere Lichtquellenformen vorgesehen sein können. Beispielsweise können auch Mischboxen mit oder ohne Diffusoren oder Mischstäbe als Lichtquelle verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1: eine schematische, längsschnittartige Darstellung eines Zoom-Strahlers nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei die der Lichtquelle zugeordnete Lenkoptik und die verstellbare Zoom-Optik gezeigt sind,
2: eine schematische Darstellung der Zoom-Optik in Form zweier zueinander verstellbarer Platten und des davon erzeugten Strahlengangs, wobei die Teilansicht (a) den Strahlengang bei angenäherten Platten zeigt und die Teilansicht (b) den Strahlengang bei auseinandergefahrenen Platten zeigt,
3: eine perspektivische Darstellung der die Zoom-Optik bildenden transparenten Platten,
4: eine Schnittansicht der beiden Platten der Zoom-Optik aus 4,
5: eine schematische Darstellung zweier Zoomplatten mit einer linearen Oberflächenstruktur, wobei die Platten in verschiedenen Relativstellungen zueinander und die hierdurch erzielbaren Geometrien der Abstrahlcharakteristik dargestellt sind,
6: eine schematische Darstellung der Zoomoptik in Form zweier zueinander verstellbarer Zoomplatten und des hiervon erzeugten Strahlengangs, wobei die beiden Zoomplatten an ihren einander abgewandten Hauptseiten konvex gekrümmt nach Art einer Sammellinse ausgebildet sind, wobei die Teilansicht (a) die von den Zoomplatten gebildete Sammellinse in einer geschlossenen Stellung, in der die Strahlen in den Linsen näherungsweise parallel verlaufen, und die Teilansicht (b) die Sammellinse in Form der beiden Zoomplatten in einer geöffneten Stellung zeigt, in der Abschnitte eines Strahlengangs in den beiden Zoomplatten zueinander nicht parallel verlaufen, und
7: eine schematische Darstellung der Zoomoptik in Form zweier zueinander verstellbarer Platten, die nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung an ihren einander abgewandten Hauptseiten nach Art einer Fresnellinse ausgebildet sind und ringförmige Stufen aufweisen.

Wie 1 zeigt, kann der Zoom-Strahler 1 ein Gehäuse 2 umfassen, in dem eine Lichtquelle 3 vorzugsweise in Form einer LED wie beispielsweise einer COB-LED, eine Zoom-Optik 5 sowie eine zwischen der Lichtquelle 3 und der zumindest einen Zoom-Optik 5 angeordnete Lenkoptik 4 aufgenommen sein können.
Die genannte Lenkoptik 4 kann unmittelbar an der Lichtquelle 3 angeordnet und derart ausgebildet sein, dass das gesamte von der Lichtquelle 3 abgegebene Licht durch die Lenkoptik 4 hindurchgeht. Alternativ können aber auch ein oder mehrere weitere Optikbausteine zwischen der Lenkoptik 4 und der Lichtquelle 3 angeordnet sein, insbesondere bspw. eine Mischoptik 8, die bspw. als Mischkammer oder als Lichtmischstab ausgebildet sein kann.
Je nach Ausbildung der Lenkoptik 4 kann es hierbei zu verschiedenen Konstellationen kommen. Ist die Lenkoptik 4 beispielsweise als reflektorisches CPC-Element ausgebildet, tritt ein Teil des von der Lichtquelle 3 abgegebenen Lichts direkt durch den Innenraum des Reflektors hindurch, ohne an den Reflexionswänden des Reflektors reflektiert zu werden, während ein anderer Teil des abgegebenen Lichts an den genannten Reflexionswänden reflektiert und dann abgegeben wird. Umfasst die Lenkoptik 4 ein CPC- bzw. CPC-artiges Element 6, das als Linse ausgebildet ist, kann das von der Lichtquelle 3 abgegebene Licht von der genannten Linse vollständig eingefangen werden und vollständig durch die Linse hindurchtreten. Bei Hybridlösungen kann es wiederum zu anderen Konstellationen kommen.
Die genannte Lenkoptik 4 kann beispielsweise ein CPC-Element 6 umfassen, das einen zusammengesetzten, parabolischen Konzentrator (Compound Parabolic Concentrator) bilden, jedoch auch nicht parabolisch ausgebildet sein kann und das von der Lichtquelle 3 kommende, diffuse Licht, das von der Lichtquelle 3 näherungsweise hemisphärisch abgegeben wird, in ein relativ enges Strahlungsbündel bzw. einen engen Strahlungskegel mit einem Strahlwinkel im Bereich von beispielsweise 2x 10° bis 2x 60° oder 2x 20° bis 2x 50° oder 2x 20° bis 2x 30° transformiert und abstrahlt.
Das von dem CPC-Element 6 abgegebene Strahlungsbündel fällt vollständig auf die dem CPC-Element 6 nachgeordnete Zoom-Optik 5, so dass die Zoom-Optik 5 das durch das CPC-Element 6 transformierte Licht vollständig einfangen kann und in den zu beleuchtenden Raum abstrahlt.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen CPC-Element 6 kann die Lenkoptik 4 aber auch eine Linse und/oder einen Reflektor aufweisen, um das von der Lenkoptik 4 eingefangene Licht der Lichtquelle 3 im Wesentlichen vollständig auf die Zoom-Optik 5 zu werfen.
Die genannte Zoom-Optik 5 kann, wie 1 zeigt, aus zwei zueinander im Wesentlichen parallel angeordneten transparenten Platten 9 und 10 bestehen, die bspw. aus Glas oder einem optisch geeigneten, transparenten Kunststoff gefertigt sein können.
Wie die 2 und 3 verdeutlichen, sind die beiden Zoom-Platten 9 und 10 an ihren einander gegenüberliegenden, zugewandten Hauptseiten jeweils mit einer lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung 11 versehen, die im Wesentlichen aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Senken und Erhebungen besteht, bspw. in Form von prismatischen Kämmen und Riefen, wobei die eingangs bereits erläuterten Strukturformen wie bspw. Prismastruktur, Radialstruktur, Strahlenstruktur oder eine Ringstruktur vorgesehen sein kann.
Wie bspw. 3 zeigt, kann insbesondere eine Radialstruktur vorgesehen sein, bei der sich radial erstreckende Senken und radial erstreckende Wälle im Umfangsrichtung betrachtet abwechseln. Die genannten rinnenförmigen Senken 12 und wallförmigen Kämme 13 können dabei im Querschnitt betrachtet eine Breite besitzen, die mit zunehmendem Abstand vom Zentrum der Struktur größer wird.
Die beiden Platten 9 und 10 sind dabei vorteilhafterweise im Wesentlichen eben ausgebildet.
Die einander abgewandten Hauptseiten der Platten 9 und 10 können glatt, d.h. ohne lichtumlenkende Oberflächenstruktur ausgebildet sein.
Wie die 6 verdeutlicht, können die die Zoomoptik 5 bildenden Platten 9 und 10 an ihren einander abgewandten Hauptseiten jedoch auch eine Krümmung aufweisen, insbesondere nach Art von Sammellinsen ballig bzw. konvex gekrümmt sein, um beispielsweise einen engeren Strahlungswinkel als ihn die Lenkoptik ermöglicht zu erzielen. Mit der in 6 gezeigten Ausbildung der die Zoomoptik 5 bildenden Platten 9 und 10 in Form einer Sammellinse kann der von der Lenkoptik 4 bereitgestellte Strahlenkegel weiter verjüngt werden, wie dies die Teilansicht (a) der 6 verdeutlicht.
Vorteilhafterweise kann die von den Platten 9 und 10 gebildete Sammellinse dabei derart ausgebildet sein, dass einer ihrer Brennpunkte im Bereich des Abstrahlfokus der Primäroptik liegt bzw. damit zusammenfällt, vgl. 6(a).
Wie ein Vergleich der Teilansichten (a) und (b) der 6 zeigt, können die Strahlen bei geschlossener Sammellinse, d.h. aufeinandergefahrenen Platten 9 und 10 gemäß 6(a) im Wesentlichen gerade ohne Ablenkung durch die beiden Platten 9 und 10 hindurchgehen, d.h. die Teilstrahlengänge eines Strahls in jeder der Platten 9 und 10 sind zueinander parallel. Wird die Sammellinse geöffnet, d.h. die Platten 9 und 10 auseinander gefahren, wie dies die Teilansicht 6(b) zeigt, werden die Strahlen abgelenkt und gehen nicht mehr gerade mit zueinander parallelen Teilstrahlengängen durch die beiden Platten 9 und 10 hindurch. Da der Strahlengang an den einander zugewandten Oberflächen der Strukturierung 11 unterschiedlich abgelenkt wird, verlaufen die Strahlengangabschnitte in den verschiedenen Platten 9 und 10 nicht mehr parallel zueinander.
Anstelle einer solchen sammellinsenartigen Ausbildung können die Platten 9 und 10 an ihren einander abgewandten Hauptseiten auch nach Art einer Fresnellinse bzw. einer Fresnelschen Stufenlinse mit ringförmigen Stufen versehen sein, vgl. 7.
Die Dicke der beiden Platten 9 und 10 ist im Vergleich zum Durchmesser bzw. der Quererstreckung sehr klein. Insbesondere kann die Dicke der Platten 9 und 10 weniger als 10%, insbesonder auch weniger als 5% des Plattendurchmessers bzw. der Außenabmessung der Platten betragen.
Die Oberflächenstrukturierungen 11 an den einander zugewandten Hauptseiten der beiden Platten 9 und 10 sind dabei vorteilhafterweise zueinander komplementär ausgebildet, zumindest soweit, dass die beiden Platten 9 und 10 mit ihren Oberflächenstrukturierungen 11 auf- und ineinandergesetzt werden können, sodass ein verbleibendes Spaltmass deutlich kleiner ist als die Höhe der Erhebungen der Oberflächenstrukturierung 11. Wie bspw. 4 zeigt, können die beiden Platten 9 und 10 mit ihren oberflächenstrukturierten Hauptseiten vorteilhafterweise auf ein Spaltmass von weniger als 0,05 mm oder auch 0,01 mm oder weniger zusammengefahren werden. Die Erhebungen und Senken der Oberflächenstrukturierungen 11 fahren dabei ineinander, vgl. 3.
Wie 2 verdeutlicht, kann der Strahlengang durch die beiden Platten 9 und 10 und damit der Strahlwinkel des Zoom-Strahlers 1 dadurch verändert und eingestellt werden, dass die beiden Platten 9 und 10 in ihrer Position zueinander verstellt werden. Eine solche Verstellung der beiden Platten 9 und 10 zum Einstellen des Strahlwinkels kann bspw. durch axiale Abstandsveränderung der beiden Platten erfolgen, vgl. die beiden Teilansichten 2a und 2b im Vergleich zueinander. Durch eine solche Achsialverstellung bzw. Veränderung des Plattenabstands trifft ein aus der Oberflächenstrukturierung 11 der einen Platte 9 austretender Strahl 14 auf einen anderen Konturabschnitt der Oberflächenstrukturierung 11 der anderen Platte 10, welcher Konturabschnitt eine andere Neigung besitzt, sodass der weitere Strahlengang hinsichtlich seines Winkels verändert wird.
Eine Verstellung der beiden Platten 9 und 10 relativ zueinander kann beispielsweise mittels einer Verstellvorrichtung 16 bewerkstelligt werden, die manuell oder auch fremdenergiebetätigt werden kann. Aus Piatzgründen in den Zeichnungen ist eine solche Verstellvorrichtung 16 nur in der 7 gezeigt, wobei es sich jedoch versteht, dass eine entsprechende Verstellvorrichtung auch bei den anderen Ausführungsformen vorgesehen werden kann. Die Verstellvorrichtung 16 kann vorteilhafterweise die beiden Platten 9 und 10 miteinander verbinden und einen Stellaktor 17 aufweisen, der beispielsweise als elektromotorischer Spindelantrieb oder auch als Piezoelement ausgebildet sein kann. Alternativ könnte die Verstellvorrichtung 16 aber auch an nur einer der beiden Platten angreifen und diese beispielsweise gegenüber einem Gehäuse 2, wie es die 1 zeigt, verstellen, während die andere Platte an besagtem Gehäuse starr befestigt sein kann.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Achsialverstellung in Richung der Hauptabstrahlrichtung 15, die im Wesentlichen senkrecht zu den Platten 9 und 10 sein kann, ist auch eine rotatorische Verstellung der beiden Platten 9 und 10 zueinander möglich, insbesondere in Form einer Verdrehung einer Platte gegenüber der anderen Platte um eine Drehachse, die sich im Wesentlichen parallel zu der genannten Hauptabstrahlrichtung 15 erstrecken kann. Auch durch eine solche rotatorische Verstellung kann die Position der Konturen der Oberflächenstrukturierungen 11 zueinander verändert werden, um den zuvor erläuterten Effekt auf den Strahlengang zu erzielen.
Wie 5 verdeutlicht, können verschiedene Verstellbewegungen der Platten 9 und 10 zueinander und die Ausbildung deren lichtumlenkenden Oberflächenstrukturen 11 auch dazu genutzt werden, die Querschnittsgeometrie des abgegebenen Strahlenbündels und/oder deren Lichtverteilung zu variieren. Werden bspw. zwei Platten 9 und 10 mit einer linearen Parallelstruktur 11 versehen, die bspw. als Wellenstruktur mit Wellenkämmen und Wellentälern ausgebildet sein kann, kann in einer angenäherten, aufeinandersitzenden Stellung, die die Teilansicht 5 (b) zeigt, bspw. ein im Querschnitt kreisförmiger Strahlenkegel abgestrahlt werden, vgl. 5 (d), dort rechte Darstellung.
Durch Auseinanderbewegen der beiden Platten 9 und 10 in eine Stellung mit größerem Spaltmaß, wie sie die Teilansicht 5 (c) zeigt, kann das vormals kreiskegelförmige Strahlenbündel in ein ellipsenförmiges Strahlenbündel transformiert werden, da es bei der Aufweitung des Strahlwinkels eine Vorzugsrichtung gibt, die in Wellenlaufrichtung stärker wirkt als quer hierzu.
Wie die Teilansicht 5 (d) zeigt, kann eine weitere Transformation der Strahlkegelgeometrie auch durch ein Verdrehen der beiden Platten 9 und 10 relativ zueinander erzielt werden. Erfolgt bspw. eine 90°-Verdrehung der beiden Platten 9 und 10 zueinander, kann ein näherungsweise rechteckiger Strahlenkegel bzw. eine im Querschnitt pyramidenförmiges Strahlenbündel erzeugt werden, bei dem an den Ecken Abrundungen auftreten können, wie die rechte Seite der 5 (d) zeigt.
Obwohl nicht eigens dargestellt, könnte eine weitere Transformation der Strahlenbündelgeometrie auch durch eine Querverschiebung der beiden Platten zueinander erzielt werden. Werden bspw. in der Teilansicht 5 (c) die beiden Platten quer - das heißt gemäß Zeichnungsebene nach rechts oder links zueinander verschoben, kommt es ebenfalls zu einer Verzerrung des Querschnitts des Strahlenbündels.
Die axiale Verstellbarkeit der Zoom-Optik 5 kann hierbei in verschiedener Weise realisiert sein, beispielsweise durch einen Drehring 7 am Gehäuse 2, dessen Drehbewegung über ein Spindelgewinde oder ähnliche Verschraubungsmittel in eine axiale Stellbewegung der Zoom-Optik 5 umgesetzt werden kann.
Die beiden Platten 9 und 10 können von der vorgenannten Lenkoptik bzw. den weiteren Optikbausteinen des Strahlers separat ausgebildet sein, um eine maximale Flexibilität zu erzielen. Alternativ ist es jeoch auch möglich, eine der Platten mit dem benachbarten Optikelement der Lenkoptik zu verbinden. Wird bspw. in der Lenkoptik 6 eine Linse verwendet, kann bspw. die Lichtaustrittsfläche der Linse mit einer entsprechenden, lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung 11 versehen sein, bspw. in Form der gezeigten linearen Parallelstruktur.
Die dargestellten lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen 11 wie bspw. die lineare Parallelstruktur gemäß 5 oder die in 3 gezeigte Strahlenstruktur können unabhängig von der separaten Ausbildung der Platten 9 und 10 und/oder deren Verstellbarkeit zueinander besondere Vorteile mit sich bringen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202014000449 U1 [0006]

Claims

Zoom-Strahler mit variablem Strahlwinkel, umfassend zumindest eine Lichtquelle (3), eine Lenkoptik (4) zum Bündeln und/oder Lenken des von der Lichtquelle (3) abgegebenen Lichts auf eine Zoom-Optik (5), die zum Verstellen des Strahlwinkels verstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zoom-Optik (5) zwei von der Lenkoptik (4) separate, transparente Platten (9, 10) umfasst, die an ihren einander zugewandten Hauptseiten jeweils mit einer lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierung (11) versehen und relativ zueinander verstellbar sind, sodass die Oberflächenstrukturierungen (11) in verschiedene Stellungen zueinander bringbar sind.
Zoom-Strahler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die beiden Platten (9, 10) an ihren einander abgewandten Hauptseiten glatt ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Platten (9, 10) axial etwa in Richtung der Hauptabstrahlrichtung (15) zueinander verstellbar sind, sodass ein Spaltmass zwischen den Platten (9, 10) veränderbar ist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Platten (9, 10) relativ zueinander verdrehbar um eine sich etwa parallel zur Hauptabstrahlrichtung (15) erstreckende Drehachse ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Platten (9, 10) relativ zueinander parallel zu einer von einer der Platten definierten Ebene und/oder quer zur Hauptabstrahlrichtung (15) querverschieblich ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenstrukturierungen (11) der beiden Platten (9, 10) zueinander komplementär ausgebildet, sodass die Platten (9, 10) mit ihren lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) passgenau auf- und ineinander setzbar sind.
Zoom-Strahler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die beiden Platten (9, 10) mit ihren Oberflächenstrukturierungen (11) auf ein Spaltmass, das kleiner als die Höhe der Erhebungen und kleiner als die Tiefe der Senken der Oberflächenstrukturierungen ist, zusammenfahrbar sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Platten (9, 10) mit ihren lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) auf ein Spaltmass von weniger als 0,1 mm oder weniger als 0,05 mm oder weniger als 0,01 mm zusammenfahrbar sind.
Zoom-Strahler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Kreisringform abweichende und/oder polygone und/oder lineare Oberflächenstrukturierungen (11) vorgesehen und die beiden Platten (9, 10) zueinander axial verschieblich und/oder rotatorisch verstellbar sind derart, dass durch Verstellung der beiden Platten (9, 10) zueinander die Querschnittsgeometrie des abgestrahlten Strahlenbündels hinsichtlich dessen Form variabel einstellbar ist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als Prismenstruktur ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als Radialstruktur umfassend radiale Riefen und radiale Wälle, die in Umfangsrichtung einander abwechseln, ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als konzentrische Ringstruktur ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als lineare Parallelstruktur umfassend lineare, etwa parallele Riefen und/oder Wälle ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als Strahlenstruktur umfassend strahlenförmig auseinanderlaufende Riefen und/oder Wälle ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als Spiralstruktur mit spiralförmig verlaufenden Riefen und Wällen ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtumlenkenden Oberflächenstrukturierungen (11) zumindest teilweise als Wolkenstruktur mit ungleichmäßig großen und/oder verteilten Erhebungen und Senken ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Platten (9, 10) bei Betrachtung von Hüllflächen, die auf die Hauptseiten gelegt sind, eine konstante Dicke besitzen und eben ausgebildet sind.
Zoom-Strahler nach einem der Ansprüche 1-16, wobei die beiden Platten (9, 10) an ihren einander abgewandten Hauptseiten konvex gekrümmt ausgebildet sind und zusammen eine Sammellinse bilden.
Zoom-Strahler nach einem der Ansprüche 1-16, wobei die beiden Platten (9, 10) an ihren einander abgewandten Hauptseiten konkav gekrümmt ausgebildet sind und zusammen eine Streulinse bilden.
Zoom-Strahler nach einem der Ansprüche 1-16, wobei die beiden Platten (9, 10) an ihren einander abgewandten Hauptseiten nach Art einer Fresnelschen Stufenlinse konturiert sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platten (9, 10) spritzgeprägte Kunststoffplatten sind.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lenkoptik (4) einen Konzentrator in Form eines CPC-Elements (6) oder eines CPC-artigen Elements (6) umfasst, welches das von der Lichtquelle (3) her kommende Licht in ein Strahlenbündel transformiert, in dessen Strahlungsbereich jeder Punkt von der vollen Leuchtdichte der Lichtquelle (3) beaufschlagt ist.
Zoom-Strahler nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das CPC- oder CPC-artige Element (6) als Lichtsammellinse ausgebildet ist, deren Mantelfläche totalreflektierend ausgebildet ist und/oder mit einer relfektierenden Beschichtung versehen ist.
Zoom-Strahler nach Anspruch 22, wobei das CPC- oder CPC-artige Element (6) als Reflektor ausgebildet ist.
Zoom-Strahler nach Anspruch 22, wobei das CPC- oder CPC-artige Element (6) als Hybridsystem umfassend eine Linse und eine Reflektorkontur ausgebildet ist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lenkoptik (4) einen Reflektor umfasst.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Lenkoptik (4) und der Lichtquelle (3) eine Mischoptik (8) zum Mischen des von der Lichtquelle (3) abgegebenen Lichts vorgesehen ist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lenkoptik (4) eine Linse umfasst.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (3) eine LED aufweist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (3) ein LED-Cluster und/oder eine Mischbox mit oder ohne Diffusor und/oder einen Mischstab aufweist.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle eine hemisphärische Abstrahlcharakteristik besitzt.
Zoom-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Verstellvorrichtung (16) zum Verstellen der beiden Platten (9, 10) relativ zueinander vorgesehen ist und zumindest einen fremdenergiebetätigbaren Aktor aufweist, der einen Elektromotor umfasst.
Zoom-Strahler nach einem der Ansprüche 1-31, wobei eine Verstellvorrichtung (16) zum Verstellen der beide Platten (9, 10) relativ zueinander vorgesehen ist und zumindest einen fremdenergiebetätigbaren Aktor umfassend ein Piezoelement aufweist.