[0001] Die Erfindung betrifft zunächst eine Leuchte zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen
nach Anspruch 1.
[0002] Als Leuchte zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen werden jegliche Leuchten angesehen,
die als Boden-, Wand- oder Deckenleuchte eines Gebäudes, gegebenenfalls als Strahler
oder als Einbauleuchte, der Ausleuchtung einer Gebäudefläche oder einer Gebäudeteilfläche
dienen. Gleichermaßen werden hierunter Leuchten verstanden, die Flächen eines Außenbereich
eines Gebäudes, also z. B. Parkplatzflächen, Grünflächen oder Wegflächen, ausleuchten
können. Unter auszuleuchtenden Gebäudeflächen im Sinne des Anspruches 1 werden auch
auszuleuchtende Gemälde oder Kunstobjekte verstanden.
[0003] Im Zuge der Weiterentwicklung von LED's werden diese in jüngster Zeit verstärkt zur
Ausleuchtung von Gebäudeflächen eingesetzt. Bislang stellt sich die erreichbare Lichtverteilung
einer mit LED's operierenden Leuchte - zumindest in bestimmten Anwendungsfällen -
als nicht zufriedenstellend dar.
[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht zunächst darin, eine Leuchte bereitzustellen, die
unter Einsatz von LED's eine verbesserte, und bei Bedarf im Detail exakt vorherbestimmbare
Lichtverteilung aufweist. Weiter soll eine Leuchte bereitgestellt werden, die unter
Rückgriff auf standardisierte Bauelemente einer Leuchte durch Austausch lediglich
weniger Komponenten der Leuchte eine geänderte Lichtverteilung zulässt.
[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe zunächst mit den Merkmalen des Anspruches 1.
[0006] Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, eine Leuchte mit einer Platine,
einer Sekundäroptik und einer Tertiäroptik auszustatten. Die Platine ist dasjenige
Bauelement, welches eine oder mehrere LED's trägt. Die Leuchte kann auch mehrere Platinen
umfassen. Als Platine wird ganz allgemein diejenige Leiterplatte bezeichnet, auf der
die LED's montiert sind, sei es durch Verlöten oder jede andere geeignete Befestigungsart.
Die Platine im Sinne des Anspruches 1 bildet insoweit das mechanische Trägerbauteil
für die LED oder die mehreren LED's.
[0007] Die LED's können gleichermaßen beliebiger Bauart sein. Es kann sich um monochrome
oder mehrfarbige oder unterschiedlich farbige LED's handeln. Die LED's weisen bereits
eine Primäroptik auf. Dies kann beispielsweise ein aus transparentem Kunststoff oder
dergleichen Material gebildeter Linsenkörper sein, der unmittelbar auf der LED, typischerweise
bereits beim Herstellungsprozess der LED, mit angebracht worden ist. Dieser kann bereits
für eine gewisse Fokussierung des Lichtes sorgen, so dass die kommerziell mit einer
Primäroptik ausgestattete LED beispielsweise einen Abstrahlungswinkel von 120° bis
180° aufweist. Auch andere Abstrahlungswinkel sind möglich.
[0008] Die erfindungsgemäße Leuchte umfasst darüber hinaus eine Sekundäroptik, die das von
den LED's emittierte Licht bündelt. Die Sekundäroptik ist von einem oder mehreren
Linsenkörpern gebildet, die transluzent ausgebildet sind und exakt berechnete Grenzflächenverläufe
aufweisen, um das von den LED's emittierte Licht zu bündeln. Insbesondere dienen die
Sekundäroptiken dazu, das von den LED's emittierte Licht im Wesentlichen in einen
parallelen Lichtstrahlengang zu überführen, der für eine lichttechnische Weiterverarbeitung
einer nachfolgenden Tertiäroptik zur Verfügung gestellt werden kann.
[0009] Die Sekundäroptik kann von im Querschnitt becherartigen Elementen gebildet sein,
die sich hinsichtlich ihres Querschnittes mit zunehmendem Abstand von den LED's erweitern.
Diese Linsenelemente können unmittelbar auf die Platine gesetzt werden und die dort
vorhandenen LED's übergreifen, so dass sie das gesamte, von den LED's emittierte Licht
aufnehmen und in lichttechnischer Hinsicht weiterverarbeiten können. Als Sekundäroptik
wird dabei sowohl eine Linsenanordnung verstanden, die ein einstückiges Bauteil darstellt,
welches mehrere LED's übergreift, als auch eine Vielzahl von derartigen Linsenkörpern,
die einzelnen LED's übergreifen.
[0010] Vorzugsweise ist die Platine fest an einem Leuchtengehäuse befestigt. Auch die Sekundäroptik
ist fest an einem Leuchtengehäuse befestigt. Weiter vorzugsweise ist die Sekundäroptik
unmittelbar an der Platine festgelegt.
[0011] Die erfindungsgemäße Leuchte umfasst darüber hinaus eine Tertiäroptik. Der Begriff
Tertiäroptik berücksichtigt, dass in Richtung des Lichtweges diese Optik das dritte
Element ist, welches eine lichtlenkende Wirkung verursacht.
[0012] Die Tertiäroptik ist bei der erfindungsgemäßen Leuchte von einem flächigen, transluzenten
Element gebildet. Als flächiges Element wird jedes flache, plattenförmige Element,
aber gegebenenfalls auch gewölbte Element bezeichnet, welches dünnwandig ausgebildet
ist. Insbesondere fallen auch kalottenförmig ausgebildete, flächige Elemente unter
den Begriff Tertiäroptik im Sinne des Anspruches 1.
[0013] Die Tertiäroptik ist transluzent ausgebildet, d. h. sie lässt das Licht grundsätzlich
durch. Aufgrund erfindungsgemäß vorgesehener lichtlenkender Mikrostrukturen findet
allerdings eine Lenkung des Lichtes statt.
[0014] Als lichtlenkende Mikrostrukturen im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung werden
sämtliche in eine oder beide Oberflächen des Elementes eingearbeitete Oberflächenstrukturen
verstanden. Diese können in einem sehr exakten Maße vorher berechnet und vorherbestimmt
sein und in eine entsprechende Werkzeugform eingearbeitet werden. Die Mikrostrukturen
können insbesondere Facetten aufweisen, deren lichtlenkende Grenzflächen von gewölbten
Oberflächen oder von planen Oberflächen gebildet sind.
[0015] Im Falle einer als plattenförmiges Element ausgebildeten Tertiäroptik kann sich entlang
der gesamten Plattenoberfläche ein strukturiertes Raster derartiger Facetten erstrecken.
Dabei können sich Facetten mit einer gewölbten Oberfläche und Facetten mit einer planen
Oberfläche abwechseln. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich Bereiche von Facetten
mit gewölbter Oberfläche und Bereiche von Facetten mit einer planen Oberfläche entlang
der Plattenoberfläche erstrecken. Schließlich kann die Plattenoberfläche auch in unterschiedliche
Abschnitte unterteilt sein, wobei in einem ersten Abschnitt Facetten mit einer ersten
Art von Wölbung und in einem zweiten Abschnitt Facetten mit einer zweiten Art von
Wölbung angeordnet sind. Insbesondere können auch Facetten vorgesehen sein, die das
Licht ohne lichtlenkende Wirkung hindurch lassen.
[0016] Infolge einer im Detail vorherbestimmtn Oberflächentopografie des transluzenten Elementes
kann das Abstrahlverhalten der Leuchte in einem sehr genauen Maße vorherbestimmt werden.
Durch eine entsprechende Anordnung bestimmter Facetten mit bestimmten Oberflächeneigenschaften
bzw. durch eine entsprechende Wahl der Art der Oberfläche kann das Lichtabstrahlverhalten
der Leuchte in der gewünschten Weise beeinflusst werden.
Zur Veranschaulichung sei folgendes Beispiel gewählt:
[0017] Angenommen, das transluzente Element sei von einer flachen Platte gebildet, welches
auf seiner Innenseite, also der Seite, die der Sekundäroptik zugewandt ist, vollständig
mit sphärischen Facetten besetzt ist. Dann kann durch die Wahl des Radius der einzelnen
Facetten der Abstrahlwinkel der Leuchte beeinflusst werden. Werden Facetten eingesetzt,
die einheitlich einen kleinen Radius aufweisen, wird ein größerer Abstrahlwinkel erzeugt,
als wenn durchgängig Facetten verwendet werden, deren Oberflächenwölbung einen größeren
Radius aufweist. Auf diese Weise kann eine Leuchte wahlweise mit einer entsprechenden
Linsenplatte mit Mikrolinsen erster Art oder mit einer anderen Linsenplatte mit Mikrolinsen
zweiter Art bestückt werden. Durch einen entsprechenden Austausch der Tertiäroptik
(also der Linsenplatte) kann das Abstrahlverhalten der Leuchte entsprechend verändert
werden.
[0018] Damit lassen sich erstmalig Leuchten realisieren, die als Lichtquellen LED's verwenden
und die bei im Wesentlichen gleicher äußerer Bauform und Rückgriff auf identische
Komponenten, wie Platine und Sekundäroptik, sowohl ein Abstrahlverhalten eines Spot-Strahlers
als auch bei alternativen Einsatz einer entsprechenden Tertiäroptik das Abstrahlverhalten
eines Fluters oder eines Wide-Fluters (mit großem Abstrahlwinkel) aufweisen.
[0019] Die lichtlenkenden Mikrostrukturen können auf unterschiedliche Art und Weise eingearbeitet
sein. Beispielsweise ist vorstellbar, dass die Tertiäroptik von einem Kunststoffspritzgussteil
gebildet ist. In diesem Falle können die lichtlenkenden Mikrostrukturen in die Werkzeugform
eingearbeitet sein. Beim Herstellen des Spritzgussteils übertragen sich die Strukturen
entsprechend auf den Formling.
[0020] Theoretisch ist es auch möglich, die lichtlenkenden Mikrostrukturen durch eine individuelle
Werkstückbearbeitung, also beispielsweise durch Fräsen jedes Werkstückes, individuell
herzustellen. Dies wird zwar als recht aufwändig angesehen, soll von der Erfindung
aber mit umfasst sein.
[0021] Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass als lichtlenkende Mikrostrukturen im Sinne
der Patentanmeldung nur solche Mikrostrukturen verstanden werden, die im Sinne eines
vorherbestimmten Lichtabstrahlverhaltens und zur Optimierung einer gewünschten Lichtstärkeverteilung
angeordnet sind. Lichtlenkende Mikrostrukturen im Sinne der Patentanmeldung sind keine
bloßen Aufrauungen der Oberfläche der Tertiäroptik beispielsweise durch Ätzen oder
Sandstrahlen, da hierdurch lediglich diffusstreuende, aber nicht lichtlenkende Mikrostrukturen
bereitgestellt werden.
[0022] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mikrostrukturen von
Facetten gebildet. Dies ermöglicht die individuelle Vorherbestimmung und Berechnung
der Oberflächen der Facetten.
[0023] Zumindest einige der Facetten weisen eine gewölbte Oberfläche auf. Dies ermöglicht
beispielsweise die Realisierung einer gewünschten Lichtverteilung durch eine entsprechende
Wahl der Wölbung der Oberfläche.
[0024] Vorteilhaft ist die Oberfläche der Facetten sphärisch gekrümmt. Dies ermöglicht einen
Rückgriff auf herkömmliche Berechnungsverfahren.
[0025] Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche einiger Facetten asphärisch gekrümmt
sein. Hierdurch können - wenn auch unter dem Erfordernis komplizierter Simulationen
- besonders optimierte Lichtverteilungen der Leuchte erzielt werden.
[0026] Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Oberfläche zumindest einiger Facetten
zylindrisch gekrümmt ist. Dabei kann auf Berechnungsverfahren zurückgegriffen werden,
die bereits bei der Konstruktion von Facetten aufweisenden Reflektoren Anwendung finden.
[0027] Weiter vorteilhaft ist die Oberfläche wenigstens einiger Facetten von einem Rotations-Paraboloid
bereitgestellt. Dies ermöglicht insbesondere die Erzielung gewünschter Cut-off-Winkel,
und damit eine scharfe Begrenzung der Lichtstärkeverteilung an den seitlichen Rändern.
[0028] Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass zumindest einige der Facetten eine plane
Oberfläche aufweisen. Dies ermöglicht eine gezielte Lichtlenkung von Lichtstromanteilen
hin in bestimmte Raumwinkelbereiche.
[0029] Die plane Oberfläche ist dabei grundsätzlich geneigt unter einem Winkel zu der Hauptabstrahlrichtung
der LED's angeordnet.
[0030] Die Mikrostrukturen sind vorteilhaft auf der Seite des Elementes angeordnet, die
der Sekundäroptik zugewandt ist.
[0031] Alternativ und / oder zusätzlich können die Mikrostrukturen auch auf der Seite des
Elementes angeordnet sein, die der Sekundäroptik abgewandt ist.
[0032] Besonders vorteilhaft ist das Element von der Sekundäroptik beabstandet angeordnet.
Dies ermöglicht eine besonders vorteilhafte Bauweise, insbesondere eine Befestigung
der Tertiäroptik an einem Leuchtengehäuse der Leuchte unabhängig von der Befestigung
der Sekundäroptik an dem Leuchtengehäuse.
[0033] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beaufschlagt die Sekundäroptik
die Tertiäroptik mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen. Diese Ausgestaltung
der Erfindung greift zurück auf eine Sekundäroptik, die das von den LED'S emittierte
Licht in einer besonders vorteilhaften Weise bündelt. Als im Wesentlichen parallele
Lichtstrahlen werden solche Lichtstrahlen bezeichnet, die zumindest in einer ersten
Näherung parallel zueinander von der Sekundäroptik kommend auf die Tertiäroptik treffen.
Dies ermöglicht eine besonders gut vorherbestimmbare lichttechnische Weiterverarbeitung
des von der Sekundäroptik emittierten LED-Lichtes.
[0034] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Element von
einer flachen Platte gebildet. Dies ermöglicht die Konstruktion einer Leuchte mit
einer sehr kompakten Bauform. Des Weiteren kann durch eine Tertiäroptik, die ein Element
mit einer flachen Platte umfasst, ein lichttechnisch optimiertes Zusammenspiel mit
LED's gewährleistet werden, die auf einer ebenen Platine angeordnet sind.
[0035] Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Element gewölbt ausgebildet.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ist beispielsweise vorteilhaft einsetzbar, wenn
die Platine gewölbt ausgebildet ist oder mehrere Platinen oder mehrere LED's derart
zueinander positioniert und angeordnet sind, dass die LED's in ihrer Gesamtheit insgesamt
entlang einer gekrümmten Raumfläche angeordnet sind.
[0036] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Element mehrere Abschnitte
auf, die unterschiedliche lichttechnische Verhalten zeigen. Hierbei kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass an einem Element ein erster Abschnitt angeordnet ist, in dem
Mikrostrukturen erster Art, und ein zweiter Abschnitt angeordnet ist, in dem lichtlenkende
Mikrostrukturen zweiter Art vorgesehen sind. Die lichtlenkenden Strukturen erster
Art können beispielsweise von sphärisch gekrümmten Facettenoberflächen und die Mikrostrukturen
zweiter Art von zylindrisch gekrümmten Facettenoberflächen gebildet sein. Auch jede
andere beliebige Konstellation von Oberflächenausprägungen ist möglich. Die unterschiedlichen
Abschnitte können zusammenhängend ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein,
dass die einzelnen unterschiedlichen Facettenoberflächen nach einem dem Betrachter
nicht erkennbaren Muster angeordnet sind. Dieses Muster erschließt sich erst in einem
tiefen Verständnis des Simulationsverfahren, mit dem das Abstrahlverhalten der Leuchte
an einem Computer im Vorfeld der Konstruktion einer entsprechenden Tertiäroptik simuliert
wird.
[0037] Vorteilhaft ist die Leuchte ortsfest angeordnet.
[0038] Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Platine und die Sekundäroptik innerhalb
eines Leuchtengehäuses angeordnet sind. Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein,
dass die Tertiäroptik innerhalb des Leuchtengehäuses angeordnet ist.
[0039] Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Tertiäroptik nach Art eines Leuchtenabschlussglases
an der oder nahe der oder in der Lichtaustrittsöffnung der Leuchte angeordnet ist.
[0040] Dadurch wird ein Rückgriff auf Leuchten im Wesentlichen herkömmlicher Bauform und
- falls gewünscht - auch kompakter Bauformen möglich.
[0041] Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Tertiäroptik mit Befestigungsmitteln
an einem Leuchtengehäuse der Leuchte befestigbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise
auch gewährleistet sein, dass die Tertiäroptik lösbar an dem Leuchtengehäuse befestigbar
ist. Schließlich kann hierdurch der Austausch einer Tertiäroptik derart, dass die
Tertiäroptik als "wechselbare" Tertiäroptik ausgelegt ist, gewährleistet sein.
[0042] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Modulsystem für Leuchten nach Anspruch
12.
[0043] Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Modulsystem für Leuchten bereitzustellen,
welches für Leuchten, die LED's einsetzen, unter Ermöglichung eines Rückgriffs auf
vorhandenen Komponenten und dem Austausch nur weniger Teile unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken
von Leuchten zulässt.
[0044] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 12.
[0045] Das Prinzip der Erfindung besteht darin, ein Modulsystem für Leuchten bereitzustellen,
mit dem Gebäudeflächen ausgeleuchtet werden. Da Modulsystem umfasst eine Platine,
auf der mehrere LED's angeordnet sind. Weiter ist eine Sekundäroptik vorgesehen, die
das von den LED's emittierte Licht bündelt. Schließlich umfasst das Modulsystem eine
erste Tertiäroptik vorherbestimmter Bauform. Als Tertiäroptik vorherbestimmte Bauform
wird ein solches flächiges, transluzentes Element verstanden, welches lichtlenkende
Mikrostrukturen erster Art aufweist, und welches eine vorherbestimmte Dimension aufweist.
Im Falle eines als Platte ausgebildeten Elementes fällt hierunter beispielsweise die
Abmessung der Platte in Breite und Höhe. Im Falle eines transluzenten Elementes, welches
gewölbt ausgebildet ist, zählt hierzu beispielsweise dessen Wölbungshöhe und der Durchmesser
des freien Randes.
[0046] Zu dem Modulsystem gehört des Weiteren eine zweite Tertiäroptik der selben Bauform.
Die zweite Tertiäroptik ist wiederum von einem flächigen transluzenten Element gebildet.
Dieses weist allerdings lichtlenkende Mikrostrukturen zweiter Art auf. Die erste Tertiäroptik
ist durch die zweite Tertiäroptik austauschbar. Austauschbarkeit im Sinne des Anspruches
12 bedeutet, dass die zweite Tertiäroptik mit den gleichen Befestigungsmitteln an
einem Leuchtengehäuse der Leuchte befestigbar ist wie die erste Tertiäroptik. Die
erste Tertiäroptik kann also so von der Leuchte gelöst werden und durch die zweite
Tertiäroptik ersetzt werden.
[0047] Als zweite Tertiäroptik wird im Falle des als Platte ausgebildeten Elementes eine
Platte mit der gleichen Abmessung in Breite und Höhe bzw. im Falle eines gewölbten
Elementes ein solches mit gleicher Wölbungshöhe und gleichem Durchmesser des feien
Randes bezeichnet.
[0048] Als weitere erfindungsgemäße Besonderheit ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturen
zweiter Art eine gegenüber den Mikrostrukturen erster Art geänderte Abstrahlcharakteristik
der Leuchte ermöglichen. Dies bedeutet, dass die Mikrostrukturen zweiter Art gegenüber
den Mikrostrukturen erster Art geändert ausgebildet sind. Einzelne oder alle Oberflächen
der einzelnen Facetten sind anders ausgebildet oder anders positioniert.
[0049] Auf diese Weise kann durch Austausch der Tertiäroptik unter Beibehaltung identischer
Bauelemente der Leuchte, nämlich eines identischen Leuchtengehäuses, einer identischen
Platine oder einer identischen Sekundäroptik ein völlig geändertes optimiertes Abstrahlverhalten
der Leuchte erzielt werden.
[0050] Bezüglich der Definition der Merkmale des Anspruches 12 wird auf die in den Ansprüchen
1 bis 11 gewürdigten Unteransprüche verwiesen, wobei die hierzu angegebenen Definitionen
gleichermaßen für den Anspruch 12 Anwendung finden.
[0051] Beispielhaft soll hierzu angeführt werden, dass eine erste Tertiäroptik beispielsweise
als plattenförmiges Element mit einer Linsenstruktur ausgebildet sein kann, welche
zahlreiche Linsenkörper als Facetten mit einer Wölbung aufweist, die um einen ersten
großen Radius gekrümmt sind, und eine zweite Tertiäroptik, die ähnlich ausgebildet
ist, bei der allerdings die einzelnen Facetten eine Wölbung aufweisen, die sich um
einen anderen, kleineren Radius herum erstreckt. Während das erste Element eine Lichtabstrahlcharakteristik
der Leuchte mit einem kleinen Abstrahlwinkel zulässt, ermöglicht bei Einsatz einer
zweiten Tertiäroptik das entsprechende Element eine Abstrahlcharakteristik der Leuchte
mit einem großen Abstrahlwinkel.
[0052] Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturen erster Art Facetten mit lichtlenkenden
Oberflächen erster Art, und die Mikrostrukturen zweiter Art Facetten mit lichtlenkenden
Oberflächen zweiter Art umfassen. Wie bereits bei der oben beschriebenen Ausgestaltung
der Leuchte nach den Ansprüchen 1 bis 11 können die Mikrostrukturen von Facetten bereitgestellt
werden. Die Facetten weisen jeweils eine individuell vorherbestimmte und vorherberechnete
Oberfläche auf, die das auf sie treffende Licht lenken kann. Durch Wahl der Art der
Oberfläche und Positionierung der Oberfläche kann die Lichtlenkung in der gewünschten
Weise zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung der Leuchte erfolgen.
[0053] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die erste
Tertiäroptik einen ersten Abstrahlwinkel des von der Leuchte emittierten Lichtes und
die zweite Tertiäroptik einen zweiten, von dem ersten Abstrahlwinkel unterschiedlichen
Abstrahlwinkel. Damit kann beispielsweise ein Abstrahlwinkel der Leuchte nur durch
Austausch der Tertiäroptik geändert werden. So kann in einer Gruppe von Leuchten eine
erste Leuchte eine Spot-Lichtverteilung, eine zweite Leuchte eine Flutlichtverteilung
und eine dritte Leuchte eine Weitflutlichtverteilung entsprechend einem kleineren,
mittleren und großen Abstrahlwinkel bereitstellen. Alle drei Leuchten dieser Gruppe
haben eine identische äußere Bauform und identische Bauelemente und Gehäuse, wobei
als einziges unterschiedliches Bauelement jeweils eine unterschiedliche Tertiäroptik
vorgesehen ist.
[0054] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Modulsystem nach Anspruch 15.
[0055] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Modulsystem zu schaffen, bei dem unter
Rückgriff auf im Wesentlichen identische Bauelemente und Austausch nur weniger Teile
eine geänderte Abstrahlcharakteristik der Leuchte ermöglicht wird. Die Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 15.
[0056] Das Prinzip der Erfindung besteht darin, dass ein erstes und ein zweites flächiges
transluzentes Element vorgesehen sind, die beide eine gleiche vorherbestimmte Bauform
aufweisen. Das flächige transluzente Element ist austauschbar an einem Gehäuse der
Leuchte befestigt. Das erste transluzente Element weist Mikrostrukturen erster Art,
und das zweite transluzente Element weist Mikrostrukturen zweiter Art auf. Durch Austausch
des transluzenten Elementes wird die Abstrahlcharakteristik der Leuchte geändert.
[0057] Das Modulsystem nach Anspruch 15 versteht sich am besten in Würdigung des Anspruches
12, wobei anzumerken ist, dass Anspruch 15 unabhängig von der Art der Lichtquelle
das erfindungsgemäße Prinzip verdeutlicht. Im Unterschied zu Anspruch 12 muss des
weiteren das transluzente Element auch nicht zwingend eine Tertiäroptik sein, sondern
kann - unter Annahme einer herkömmlichen Lichtquelle wie beispielsweise einer Niedervolt-Hologenlampe
oder einer anderen beliebigen, insbesondere auch punktförmigen Lichtquelle - das transluzente
Element die erste, sozusagen primäre Optik dieses Lichtsystems sein.
[0058] Weitere Vorteile ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand
der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
Darin zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Leuchte mit einer Platine, einer Sekundäroptik und einer Tertiäroptik und mit einem
beispielhaft durch eine Lichtpfeilschar veranschaulichten Lichtweg,
- Fig. 2
- in einer teilgeschnittenen Ansicht gemäß Ansichtspfeil II in Fig. 1 die Unterseite
der Tertiäroptik,
- Fig. 3
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer sphärischen Facette etwa gemäß Schnittlinie III-III
in Fig. 2,
- Fig.4
- in einer Darstellung gemäß Fig. 3 ein gegenüber Fig. 3 geändertes Ausführungsbeispiel
einer sphärischen Facette,
- Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer schematischen
Darstellung, und
- Fig. 6
- in einer schematischen Ansicht das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 gemäß Ansichtspfeil
VI.
[0059] Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete Leuchte soll nachfolgend
anhand der Zeichnungen erläutert werden. Der Figurenbeschreibung sei vorausgeschickt,
dass der Übersichtlichkeit halber gleiche oder miteinander vergleichbare Teile oder
Elemente, auch soweit unterschiedliche Ausführungsbeispiele betroffen sind, mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind.
[0060] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10, wobei
das Leuchtengehäuse der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist.
[0061] Fig. 1 zeigt eine Leiterplatte oder Platine 11, auf der dargestellt drei LED's 12a,
12b und 12c angeordnet sind. Die Leiterplatte 11 kann beispielsweise auf einem Trägerblech
13 montiert sein.
[0062] Nicht dargestellt sind weitere zum Betrieb der LED's erforderlichen Bauelemente wie
beispielsweise Mikroprozessoren, Widerstände, Kapazitäten, elektrische Anschlussleitungen,
Kühlelemente, etc.. Fig. 1 ist insoweit - wie im Übrigen auch die übrigen Figuren
- lediglich schematisch zu verstehen.
[0063] Die LED's 12a, 12b, 12c sind gemäß Fig. 1 von einer Sekundäroptik 14 übergriffen.
Die Sekundäroptik 14 ist eine Mehrzahl von Linsenkörpern 15a, 15b, 15c, die aus einem
transparenten Kunststoff gebildet sind. Die Linsenkörper weisen ausweislich der Figuren
einen sich bezüglich Fig. 1 nach oben erweiternden Querschnitt auf. Die Linsenkörper
sind in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt. Sie umfassen tatsächlich eine Vielzahl
von Grenzflächen, die bewirken, dass das von den LED's 12a, 12b, 12c emittierte Licht
gebündelt wird.
Fig. 1 verdeutlicht, dass, wie dies beispielsweise anhand des Lichtstrahlenbündels
der Lichtstrahlen 26, 27, 28 und 29, deutlich wird, dass von den LED's zunächst ein
Lichtstrahlenbündel 26a, 27a, 28a, 29a ausgeht, welches eine sehr breite Verteilung
hat. Anders formuliert umfasst das von der LED 12c emittierte Licht beispielsweise
einem Abstrahlwinkel von etwa 120° bis nahezu 180°.
[0064] Der entsprechende, die LED 12c übergreifende Linsenkörper 15c weist eine Vielzahl
von Grenzflächen auf, wobei in Fig. 2 lediglich die Grenzflächen 30a und 30b dargestellt
sind. Bei Auftreffen der entsprechenden Lichtstrahlen 26a, 27a, 28a, 29a werden die
Lichtstrahlen an den Grenzfläche 30a und 30b totalreflektiert, und zwar derart, dass
von der Sekundäroptik 14 ein Bündel von Lichtstrahlen 26b, 27b, 28b, 29b emittiert
wird, welches im Wesentlichen parallel ausgerichtet ist.
[0065] Angemerkt sei hierbei, dass die vorgenommene Betrachtung ebenfalls schematisiert
und vereinfacht ist und zum besseren Verständnis der Erfindung dient.
[0066] Unter einem Abstand A von der Sekundäroptik beabstandet ist eine Tertiäroptik 16
angeordnet. Der Abstand A beträgt zwischen 1 und 100 mm. Weiter vorzugsweise beträgt
der Abstand A zwischen 10 und 80 mm, weiter vorteilhaft etwa zwischen 10 und 50 mm.
Die Tertiäroptik 16 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 von einem plattenförmigen
transluzenten, d. h. transparenten Element, gebildet. Dies kann insbesondere aus Kunststoff
bestehen.
[0067] Sie weist eine Unterseite 17, die der Sekundäroptik 14 zugewandt ist, und eine Oberseite
20 auf, die der Sekundäroptik 14 abgewandt ist.
[0068] Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind auf der Unterseite 17 der Tertiäroptik
16 lichtlenkende Mikrostrukturen 18 angeordnet.
[0069] Fig. 2 verdeutlicht, dass die Mikrostrukturen 18 von einer Vielzahl von Facetten
19a, 19b, 19c, 19d gebildet sind, wobei lediglich einige der in Fig. 2 dargestellten
Facetten auch bezeichnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Facetten
mit einer sphärisch gewölbten Oberfläche 21 a ausgestattet. Ausweislich Fig. 3 kann
die Facette 19d eine sphärische Oberfläche 21a aufweisen, die um einen Krümmungsradius
r gewölbt ist. Ausweislich Fig. 4 kann die entsprechende Facette 19d alternativ aber
auch eine gekrümmte Oberfläche 21 b aufweisen, die um einen Krümmungsradius R gekrümmt
ist, wobei R deutlich größer als r ist.
[0070] Die schematischen Prinzipsskizzen der Figuren 2 bis 4 sollen lediglich verdeutlichen,
dass die Mikrostrukturen 18 völlig unterschiedlich ausgebildet sein können und an
das lichttechnische Erfordernis und an das gewünschte Abstrahlverhalten der Leuchte
optimiert angepasst sein können. Die Facetten 19a bis 19d können im einfachsten Fall
beispielsweise sämtlich identisch ausgebildet sein. So kann die gesamte Unterseite
17 der Tertiäroptik 16 von einer Vielzahl identischer Mikrolinsen gemäß Fig. 3 gebildet
sein. Alle diese Facetten 19 können insoweit einen konstanten Krümmungsradius r aufweisen.
[0071] Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind sämtliche Facetten mit einem
demgegenüber geänderten Krümmungsradius R ausgestattet.
[0072] Eine Leuchte 10, die eine erste Tertiäroptik 16 mit zahlreichen Facetten 19 mit Krümmungsradius
r verwendet, besitzt ein gänzlich anderes Lichtabstrahlverhalten als eine Leuchte,
die eine zweite Tertiäroptik 16 identischer Bauform aber mit geänderten Mikrostrukturen
18 aufweist, bei der die gewölbte Oberfläche 21 der Facetten 19 einen Krümmungsradius
R verwendet
[0073] Fig. 1 verdeutlicht, dass bei Einsatz von Mikrostrukturen erster Art ein bestimmtes
Lichtabstrahlverhalten der Leuchte erzielt wird: Das parallele Lichtstrahlbündel 26b,
27b, 28b, 29b wird gemäß Fig. 1 aufgeweitet zu einem Lichtstrahlenbündel 26c, 27c,
28c, 29. Der aufgeweitete Abstrahlwinkel ist in Fig. 1 mit α bezeichnet.
[0074] Bei Verwendung von Mikrostrukturen einer zweiten, demgegenüber geänderten Art, beispielsweise
unter Einsatz der Facetten mit einer Oberfläche 21 b gemäß Fig. 4, kann ein demgegenüber
geänderter Abstrahlwinkel erzielt werden, der bei Wahl eines größeren Krümmungsradius
R der Oberfläche 21 b der Facetten entsprechend kleiner ausfällt.
[0075] Die Erfindung beschränkt sich nicht alleine darauf, geänderte Krümmungsradien zu
verwenden, um dadurch Abstrahlwinkel der Leuchte zu variieren. Stattdessen beabsichtigt
die Erfindung durch Positionierung unterschiedlicher Facetten und durch Ausbildung
einzelner Oberflächen 21 einzelner Facetten 19 gänzlich geänderte Lichtabstrahlcharakteristika
der Leuchte möglich zu machen. So kann beispielsweise die Lichtfeldkontur und die
Intensitätsverteilung innerhalb der Lichtfeldkontur in beliebiger Weise geändert werden.
Hierzu kann die Oberflächentopografie der Unterseite 17 einer ersten Tertiäroptik
insgesamt geändert ausgebildet sein gegenüber der Oberflächentopografie einer zweiten
Tertiäroptik.
[0076] Fig. 5 veranschaulicht bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, dass die Platine 11,
die Sekundäroptik 14 und die Tertiäroptik 16 an einem Leuchtengehäuse 25 befestigt
bzw. innerhalb des Leuchtengehäuses installiert sind. Die Befestigungselemente und
die elektrischen Zuleitungen sowie weitere erforderliche elektrische und elektronische
Bauelemente und Kühlkörper sind in Fig. 5 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
[0077] Das Leuchtengehäuse 25 ist über ein Gelenk 23 relativ zu einer wandseitigen Montagefläche
24 verschwenkbar. Auf herkömmliche Befestigungsmechanismen eines Leuchtengehäuses
25 an einer Wandfläche kann zurückgegriffen werden.
[0078] Fig. 6 verdeutlicht, dass die Sekundäroptik 14 beispielsweise neun Linsenkörper 15a,
15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, 15h, 15i umfassen kann. Nicht dargestellt sind in Fig.
6 die zugehörigen neun LED's.
[0079] Fig. 6 macht allerdings deutlich, dass die Tertiäroptik 16 der Figuren 5 und 6 ein
kreisscheibenförmiges Bauelement ist. Dieses weist ausweislich Fig. 5 Mikrostrukturen
18 erster Art auf. Die Tertiäroptik 16 kann von dem Leuchtengehäuse 25 gelöst und
durch eine andere Tertiäroptik mit Mikrostrukturen 18 zweiter Art ersetzt werden.
Da die Mikrostrukturen zweiter Art gegenüber den Mikrostrukturen erster Art geändert
ausgebildet sind, kann die auf diese Weise veränderte Leuchte eine geänderte Lichtabstrahlcharakteristik
bereitstellen und zeigt ein gänzlich geändertes Lichtabstrahlverhalten.
1. Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen, umfassend eine Platine (11), auf
der mehrere LED's (12a, 12b, 12c) angeordnet sind, eine Sekundäroptik (14), die das
von den LED's emittierte Licht bündelt und eine Tertiäroptik (16), wobei die Tertiäroptik
von einem flächigen, transluzenten Element gebildet ist, welches lichtlenkende Mikrostrukturen
(18) aufweist.
2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen (18) von Facetten (19, 19a, 19b, 19c, 19d) gebildet sind.
3. Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Facetten eine gewölbte Oberfläche (21) aufweisen.
4. Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche sphärisch gekrümmt ist.
5. Leuchte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche asphärisch gekrümmt ist.
6. Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche zylindrisch gekrümmt ist.
7. Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche von einem Rotations-Paraboloid bereitgestellt ist.
8. Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16) von der Sekundäroptik (14) beabstandet (Abstand A) angeordnet ist.
9. Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (14) die Tertiäroptik (16) mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen
beaufschlagt.
10. Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16) von einer flachen Platte gebildet ist.
11. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16) gewölbt ausgebildet ist.
12. Modulsystem für Leuchten (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen, umfassend eine
Platine (11), auf der mehrere LED's (12a, 12b, 12c) angeordnet sind, eine Sekundäroptik
(14), die das von den LED's emittierte Licht bündelt, und eine erste Tertiäroptik
(16) vorherbestimmter Bauform, wobei die erste Tertiäroptik von einem flächigen, transluzenten
Element gebildet ist, welches lichtlenkende Mikrostrukuren (18) erster Art (Fig. 3)
aufweist, wobei eine zweite Tertiäroptik derselben Bauform vorgesehen ist, wobei die
zweite Tertiäroptik von einem flächigen, transluzenten Element gebildet ist, welches
lichtlenkende Mikrostrukturen zweiter Art (Fig. 4) aufweist, wobei die erste Tertiäroptik
durch die zweite Tertiäroptik austauschbar ist, und wobei die Mikrostrukturen zweiter
Art eine gegenüber den Mikrostrukturen erster Art geänderte Abstrahlcharakteristik
der Leuchte ermöglichen.
13. Modulsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen erster Art Facetten (19, 19a, 19b, 19c, 19d) mit lichtlenkenden
Oberflächen (21 a) erster Art und die Mikrostrukturen zweiter Art Facetten mit lichtlenkenden
Oberflächen (21 b) zweiter Art umfassen.
14. Modulsystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tertiäroptik (16) eine Lichtabstrahlung von der Leuchte unter einem ersten
Abstrahlwinkel (α), und dass die zweite Tertiäroptik eine Lichtabstrahlung unter einem
zweiten, von dem ersten Abstrahlwinkel unterschiedlichen Abstrahlwinkel ermöglicht.
15. Modulsystem (10) für Leuchten zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen, umfassend wenigstens
eine Lichtquelle (12a, 12b, 12c), ein erstes, flächiges, transluzentes Element vorherbestimmter
Bauform (16), welches im Lichtweg des von der Lichtquelle emittierten Lichtes anordenbar
ist, und das lichtlenkende Mikrostrukturen (18) erster Art (Fig. 3) aufweist, wobei
eine zweites flächiges, transluzentes Element gleicher Bauform vorgesehen ist, welches
im Lichtweg des von der Lichtquelle emittierten Lichtes anordenbar ist, und das lichtlenkende
Mikrostrukturen zweiter Art (Fig. 4) aufweist, wobei das erste Element durch das zweite
Element austauschbar ist, und wobei die Mikrostrukturen zweiter Art eine gegenüber
den Mikrostrukturen erster Art geänderte Abstrahlcharakteristik der Leuchte ermöglichen.