DE102012108055A1

DE102012108055A1 - Fenstervorrichtung

Info

Publication number: DE102012108055A1
Application number: DE201210108055
Authority: DE
Inventors: Simon Schicktanz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-03-06

Abstract

Es wird eine Fenstervorrichtung (100) beschrieben, welche mindestens eine Fensterscheibe (22, 122), mindestens einen Leuchtkörper (32), der zu einer Abstrahlung von Licht ausgeführt ist, und mindestens ein Umlenkelement (34, 122) umfasst, wobei die Fensterscheibe (22, 122) zumindest teilweise in einer Trennebene (24) angeordnet ist, welche einen Raum in einen ersten Halbraum (26) und einen zweiten Halbraum (28) unterteilt und wobei das Umlenkelement (34, 122) dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper (32) abgestrahltes und auf das Umlenkelement (22, 122) treffendes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum (26) abgestrahlt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fenstervorrichtung und insbesondere eine Fenstervorrichtung mit optoelektronischen Halbleiterbauelementen, insbesondere Leuchtdioden.
Durch Fenstervorrichtungen in Gebäuden dringt zur Tageszeit Tageslicht aus einem Außenbereich des Gebäudes in einen Innenbereich. Dagegen gibt es Situationen, in welchen kein Licht in den Innenbereich gestrahlt wird, beispielsweise zur Abend- oder Nachtzeit oder wenn die Fenstervorrichtung durch Herablassen einer Jalousie abgedunkelt wird, insbesondere wenn eine Person den Innenbereich, beispielsweise ein Badezimmer, benutzen möchte, ohne beobachtet werden zu können.
Durch Verwendung einer Lichtquelle wie beispielsweise einer Decken- oder Standleuchte wird dann üblicherweise der abgedunkelte Raum durch künstliches Licht erleuchtet. Hierdurch kommt es jedoch zu einer Bestrahlung des Raumes aus einer Raumrichtung, die sich von derjenigen Raumrichtung unterscheidet, aus welcher Licht durch die Fenstervorrichtung in den Innenbereich treffen würde. Außerdem wird bei Eintritt in einen mit künstlichem Licht beleuchteten Bereich die künstliche Beleuchtung bisweilen als ungemütlich, unnatürlich, kalt und/oder zu dunkel wahrgenommen; dies gilt insbesondere beim Übergang von einem durch Tageslicht beleuchteten Bereich in einen mit künstlichem Licht beleuchteten Bereich. Dieser Eindruck kann insbesondere durch eine von der Farbtemperatur des Tageslichts verschiedene Farbtemperatur des künstlich erzeugten Lichts entstehen. Damit sich ein Benutzer in einem mit künstlichem Licht beleuchteten Bereich und insbesondere beim Übergang von einem durch Tageslicht beleuchteten Bereich in einen mit künstlichem Licht beleuchteten Bereich wohlfühlt, kann es wünschenswert sein, eine spektrale Eigenschaft, beispielsweise die Farbtemperatur oder den Farbort des künstlich erzeugten Lichts an die entsprechende Eigenschaft des Tageslichts anzugleichen.
Leuchtdioden werden bekanntermaßen heutzutage vielfach für Beleuchtungszwecke eingesetzt. Da Leuchtdioden typischerweise schmalbandiges, einfarbiges Licht erzeugen, das ein quasimonochromatisches Spektrum aufweist, müssen zur Erzeugung von weißem Licht mehrere verschiedenfarbige Leuchtdioden oder eine oder mehrere Leuchtdioden mit einem zusätzlichen wellenlängenkonvertierenden Farbstoff kombiniert werden.
Eine übliche Kombination von Leuchtdioden zur Erzeugung weißen Lichts umfasst quasi-monochromatische rote Leuchtdioden mit einer Peak-Wellenlänge im Bereich von etwa 600 bis 700 nm, quasi-monochromatische grüne Leuchtdioden mit einer Peak-Wellenlänge im Bereich von etwa 530 bis 570 nm und quasi-monochromatische blaue Leuchtdioden mit einer Peak-Wellenlänge im Bereich von etwa 440 bis 475 nm. Zu dieser sogenannten RGB-Kombination können gegebenenfalls auch noch Leuchtdioden mit weiteren Farben hinzugefügt werden. Nachteilig an dieser Kombination ist, dass das hierdurch erzeugte weiße Licht keinen sehr natürlichen, tageslichtähnlichen Charakter aufweist. Desweiteren sind an dieser Kombination eine schlechte Farbwiedergabe und ein nicht-kontinuierliches Spektrum nachteilhaft.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Fenstervorrichtung bereitzustellen, durch welche es möglich ist, einen Innenraum auch bei Dunkelheit mit tageslichtähnlichem Licht aus bestimmten, einem Benutzer des Innenraums bekannten Lichteinfallsrichtungen zu beleuchten. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, hierbei tageslichtähnliches Licht mit hohem Farbwiedergabeindex und einem besonders naturähnlichem Charakter zu produzieren.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung schlägt eine Fenstervorrichtung vor, welche mindestens eine (insbesondere flächig ausgeformte) Fensterscheibe (beispielsweise aus Glas) und mindestens einen Leuchtkörper umfasst, der zu einer Abstrahlung von (sichtbarem) Licht, insbesondere zu einer Abstrahlung von weißem Licht ausgeführt ist. Die Fensterscheibe ist zumindest teilweise in einer (konzeptionellen) Trennebene angeordnet, welche einen Raum in einen ersten Halbraum und einen zweiten Halbraum unterteilt. Die Trennebene definiert durch ihren Normalenvektor eine Vorzugsrichtung, welche senkrecht zur Trennebene zum zweiten Halbraum hin verläuft.
Sichtbares Licht kann hier und im Folgenden beispielsweise durch seinen Farbort mit cx- und cy-Farbortkoordinaten gemäß der einem Fachmann bekannten so genannten CIE-1931-Farborttafel beziehungsweise CIE-Normfarbtafel charakterisierbar sein. Verschiedenfarbiges Licht kann dabei Licht mit unterschiedlichen Farbortkoordinaten sein.
Als weißes Licht oder Licht mit einem weißen Leucht- oder Farbeindruck kann hier und im Folgenden Licht mit einem Farbort bezeichnet werden, der dem Farbort eines Planck’schen Schwarzkörperstrahlers entspricht oder um weniger als 0,23 und bevorzugt um weniger als 0,07 in cx- und/oder cy-Farbortkoordinaten vom Farbort eines Planck’schen Schwarzkörperstrahlers abweicht.
Weiterhin kann als „warmweiß“ hier und im Folgenden ein Leuchteindruck bezeichnet sein, der eine Farbtemperatur von kleiner oder gleich 4000 K, was auch als „neutral-weiß“ bezeichnet werden kann, und bevorzugt kleiner oder gleich 3500 K aufweist. Weiterhin kann als warmweiße Farbtemperatur eine Farbtemperatur kleiner oder gleich den vorgenannten Werten und größer oder gleich 2000 K und besonders bevorzugt größer oder gleich 2400 K bezeichnet sein. Als „kaltweiß“ kann hier und im Folgenden ein weißer Leuchteindruck bezeichnet sein, der eine Farbtemperatur von größer als 5500 K aufweist. Der Begriff „Farbtemperatur“ kann hier und im Folgenden die Farbtemperatur eines Planck’schen Schwarzkörperstrahlers bezeichnen oder auch die dem Fachmann bekannte so genannte korrelierte Farbtemperatur („correlated color temperature“, CCT) im Falle eines weißen Leuchteindrucks im oben beschriebenen Sinne, der durch Farbortkoordinaten charakterisiert werden kann, die von den Farbortkoordinaten der Planck’schen Schwarzkörperstrahler abweichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Fenstervorrichtung ein (insbesondere flächig ausgeformtes) Umlenkelement, welches dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper abgestrahltes und auf das Umlenkelement treffendes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum abgestrahlt wird.
Das Umlenkelement muss nicht das gesamte auftreffende Licht umlenken. Das Umlenkelement kann auch dazu ausgebildet sein, einen ersten Teil des auftreffenden Lichts zu transmittieren und einen zweiten Teil umzulenken. Außerdem muss das Umlenkelement nicht eben ausgeformt sein, sondern kann beispielsweise Krümmungen oder Unebenheiten aufweisen.
Das Umlenkelement kann als Streuelement, insbesondere als ein diffus streuendes optisches Element, ausgebildet sein, wodurch eine sehr gleichmäßige Abstrahlcharakteristik erreicht werden kann. Beispielsweise kann das Umlenkelement aus einer transparenten Matrix, welche insbesondere PMMA (Polymethylmethacrylat), PC (Polycarbonat), Silikon oder Glas enthält oder aus einem dieser Materialien besteht, mit einem streuenden Füllstoff, welcher für mindestens eine Wellenlänge im Bereich 400–800 nm einen höheren Brechungsindex aufweist als das Matrixmaterial, bestehen. Durch den Brechungsindexunterschied wird eine streuende Wirkung hervorgerufen. Der Füllstoff kann beispielsweise aus Streupartikeln aus SiO₂, TiO₂ oder Al₂O₃ (beispielsweise mit einer Größe von 400 nm bis 40 µm, bevorzugt 1 µm bis 10 µm) bestehen. Die Verwendung von TiO₂ ist aufgrund der geringen Absorption und dem gleichförmigen Streuverhalten besonders vorteilhaft. Der Grad des Streuverhaltens des derart ausgebildeten Streuelements kann hierbei durch die Konzentration der Streupartikel und die Dicke des Streuelement eingestellt werden.
Alternativ kann das Umlenkelement als zumindest teilweise reflektierendes Element ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Umlenkelement ein Metallkörper oder eine Metallschicht, vorzugsweise aus Silber oder Aluminium, sein.
Besonders bevorzugt ist das Umlenkelement mit einer weiß reflektierenden Beschichtung versehen, welche geeignet ist, weißes Licht in einem möglichst großen Wellenlängenbereich diffus zu reflektieren. Insbesondere kann das Umlenkelement mit Bariumsulfat (BaSO₄) beschichtet sein, welches eine Reflektivität von 95–98 % in einem effektiven, spektralen Wellenlängenbereich von 300–1200 nm aufweist.
Typischerweise befindet sich im ersten Halbraum ein Innenbereich einer Wohnung, eines Gebäudes oder dergleichen, während sich im zweiten Halbraum ein Außenbereich der Wohnung, des Gebäudes oder dergleichen befindet. Insbesondere passiert während der Tageszeit aus dem zweiten Halbraum stammendes Tageslicht die Fenstervorrichtung, wenn sie sich in einem nicht lichtabschirmenden Zustand befindet, und gelangt dadurch in den ersten Halbraum.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Fenstervorrichtung ein Steuermittel zur Ansteuerung des Leuchtkörpers. Beispielsweise kann das Steuermittel die Helligkeit und/oder spektrale Eigenschaft des von dem Leuchtkörper emittierten Lichts aufgrund vorbestimmter Informationen über die Helligkeit und/oder spektrale Eigenschaft des in den zweiten Halbraum fallenden Lichts einstellen. Beispielsweise kann das Steuermittel die Helligkeit und/oder spektrale Eigenschaft des von dem Leuchtkörper emittierten Lichts aufgrund einer vorbestimmten typischen Abhängigkeit der Helligkeit und/oder spektrale Eigenschaft von der Tages- und/oder Jahreszeit einstellen. Insbesondere kann das Steuermittel die Farbtemperatur des von dem Leuchtkörper emittierten Lichts aufgrund einer Tageszeit einstellen. Beispielsweise kann am Morgen oder am Abend ein warmweißes Licht, und mittags ein kaltweißes Licht erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leuchtkörper mindestens eine Leuchtdiode, welche auch als organische Leuchtdiode (OLED) ausgebildet sein kann, aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper eine Vielzahl von Leuchtdiodenchips. Bei den Leuchtdiodenchips handelt es sich insbesondere um unterschiedliche Leuchtdiodenchips, welche elektromagnetische Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen emittieren. Beispielsweise können die Leuchtdiodenchips zumindest teilweise als Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ausgeführt sein. Das heißt, zumindest manche der Leuchtdiodenchips des Leuchtkörpers, im Extremfall alle, sind frei von einem Aufwachssubstrat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest einen Leuchtdiodenchip, beispielsweise auch zwei oder mehrere Leuchtdiodenchips, die im Betrieb blaues Licht abstrahlen. Das heißt, aufgrund dieser Leuchtdiodenchips oder dieses Leuchtdiodenchips ist der Leuchtkörper dazu eingerichtet – zumindest in einem Betriebszustand –, im Betrieb blaues Licht abzustrahlen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest einen Leuchtdiodenchip, beispielsweise auch zwei oder mehrere Leuchtdiodenchips, die im Betrieb rotes Licht abstrahlen. Das heißt, aufgrund dieser Leuchtdiodenchips oder dieses Leuchtdiodenchips ist der Leuchtkörper dazu eingerichtet – zumindest in einem Betriebszustand –, im Betrieb rotes Licht abzustrahlen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest einen Leuchtdiodenchip, der im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt. Das Leuchtkörper kann dabei auch zwei oder mehrere solcher Leuchtdiodenchips enthalten, die dafür sorgen, dass der Leuchtkörper – zumindest in einem Betriebszustand – dazu eingerichtet ist, im Betrieb grünlichweißes Licht abzustrahlen.
Aufgrund des Vorhandenseins insbesondere zumindest eines Leuchtdiodenchips, der im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt und zumindest eines Leuchtdiodenchips, der im Betrieb rotes Licht abstrahlt, weist das vom Leuchtkörper abgestrahlte sichtbare Licht einen besonders guten Farbwiedergabeindex und eine hohe Effizienz auf. Das heißt, der Leuchtkörper kann im Betrieb Licht erzeugen, das sich durch eine besonders gute Farbwiedergabe auszeichnet. Insbesondere die Verwendung zumindest eines Leuchtdiodenchips, der im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt, ermöglicht es, dass das vom Leuchtkörper abgestrahlte Mischlicht weißes Licht mit sehr guten Farbwiedergabeeigenschaften ist. Außerdem kann insbesondere in Kombination mit einem Leuchtdiodenchip, der im Betrieb blaues Licht abstrahlt, und/oder mit einem Leuchtdiodenchip, der im Betrieb rotes Licht abstrahlt, tageslichtähnliches Licht bereitgestellt werden, insbesondere tageslichtähnliches Licht mit variabler Farbtemperatur.
Bei dem grünlich-weißen Licht handelt es sich insbesondere um Licht aus folgendem Farbortbereich im CIE-Normalfarbsystem X ≥ 0,26, insbesondere 0,28 und X ≤ 0,43, Y ≥ 0,26, insbesondere 0,29 und Y ≤ 0,53.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtdiodenchip, der im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt, insbesondere den folgenden Aufbau auf: Der Leuchtdiodenchip umfasst einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone, die im Betrieb UV-Strahlung und/oder blaues Licht erzeugt. Ferner umfasst der Leuchtdiodenchip ein Konverterelement, das einen Teil der von der aktiven Zone erzeugten elektromagnetischen Strahlung in gelbes und grünes Licht konvertiert. Dazu können beispielsweise keramische Lumineszenzkonversionsstoffe in einer Schicht auf oder an der Außenfläche des Halbleiterkörpers angeordnet sein. Der Leuchtdiodenchip, der den Halbleiterkörper und das Konverterelement umfasst, sendet dann Mischstrahlung aus, die sich aus der vom Halbleiterkörper primär erzeugten Strahlung und/oder der vom Konverterelement abgegebenen Strahlung zusammensetzt. Handelt es sich bei dem Halbleiterkörper um einen Halbleiterkörper, dessen aktive Zone im Betrieb UV-Strahlung aufweist, umfasst das Konverterelement zumindest einen zusätzlichen Konversionsstoff, der im Betrieb blaues Licht abstrahlt, welches zur Bildung des grünlich-weißen Mischlichtes zumindest teilweise beiträgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper einen Modulträger. Bei dem Modulträger kann es sich beispielsweise um einen Anschlussträger handeln, der im Leuchtkörper mechanisch stützende Eigenschaften und elektrische Eigenschaften wahrnimmt. Beispielsweise können Komponenten des Leuchtkörpers über den Modulträger elektrisch leitend miteinander verbunden und/oder von außen kontaktiert werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Modulträger um eine Leiterplatte, wie beispielsweise eine bedruckte Leiterplatte oder eine Metallkernplatine.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest drei Leuchtdiodenchips. Die Leuchtdiodenchips können dabei auf einem Modulträger mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen sein. Zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb blaues Licht ab, zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb rotes Licht ab, und zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb grünlich-weißes Licht ab. Die Leuchtdiodenchips können zu gleichen Zeiten und zu unterschiedlichen Zeiten betrieben werden. Dadurch, dass die Leuchtdiodenchips unabhängig voneinander ansteuerbar sind, kann die Farbtemperatur des insgesamt abgestrahlten weißen Lichts durch ein die Leuchtdiodenchips ansteuerndes Steuergerät geeignet eingestellt werden. Das heißt, durch Veränderung der jeweils von den einzelnen Leuchtdiodenchips abgestrahlten Lichtintensitäten kann verschiedenfarbiges Mischlicht, beispielsweise auch weißes Licht mit verschiedenen Farbtemperaturen, erzeugt werden. Beispielsweise kann am Morgen oder am Abend ein warmweißes Licht, und mittags ein kaltweißes Licht erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest zwei Leuchtdiodenchips. Zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb rotes Licht ab und zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb grünlich-weißes Licht ab. Hierdurch kann im Vergleich zu der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ein blau abstrahlender Leuchtdiodenchip eingespart werden. Ebenso ist es möglich, das einer der Leuchtdiodenchips im Betrieb blaues Licht und zumindest einer der Leuchtdiodenchips im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt. Hierdurch kann ein rot abstrahlender Leuchtdiodenchip eingespart werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest zwei Leuchtdiodenchips. Beide Leuchtdiodenchips strahlen im Betrieb weißes Licht mit einem jeweils verschiedenen Farbort ab. Durch geeignete Ansteuerung der beiden Leuchtdiodenchips ist es möglich, weißes Licht mit variabler Farbtemperatur bereitzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper zumindest einen Leuchtdiodenchip, der im Betrieb grünes und/oder gelbes und/oder blaues Licht erzeugt. Das heißt, zusätzlich zu den bereits vorhandenen lichtabstrahlenden Leuchtdiodenchips kann der Leuchtkörper weitere farbige Leuchtdiodenchips umfassen, welche beispielsweise den Farbwiedergabeindex des abgestrahlten weißen Mischlichts des Leuchtkörpers erhöhen können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Leuchtkörper ein Streuelement, das sämtlichen oder einigen Leuchtdiodenchips des Leuchtkörpers nachgeordnet ist und durch welches die von den Leuchtdiodenchips erzeugte Strahlung gemischt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fenstervorrichtung eine Jalousie umfasst. Die Jalousie ist zwischen einem ersten, lichtabschirmenden und einem zweiten, nicht lichtabschirmenden Zustand bewegbar. Im dem ersten, lichtabschirmenden Zustand ist die Jalousie dazu ausgebildet, aus dem zweiten Halbraum stammendes Licht, insbesondere Tageslicht, teilweise oder vollständig zu blockieren (beispielsweise zu absorbieren), so dass es nicht oder nur ein geringfügiger Anteil davon in den ersten Halbraum gelangt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Jalousie im ersten, lichtabschirmenden Zustand dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper abgestrahltes und auf die Jalousie treffendes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum abgestrahlt wird. Hierdurch wirkt die Jalousie im ersten, lichtabschirmenden Zustand als Umlenkelement im oben beschriebenen Sinne.
Beispielsweise kann die Jalousie mit waagerecht angeordneten dünnen Lamellen als Leisten aus Metall oder Kunststoff ausgestattet sein. Die Lamellen lassen sich mit Hilfe von besonderen Schnüren oder anderen Zugvorrichtungen hochziehen oder herablassen. Im herabgelassenen Zustand können die Lamellen derart ausgerichtet sein, dass sie den Durchblick durch die Jalousie und die Fensterscheibe nach draußen hin ermöglichen. Sie können jedoch auch so ausgerichtet werden, dass der Durchblick verhindert wird, beispielsweise wenn gewünscht ist, dass ein Benutzer des Zimmers von außen nicht beobachtet werden kann. In dem letzten beschriebenen Fall befindet sich die Jalousie in dem ersten, lichtabschirmenden Zustand.
Bevorzugt sind die Lamellen mit einer weiß reflektierenden Beschichtung versehen, welche geeignet ist, weißes Licht in einem möglichst großen Wellenlängenbereich diffus zu reflektieren. Insbesondere können die Lamellen mit Bariumsulfat (BaSO₄) beschichtet sein.
Der Leuchtkörper ist in der genannten Anordnung bevorzugt im ersten Halbraum angeordnet und dazu ausgebildet, im Betrieb Licht zu emittieren, welches auf die Jalousie und insbesondere deren Lamellen trifft und von dort zurück in den ersten Halbraum umgelenkt wird. Bevorzugt trifft Licht auf einen zumindest überwiegenden Anteil einer Gesamtfläche der Jalousie, insbesondere mit im Wesentlichen gleichförmiger Intensität.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine Leuchtkörper derart angeordnet ist, dass eine Hauptabstrahlrichtung des von diesem im Betrieb abgestrahlten Lichts mit der oben definierten Vorzugsrichtung einen Winkel zwischen 40° und 70° einschließt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die flächig ausgeformte Fensterscheibe mindestens ein Streuelement umfasst, welches dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper abgestrahltes und auf das Streuelement treffendes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum abgestrahlt wird. Hierdurch wirkt das Streuelement als Umlenkelement im oben beschriebenen Sinne.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die flächig ausgeformte Fensterscheibe insgesamt diffus streuend ausgebildet, beispielsweise aus Milchglas gefertigt ist.
Der Leuchtkörper kann in der genannten Ausbildung der Fensterscheibe mit einem Streuelement im ersten Halbraum angeordnet und dazu ausgebildet sein, im Betrieb Licht zu emittieren, welches auf die Fensterscheibe trifft und von dort zurück in den ersten Halbraum umgelenkt wird. Bevorzugt trifft Licht auf einen zumindest überwiegenden Anteil einer Gesamtfläche der Fensterscheibe, insbesondere mit im Wesentlichen gleichförmiger Intensität.
Bevorzugt ist der mindestens eine Leuchtkörper derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung des von diesem im Betrieb abgestrahlten Lichts mit der oben definierten Vorzugsrichtung einen Winkel zwischen 40° und 70° einschließt.
Der Leuchtkörper kann allerdings auch im zweiten Halbraum angeordnet und dazu ausgebildet sein, im Betrieb Licht zu emittieren, welches auf die Fensterscheibe trifft und nach Streuung durch das Streuelement durch die Fensterscheibe hindurch in den ersten Halbraum abgestrahlt wird.
Bevorzugt ist der mindestens eine Leuchtkörper derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung des von diesem im Betrieb abgestrahlten Lichts mit der oben definierten Vorzugsrichtung einen Winkel zwischen 110° und 140° einschließt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leuchtkörper auf einer Raumwand, insbesondere einer Innenwand, des Zimmers oder Raumes, in welchem die Fenstervorrichtung vorgesehen ist, (bevorzugt in der Nähe der Fensterscheibe, beispielsweise auf einer Fensterseitenwand) angeordnet ist. Die Raumwand erstreckt sich bevorzugt entlang der Vorzugsrichtung, es ist aber auch möglich, dass sie sich entlang einer anderen Richtung, beispielsweise senkrecht zur Vorzugsrichtung, erstreckt. Der Leuchtkörper muss nicht unmittelbar auf der Raumwand angeordnet sein. Vielmehr ist bevorzugt, dass der Leuchtkörper auf einem Trägerelement, welches bevorzugt streifenförmig ausgebildet ist, befestigt und das Trägerelement auf der Raumwand angeordnet, beispielsweise angeklebt oder anderweitig fixiert ist. Hierdurch wird eine kostengünstige Nachrüstoption bereitgestellt, mit deren Hilfe herkömmliche Fenstervorrichtungen, insbesondere solche, welche bereits eine Jalousie aufweisen, in eine erfindungsgemäße Fenstervorrichtung umgewandelt werden können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fenstervorrichtung einen Fensterrahmen umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, die Fensterscheibe zu fixieren oder zu halten, und auf welchem der Leuchtkörper angeordnet, beispielsweise aufgeklebt oder anderweitig fixiert ist. Der Fensterrahmen enthält bevorzugt ein Material, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, beispielsweise ein Metall, insbesondere Aluminium. Hierdurch wird erreicht, dass der Fensterrahmen als Kühlkörper für den Leuchtkörper wirken kann. Um eine geeignete Bestrahlung des Umlenkelements zu erreichen, ist bevorzugt, dass der Fensterrahmen mindestens eine Seitenfläche zur Fixierung des Leuchtkörpers aufweist, welche auf geeignete Weise in Bezug auf das Umlenkelement orientiert ist. Beispielsweise kann der Fensterrahmen einen fünfeckigen Querschnitt aufweisen.
Außerdem schlägt die Erfindung eine Leiste mit einem Basisträger und einem auf dem Basisträger angeordneten Leuchtkörper vor, wobei der Leuchtkörper die oben genannten Eigenschaften aufweist, also insbesondere mindestens eine Leuchtdiode aufweist. Bevorzugt umfasst der Leuchtkörper zumindest drei Leuchtdiodenchips. Zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb blaues Licht ab, zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb rotes Licht ab, und zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb grünlich-weißes Licht ab.
Außerdem schlägt die Erfindung einen Fensterrahmen vor, auf welchem ein Leuchtkörper angeordnet ist, wobei der Leuchtkörper die oben genannten Eigenschaften aufweist, also insbesondere mindestens eine Leuchtdiode aufweist. Bevorzugt umfasst der Leuchtkörper zumindest drei Leuchtdiodenchips. Zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb blaues Licht ab, zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb rotes Licht ab, und zumindest einer der Leuchtdiodenchips strahlt im Betrieb grünlich-weißes Licht ab.
Außerdem schlägt die Erfindung ein Verfahren zu Herstellung einer erfindungsgemäßen Fenstervorrichtung vor. Das Verfahren umfasst dabei folgende Verfahrensschritte: Bereitstellen einer Fenstervorrichtung, welche mindestens eine Fensterscheibe und mindestens ein Umlenkelement umfasst, und Befestigen einer Leiste, welche wie oben beschrieben ausgebildet ist, an einer Raumwand oder an einem Fensterrahmen. Dabei wird die Leiste derart angeordnet, dass von dem Leuchtkörper abgestrahltes Licht auf das Umlenkelement trifft und von diesem derart zumindest teilweise umgelenkt wird, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum abgestrahlt wird.
Bevorzugt ist das Umlenkelement hierbei eine Jalousie mit den oben beschriebenen Eigenschaften oder eine diffus streuend ausgebildete Fensterscheibe.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Fenstervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
2 eine Fenstervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
3 eine entsprechende Vorderansicht,
4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine der beiden in den 2 und 3 gezeigten Leisten,
5 eine Fenstervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
6 eine entsprechende Vorderansicht,
7 eine Fenstervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
8 eine Fenstervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
9 eine Fenstervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
10 eine Fenstervorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung, und
11 eine Fenstervorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung.
In den folgenden Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren und die Größenverhältnisse, insbesondere auch die Größenverhältnisse einzelner Teilbereiche und Elemente untereinander, sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Vielmehr dienen sie zur Verdeutlichung einzelner Aspekte der Erfindung. Zum besseren Verständnis oder besseren Darstellbarkeit können diese übertrieben groß bzw. dick dargestellt sein. Die Erfindung ist auch nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen bzw. den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Die 1 zeigt eine insgesamt mit 100 bezeichnete Fenstervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung (beispielsweise von oben betrachtet). Die Fenstervorrichtung umfasst einen Fensterrahmen 20, welcher dazu ausgebildet ist, eine flächig ausgeformte Fensterscheibe 22 aus Glas zu fixieren. Die Fensterscheibe 22 ist in einer Trennebene 24 angeordnet, welche einen ersten Halbraum 26, welcher mit einem Innenbereich eines Gebäudes, beispielsweise dem Innenbereich eines Badezimmers, zusammenfällt, und einen zweiten Halbraum 28, welcher mit einem Außenbereich des Gebäudes zusammenfällt, definiert. Die Trennebene 24 legt durch ihren Normalenvektor eine Vorzugsrichtung 30 fest, welche senkrecht zur Trennebene 24 zum zweiten Halbraum 28 hin verläuft.
In dem ersten Halbraum 26 ist ein Leuchtkörper 32 angeordnet, welcher weißes Licht auf ein Umlenkelement 34 abstrahlt, welches zumindest einen Teil des auftreffenden Lichts in den ersten Halbraum 26 zurückreflektiert (gekennzeichnet durch gestrichelte Pfeile).
Das Umlenkelement 34 ist diesem Ausführungsbeispiel eine Jalousie, welche sich in einem herabgelassenen Zustand befindet und hierdurch aus dem zweiten Halbraum 28 stammendes Licht blockiert, so dass sich die Jalousie in einem lichtabschirmenden Zustand befindet. Der Leuchtkörper 32 strahlt weißes Licht um eine Hauptabstrahlrichtung 36 herum ab, welche mit der Vorzugsrichtung 30 einen Winkel zwischen 40° und 70° einschließt.
Die 2 zeigt die Fenstervorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. 3 zeigt eine entsprechende Vorderansicht. In 2 ist nur ein Teil der Fenstervorrichtung 100 dargestellt, welche man sich im übrigen symmetrisch fortgesetzt vorstellen kann.
Es sind zwei streifenförmige Leisten 42 vorgesehen, welche jeweils an einer Raumwand 40 des Raumes, in welchem die Fenstervorrichtung 100 vorgesehen ist, beispielsweise an einer Fensterseitenwand, befestigt, beispielsweise angeklebt sind. Beide streifenförmige Leisten 42 umfassen jeweils einen Basisträger 38 mit einem dreieckigen Querschnitt, auf welchem der Leuchtkörper 32 oder eine Vielzahl von Leuchtkörpern 32 montiert sind.
Durch den dreieckigen Querschnitt der Basisträger 38 wird eine geeignete Orientierung der Leuchtkörper 32 in Bezug auf die Jalousie 34 eingestellt. Die Jalousie 34 besteht aus waagerecht angeordneten Lamellen 44, welche in einem lichtabschirmenden Zustand der Jalousie 34 derart ausgerichtet sind, dass ein Durchblick durch sie größtenteils verhindert wird. Die Lamellen 44 sind mit Bariumsulfat beschichtet, wodurch das von den Leuchtkörper 32 abgestrahlte weiße Licht diffus in den ersten Halbraum 26 hin reflektiert wird.
In 4 ist eine schematische Schnittdarstellung durch eine der beiden in den 2 und 3 gezeigten Leisten 42 dargestellt. Die Leiste 42 umfasst den Basisträger 38 mit einem dreieckigen Querschnitt, welcher eine streifenförmig ausgebildete Seitenfläche 39 aufweist, auf welcher eine Vielzahl von auf Modulträger 46 aufgebrachten Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 montiert sind. In 4 sind hierbei nur ein Modulträger 46 und drei Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 dargestellt. Die gezeigte Anordnung kann man sich senkrecht zur Zeichenebene regelmäßig wiederholt vorstellen.
Bei dem Modulträger 46 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte, die einen elektrisch isolierenden Grundkörper umfassen kann, auf den oder in den Leiterbahnen und elektrische Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung und Verschaltung der Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 vorgesehen sind.
Auf eine Oberfläche des Modulträgers 46 sind vorliegend wenigstens drei Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 aufgebracht.
Ein erster Leuchtdiodenchip 48 ist dazu ausgebildet, im Betrieb blaues Licht abzustrahlen. Ein zweiter Leuchtdiodenchip 50 ist dazu ausgebildet, im Betrieb rotes Licht abzustrahlen Ein dritter Leuchtdiodenchip 52 ist dazu ausgebildet, im Betrieb grünlich-weißes Licht abzustrahlen. Der dritte Leuchtdiodenchip 52 umfasst einen Halbleiterkörper 54 mit einer aktiven Zone 56, die im Betrieb des Halbleiterkörpers beispielsweise blaues Licht abstrahlt. Ein Konverterelement 58, das beispielsweise keramische Lumineszenskonversionsstoffe umfasst, wandelt einen Teil dieses Lichts in gelbes und grünes Licht um. Es resultiert grünlich-weißes Mischlicht.
Den Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 ist ein Streuelement 60 nachgeordnet, durch welches die von den Leuchtdiodenchips 48, 50, 52 erzeugte Strahlung gemischt wird, so dass das auf die Jalousie 34 treffende Licht einen möglichst homogenen Farbcharakter aufweist.
Die 5 zeigt die Fenstervorrichtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. 6 zeigt eine entsprechende Vorderansicht.
Im Unterschied zu dem in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leuchtkörper 32, welche beispielsweise wie in 4 dargestellt ausgebildet sein können, jeweils an seitlichen Streben des Fensterrahmens 20, welcher bevorzugt aus Aluminium besteht, befestigt (in 6 als weiße Streifen dargestellt). Die seitlichen Streben des Fensterrahmens 20 weisen jeweils einen fünfeckigen Querschnitt auf, wodurch eine geeignete Orientierung der Leuchtkörper 32 in Bezug auf die Jalousie 34 eingestellt wird.
Die 7 zeigt die Fenstervorrichtung 100 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung.
Im Unterschied zu dem in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Fenstervorrichtung 100 keine Jalousie. Dagegen ist vorgesehen, dass die Fensterscheibe 122 ein diffus streuendes Material enthält, beispielsweise aus Milchglas ausgebildet ist. Wiederum ist in 7 nur der linke Teil der Fenstervorrichtung 100 gezeigt, welche man sich auf der rechten Seite symmetrisch fortgesetzt denken kann. Die Leuchtkörper 32, welche wiederum wie in 4 dargestellt ausgebildet sein können, strahlen weißes Licht auf die matte Fensterscheibe 122, welche als Streuelement wirkt und wenigstens einen Teil des auftreffenden weißen Lichts in den ersten Halbraum 26 zurückstreut. Hierdurch wirkt die Fensterscheibe 122 als Umlenkelement im oben beschriebenen Sinne.
Die 8 zeigt die Fenstervorrichtung 100 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. Im Unterschied zu dem in der 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leuchtkörper 32 im zweiten Halbraum 28 angeordnet. Die Leuchtkörper 32, welche wiederum wie in 4 dargestellt ausgebildet sein können, strahlen weißes Licht auf die matte Fensterscheibe 122, welche als Streuelement wirkt und wenigstens einen Teil des auftreffenden weißen Lichts streut und in den ersten Halbraum 26 durchlässt. Hierdurch wirkt die Fensterscheibe 122 als Umlenkelement im oben beschriebenen Sinne.
Die 9, 10 und 11 zeigen die Fenstervorrichtung 100 gemäß einem sechsten, siebten und achten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. Im Unterschied zu den in den 1, 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Jalousie 34 im zweiten Halbraum 28 angeordnet, also beispielsweise im Außenbereich eines Gebäudes. Die Leuchtkörper 32 strahlen jeweils weißes Licht auf die Jalousie 34, welche zumindest einen Teil des auftreffenden Lichts vom zweiten Halbraum 28 durch die Fensterscheibe 22 hindurch in den ersten Halbraum 26 zurückreflektiert (gekennzeichnet durch gestrichelte Pfeile).

Claims

Fenstervorrichtung (100), welche mindestens eine Fensterscheibe (22, 122), mindestens einen Leuchtkörper (32), der zu einer Abstrahlung von Licht ausgeführt ist, und mindestens ein Umlenkelement (34, 122) umfasst, wobei die Fensterscheibe (22, 122) zumindest teilweise in einer Trennebene (24) angeordnet ist, welche einen Raum in einen ersten Halbraum (26) und einen zweiten Halbraum (28) unterteilt und wobei das Umlenkelement (34, 122) dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper (32) abgestrahltes und auf das Umlenkelement (34, 122) treffendes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum (26) abgestrahlt wird.
Fenstervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Umlenkelement als Streuelement (122) und/oder als zumindest teilweise reflektierendes Element (34) ausgebildet ist.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei das Umlenkelement (34) mit einer weiß reflektierenden Beschichtung versehen ist.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leuchtkörper (32) mindestens eine Leuchtdiode (48, 50, 52) umfasst.
Fenstervorrichtung (100) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Leuchtkörper (32) mindestens einen Leuchtdiodenchip, welcher im Betrieb blaues Licht abstrahlt, umfasst.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei der Leuchtkörper (32) mindestens einen Leuchtdiodenchip (50), welcher im Betrieb rotes Licht abstrahlt, umfasst.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der drei vorangehenden Ansprüche, wobei der Leuchtkörper (32) mindestens einen Leuchtdiodenchip (52), welcher im Betrieb grünlich-weißes Licht abstrahlt, umfasst.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fenstervorrichtung (100) eine Jalousie (34) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, von dem Leuchtkörper (32) abgestrahltes Licht derart zumindest teilweise umzulenken, dass wenigstens ein Teil des umgelenkten Lichts in den ersten Halbraum (26) abgestrahlt wird.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fensterscheibe (22) diffus streuend ausgebildet ist.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leuchtkörper (32) auf einer Raumwand (40) angeordnet ist.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fenstervorrichtung (100) einen Fensterrahmen (20) umfasst, auf welchem der Leuchtkörper (32) angeordnet ist.
Fenstervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fenstervorrichtung (100) ein Steuermittel umfasst, welches dazu ausgebildet ist, die Helligkeit und/oder spektrale Eigenschaft des von dem Leuchtkörper (32) emittierten Lichts einzustellen.
Leiste (42) mit einem Basisträger (38) und einem auf dem Basisträger (38) angeordneten Leuchtkörper (32), wobei der Leuchtkörper (32) die in den Ansprüchen 4 bis 7 genannten Eigenschaften aufweist.
Fensterrahmen (20), auf welchem ein Leuchtkörper (32) angeordnet ist, wobei der Leuchtkörper (32) die in den Ansprüchen 4 bis 7 genannten Eigenschaften aufweist.
Verfahren zu Herstellung einer Fenstervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen einer Fenstervorrichtung, welche mindestens eine Fensterscheibe (22, 122) und mindestens ein Umlenkelement (34, 122) umfasst, und – Befestigen einer Leiste nach Anspruch 13 an einer Raumwand (40) oder an einem Fensterrahmen (20).