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Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem, aufweisend mindestens eine Beleuchtungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner eine Beleuchtungseinheit zur Verwendung in einem solchen Beleuchtungssystem. Die Erfindung ist insbesondere einsetzbar zur Akzentbeleuchtung.
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Durch Akzentbeleuchtung, die zusätzlich zur Allgemeinbeleuchtung (z.B. Raumbeleuchtung) installiert wird, kann eine gefühlte "Atmosphäre" eines Raums, z.B. eines (Großraum-)Büros oder einer Empfangshalle, sehr positiv beeinflusst werden. Eine Akzentbeleuchtung umfasst dabei typischerweise mehrere lokalisierte Lichtquellen mit deutlich wahrnehmbarer lokaler Lichtabstrahlung. Demgegenüber wird eine ausschließlich diffuse Grundbeleuchtung oft als eintönig oder gar kalt und sehr unwohnlich empfunden.
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Akzentbeleuchtungssysteme brauchen typischerweise nur einen geringen Lichtstrom zu liefern, so dass ein zugehöriger Energieverbrauch vergleichsweise gering ist. Jedoch ist eine zusätzliche Installation von Beleuchtungseinheiten mit erheblichem Investitions-, Installations- und Wartungsaufwand verbunden. Beispielsweise muss in zusätzliche Akzentbeleuchtungseinheiten investiert werden, und es muss eine Infrastruktur für den elektrischen Anschluss vorhanden sein oder erst durch Verkabelung geschaffen werden.
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Halogenlampen, die häufig in Form von eng anstrahlenden Spots zur Akzentbeleuchtung eingesetzt werden, weisen eine Brenndauer von meist nur ca. 2000 h auf. Ein Wartungsaufwand für einen Lampenersatz ist in entsprechend kurzen Intervallen nötig. Die Lampen müssen zudem individuell gewartet werden, d.h., dass bei einem Auswechseln jede Lampe einzeln zugänglich gemacht werden und ausgewechselt werden muss.
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Niederwattige Hochdruckentladungslampen sind eine Alternative zu Halogenlampen und weisen eine deutlich längere Lebensdauer von ca. 10.000 h auf, sind aber auch erheblich teurer.
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LED-Lampen sind eine weitere Alternative. Hier benötigt jedoch jede LED-Lampe eine eigene Kühlvorrichtung, die den Vorteil einer Platzersparnis durch eine Verwendung sehr kleiner LED Chips teilweise wieder zunichte macht. Darüber hinaus werden Akzentbeleuchtungssysteme oft vorteilhaft an Orten des Raums angebracht, die weit von einem installierten Stromversorgungsnetz entfernt sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine einfacher zu installierende, wartungsärmere und/oder preiswertere Möglichkeit zur Beleuchtung mit mehreren Beleuchtungseinheiten bereitzustellen, insbesondere zur Akzentbeleuchtung.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Beleuchtungssystem, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle und mindestens eine von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle entfernt angebrachte und davon anstrahlbare Beleuchtungseinheit, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinheit mindestens einen von außen anstrahlbaren Leuchtstoffbereich aufweist.
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Folglich ist der mindestens eine Leuchtstoffbereich der mindestens einen Beleuchtungseinheit von außen mittels der mindestens einen Halbleiterlichtquelle bestrahlbar. Von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erzeugtes Primärlicht kann von dem mindestens einen Leuchtstoffbereich insbesondere teilweise in Sekundärlicht längerer Wellenlänge umgewandelt werden (Teilkonversion). Das insgesamt von dem Leuchtstoffbereich (typischerweise zumindest annähernd isotrop) und damit auch von der Beleuchtungseinheit abgestrahlte Licht ist folglich insbesondere ein Mischlicht aus dem Primärlicht und dem Sekundärlicht. Beispielsweise kann so ein weißes Mischlicht aus einer Addition von blauem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden und von der Beleuchtungseinheit zur Akzentbeleuchtung abgestrahlt werden.
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Durch ein solches Beleuchtungssystem können Beleuchtungseinheiten deutlich kleiner, unauffälliger und mit geringerem Materialaufwand gestaltet werden, als dies bei herkömmlichen Beleuchtungssystem der Fall ist. Aufgrund der Kompaktheit der Beleuchtungseinheit sind neuartige Designs möglich. Da die Erzeugung des Lichts in der Beleuchtungseinheit keine Stromversorgung benötigt, ist für eine Installation der Leuchten weder eine zusätzliche Verkabelung noch ein Vorsehen einer Sockel-Fassungs-Verbindung nötig. Die Beleuchtungseinheiten weisen keine Lampen mehr auf, die ausfallen können, so dass deren Lebensdauer prinzipiell unbegrenzt ist. Eine Wartung des Beleuchtungssystems (z.B. zur Nachjustage usw.) kann zentral an der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erfolgen, es ist kein Zugriff auf jede einzelne Beleuchtungseinheit nötig. Eine dedizierte Kühlung braucht nur noch für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle vorgesehen zu sein.
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Die Anstrahlung der jeweiligen Beleuchtungseinheit geschieht insbesondere kollimiert, um Lichtverluste und Streulicht zu vermeiden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass eine Strahlaufweitung oder Divergenz eines von einer Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Lichtstrahls nicht mehr als ca. 0,1 mrad beträgt. Dazu mag der mindestens einen Halbleiterlichtquelle eine gemeinsame und/oder jeweilige Optik nachgeschaltet sein. Die Optik kann insbesondere in unmittelbarer Nähe eines Lichtausgangs der Halbleiterlichtquelle angeordnet sein. Allgemein mag die Strahlaufweitung um so geringer sein, je weiter eine Entfernung zwischen der Halbleiterlichtquelle und der mindestens einen davon anstrahlbaren Beleuchtungseinheit ist.
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Die mindestens eine Beleuchtungseinheit ist insbesondere in einen Raumbereich oder eine Raumrichtung ausrichtbar, bzw. verstellbar.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens einen Laser umfasst. Dies ergibt den Vorteil einer vergleichsweise hohen Strahlleistung und eines hohen Lichtstroms über einen bereits hochgradig kollimierten bzw. schmalen Lichtstrahl.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Laser mindestens einen Halbleiterlaser aufweist. Der mindestens eine Halbleiterlaser mag insbesondere als Laserdiode ausgebildet sein. Solche Laser sind besonders preiswert und kompakt.
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Es ist auch eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode umfasst.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle ultraviolettes oder blaues Primärlicht ausstrahlt. Das blaue Primärlicht mag beispielsweise eine Spitzenwellenlänge zwischen 440 nm und 480 nm aufweisen, insbesondere von ca. 445 nm. Beide Wellenlängen weisen den Vorteil einer hohen Quantenenergie auf, die eine große Auswahl von Leuchtstoffen zulässt. Das UV-Licht weist dabei den Vorteil auf, dass es für den Menschen nicht sichtbar ist, während das blaue Licht den Vorteil aufweist, dass es ggf. augenfreundlicher ist.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mehrere Beleuchtungseinheiten durch Strahlaufteilung gemeinsam von einer Halbleiterlichtquelle beleuchtbar sind. So lässt sich eine genau definierte Beleuchtung mehrerer Beleuchtungseinheiten auf einfache Weise mittels nur einer Halbleiterlichtquelle erreichen.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass für die Strahlaufteilung mindestens ein Strahlteiler vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine besonders flexible Anordnung der Beleuchtungseinheiten. Die Laserstrahlintensitäten an den Beleuchtungseinheiten sind durch Wahl und/oder Einstellung der Strahlteiler einstellbar.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Strahlteiler ein fest vorgegebenes R/T-Verhältnis von reflektierter Strahlung R zu transmittierter Strahlung T aufweist. Ein solcher Strahlteiler ist einfach ausgestaltbar und zudem kostengünstig. Beispiele für solche Strahlteiler, bei denen das R/T-Verhältnis bei der Produktion einstellbar ist, aber dann nicht mehr änderbar ist, umfassen (i) metallisch beschichtete Strahlteiler, (ii) dielektrische Beschichtungen (welche einen geringeren Verlust aufweisen als metallisch beschichtete Strahlteiler), (iii) Folienstrahlteiler, (iv) Perforations-Strahlteiler (durch Einstellung der Größe der Perforationen kann die Reflektivität auf einen beliebigen Wert eingestellt werden), (v) diffraktive Strahlteiler (bei denen z.B. auch mehr als zwei Ausgangsstrahlen realisierbar sind), (vi) FTIR(frustrierte Totalreflexion)-Strahlteiler usw.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Strahlteiler ein variabel einstellbares R/T-Verhältnis von reflektierter zu transmittierter Strahlung aufweist. Dadurch kann eine Beleuchtungsstärke flexibel und auch noch nach einer Installation des Beleuchtungssystems angepasst werden. Beispiele für solche Strahlteiler umfassen Strahlteiler, bei denen das Verhältnis durch Variation einer Polarisation des Eingangsstrahls (z.B. mittels einer drehbaren Lambda/2-Platte) variabel verändert werden kann. Solche Strahlteiler umfassen z.B. ein Wollaston-Prisma, bei dem durch unterschiedliche optische Achsen zwei unterschiedliche Polarisationrichtungen das Prisma in getrennten Richtungen verlassen (Polarisations-Strahlenteiler). Eine Richtungsdifferenz wird durch das Material und durch den Winkel an der Schnittfläche der beiden Prismen bestimmt. Der Strahlteiler kann alternativ oder zusätzlich auch einen polarisationsabhängigen Strahlteilerwürfel umfassen.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungseinheit einen Reflektor aufweist und der Reflektor eine Lichtdurchlassöffnung für von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahltes Licht aufweist. Dadurch ist eine Begrenzung und Richtung des von der Beleuchtungseinheit abgestrahlten Lichts möglich.
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Die Beleuchtungseinheit ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Reflektors beschränkt, sondern kann allgemein eine aus einem oder mehreren optischen Elementen bestehende Optik aufweisen, z.B. einschließlich einer Linse und/oder eines Reflektors.
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Der mindestens eine Leuchtstoffbereich kann beispielsweise in dem Reflektor über Streben oder eine lichtdurchlässige Halterung gehaltert sein. Der mindestens eine Leuchtstoffbereich befindet sich vorzugsweise in einem Brennpunkt des Reflektors, ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann sich z.B. bevorzugt auch an einem anderen Ort in dem Reflektor befinden.
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Der mindestens eine Leuchtstoff des Leuchtstoffbereichs mag beispielsweise als Füllmaterial in ein lichtdurchlässiges Trägermaterial, z.B. Silikon, PC, PMMA usw., eingebracht sein. Der mindestens eine Leuchtstoff mag aber auch auf einen Träger (z.B. Plättchen, Kugel usw.) aufgedruckt, z.B. gerakelt, sein oder als ein keramisches Leuchtstoffplättchen auf einen Träger aufgeklipst oder aufgeklebt sein. Jedoch ist diese Aufzählung nicht abschließend, und der Leuchtstoffbereich kann auch auf andere Weise ausgestaltet sein.
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Der Leuchtstoff oder Leuchtstoffbereich kann auf einem lichtundurchlässigen (z.B. absorbierenden oder reflektierenden) Träger aufgebracht sein oder kann auf einem lichtdurchlässigen Träger aufgebracht sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine anstrahlbare Leuchtstoffbereich eine Ausdehnung aufweist, welche zumindest annähernd einer Ausdehnung eines von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle darauf eingestrahlten Lichtstrahls entspricht. Da ein Durchmesser des von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle darauf eingestrahlten Lichtstrahls sehr eng gehalten werden kann (insbesondere bei einer Verwendung eines Lasers), stellt der mindestens eine anstrahlbare Leuchtstoffbereich eine sehr kleine, passive (nicht elektrisch zu betreibende) Lichtquelle dar, die es erlaubt, auch eine zugehörige Optik und damit auch Beleuchtungseinheit sehr klein zu halten. Dies ermöglicht eine deutlich verbesserte Designfreiheit. Die Beleuchtungseinheit kann folglich sehr materialsparend und kostengünstig ausgeführt werden.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine Beleuchtungseinheit mindestens einen Strahlungssensor aufweist. Mittels des mindestens einen Strahlungssensors können auftretende Verschiebungen oder Dejustagen in dem Beleuchtungssystem festgestellt werden, die sich z.B. im Laufe der Zeit ergeben. Der mindestens eine Strahlungssensor kann dazu insbesondere als ein Lichtsensor, z.B. Fotodiode, ausgebildet sein. Der mindestens eine Strahlungssensor mag insbesondere auf das von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle ausgestrahltes Primärlicht empfindlich sein, insbesondere zumindest im Wesentlichen nur darauf empfindlich sein. Der mindestens eine Strahlungssensor kann in die Beleuchtungseinheit integriert sein. Eine Verschiebung des Systems kann z.B. durch eine Dezentrierung des von der jeweiligen Halbleiterlichtquelle eingestrahlten Lichtstrahls registriert werden, z.B. durch einen Intensitätsabfall.
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Derartige Sensoren sind auch für eine Installationsjustage vor Inbetriebnahme des Beleuchtungssystems hilfreich.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Beleuchtungseinheit zu ihrer Ausrichtung mindestens einen Aktuator aufweist. Mittels des Aktuators, z.B. eines Piezoaktuators, kann eine Ausrichtung der Leuchtstofflampe feineingestellt werden. Der mindestens eine Aktuator kann dazu in eine Beleuchtungseinheit integriert sein.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Beleuchtungseinheit mindestens eine Akzentbeleuchtungseinheit aufweist oder als eine solche ausgebildet ist. Dadurch kann das Beleuchtungssystem insbesondere zur Akzentbeleuchtung eingesetzt werden, und zwar auch, wenn die mindestens eine Halbleiterlichtquelle eine eher geringe Lichtleistung oder Lichtstrom aufweist und/oder eine hohe Zahl von Beleuchtungseinheiten zu beleuchten ist. Dabei wird ausgenutzt, dass für die Akzentbeleuchtung nur geringe Lichtströme erforderlich sind, insbesondere falls eine hohe Lichtstärke (in Candela (cd) = Lumen (lm) pro Raumwinkel) erreicht wird. Diese hohe Lichtstärke ist insbesondere mit für die Akzentbeleuchtung typischen Lichtpunkten geringer Ausdehnung in Verbindung mit geeigneten Optiken erreichbar.
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Es ist eine Weiterbildung, dass eine Akzentbeleuchtungseinheit typisch erreichbare Werte des Lichtstroms im Bereich von ca. 200 lm und/oder eine Lichtstärke im Bereich von ca. 20000 cd aufweist.
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Stehen signifikant höhere Laserleistungen zur Verfügung, ist es auch möglich, die Beleuchtungseinheit zur Ausleuchtung (Allgemeinbeleuchtung, Raumbeleuchtung, Außenbeleuchtung usw.) zu verwenden, z.B. angeordnet an Beleuchtungsmasten.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Beleuchtungseinheit zur Verwendung in einem Beleuchtungssystem wie oben beschrieben.
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Insbesondere weist die Beleuchtungseinheit dazu mindestens einen von außen anstrahlbaren Leuchtstoffbereich auf.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt ein Beleuchtungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 zeigt ein Beleuchtungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt ein Beleuchtungssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
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4 zeigt eine Variante einer Beleuchtungseinheit eines Beleuchtungssystems;
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5 zeigt eine weitere Variante der Beleuchtungseinheit in einer ersten Stellung;
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6 zeigt die weitere Variante der Beleuchtungseinheit aus 5 in einer zweiten Stellung;
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7 zeigt noch eine Variante der Beleuchtungseinheit;
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8 zeigt noch eine weitere Variante der Beleuchtungseinheit; und
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9 zeigt noch eine Variante der Beleuchtungseinheit.
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1 zeigt ein Beleuchtungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Form eines Akzentbeleuchtungssystems 11. Das Akzentbeleuchtungssystem 11 weist eine Halbleiterlichtquelle in Form eines Lasers 12, z.B. Diodenlasers, auf. Der Laser 12 mag z.B. eine oder mehrere Einzel-Laserdioden aufweisen (z.B. gestapelt) und emittiert blaues Primärlicht P, z.B. mit einer Spitzenwellenlänge von 445 nm.
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Das Akzentbeleuchtungssystem 11 weist ferner mehrere, hier: vier, Akzentbeleuchtungseinheiten 13 auf. Die Akzentbeleuchtungseinheiten 13 sind beabstandet oder entfernt von dem Laser 12 angeordnet und werden von diesem mit dem Primärlicht P bestrahlt oder angestrahlt.
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Jede der hier beispielhaft identisch aufgebauten Akzentbeleuchtungseinheiten 13 weist einen von außen mit dem Primärlicht P anstrahlbaren Leuchtstoffbereich 14 auf. Der Leuchtstoffbereich 14 bzw. darin enthaltender Leuchtstoff wandelt das auf ihn einfallende Primärlicht P teilweise in gelbes Sekundärlicht S um, so dass von dem Leuchtstoffbereich 14 und damit auch von der Akzentbeleuchtungseinheit 13 insgesamt ein blau-gelbes bzw. weißes Mischlicht P, S aus dem Primärlicht P und dem Sekundärlicht S abgestrahlt wird. Jedoch ist der Leuchtstoffbereich 14 nicht auf einen solchen Leuchtstoff beschränkt, und auch nicht auf das Vorliegen nur eines Leuchtstoffs.
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Zur Strahlrichtung des Mischlichts P, S weist der Leuchtstoffbereich 14 einen Schalenreflektor, hier: Vollschalenreflektor 15, auf. Der Vollschalenreflektor 15 weist eine Lichtdurchlassöffnung 16 für das Primärlicht P auf. Die Lichtdurchlassöffnung 16 mag beispielsweise als offenes oder transparent geschlossenes Fenster ausgebildet sein.
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Die Akzentbeleuchtungseinheiten 13 sind durch Strahlaufteilung gemeinsam von dem Laser 12 beleuchtbar. Dazu ist den Akzentbeleuchtungseinheiten 13 bis auf die bezüglich des Strahls des Primärlichts P letzten Akzentbeleuchtungseinheit 13 jeweils ein Strahlteiler 17 zugeordnet. Die Strahlteiler 17 weisen hier beispielhaft ein fest vorgegebenes Verhältnis R/T von reflektiertem Primärlicht P, R zu transmittiertem Primärlicht P, T auf. Von dem ursprünglich von dem Laser 12 abgestrahlten Primärlicht P wird mittels der Strahlteiler 17 gezielt ein Teil R oder T abgezweigt, um die zugeordnete Akzentbeleuchtungseinheit 13 zu betreiben. Die in der Reihe bzw. im Strahl letzte Akzentbeleuchtungseinheit 13 kann entweder direkt oder z.B. über einen Umlenkspiegel 18 angestrahlt werden.
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Nur der Laser 12 benötigt einen Anschluss an ein Stromnetz, während die Akzentbeleuchtungseinheiten 13 ‚passiv‘ betreibbar sind. Der Laser 12 kann an Orten im Raum angebracht werden, an denen genügend Platz zur Verfügung steht, an denen eine Positionierung eine Ästhetik der Architektur nicht stört und/oder eine besonders vorteilhafte Kühlung realisiert werden kann (z.B. durch Anschluss an einen leistungsfähigen Kühlkreislauf).
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Damit das Primärlicht P möglichst effektiv genutzt wird, kann das Akzentbeleuchtungssystem 11 bei seiner Installation justiert werden. Es wird dabei bevorzugt, dass sämtliche optische Elemente 13, 17, 18 gegen ungewollte Bewegungen und/oder Verschiebungen gesichert sind.
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Es ist zudem bevorzugt, dass der Strahl des Primärlichts P keine Gefährdung aufgrund einer hohen Leuchtdichte darstellt. Bei hohen Raumdeckenhöhen kann der Strahl dazu beispielsweise parallel zur Decke in unmittelbarer Nähe zu dieser geleitet werden. Alternativ kann der Strahl z.B. hinter Schutzvorhängen oder hinter Abdeckplatten einer abgehängten Decke geführt werden. Bei entsprechend vorhandener Architektur kann der Laserstrahl z.B. auch hinter Vouten (am Übergang der Wand in die Decke) usw. geführt werden.
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2 zeigt ein Beleuchtungssystem 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Beleuchtungssystem 21 unterscheidet sich dadurch von dem Beleuchtungssystem 11 dadurch, dass es mehrere Zweige aus optischen Elementen 13, 17, 18 aufweist, hier drei Zweige Z1, Z2, Z3 mit jeweils drei Akzentbeleuchtungseinheiten 13. Die Zweige Z2 und Z3 werden hier durch das Vorsehen von weiteren Strahlteilern 22 und eines Umlenkspiegels 18 für den letzten Zweig Z3 gebildet.
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3 zeigt ein Beleuchtungssystem 31 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Beleuchtungssystem 31 weist mehrere Zweige aus optischen Elementen 13, 17, 18 auf, von denen hier nur die drei Zweige Z1, Z2 und Z3 dargestellt sind. Im Gegensatz zu dem Beleuchtungssystem 21 weist das Beleuchtungssystem 31 hinter dem Laser 12 einen Strahlteiler in Form eines Strahlteilerwürfels 32 auf, welcher mehr als einen Teilstrahl abzweigt, nämlich hier beispielhaft zwei Teilstrahlen R1 und R2.
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Während die Strahlteiler 17, 22, 32 oben als ein festes (wenn auch nicht notwendigerweise gleiches) R/T-Verhältnis aufweisend beschrieben worden sind, sind die Beleuchtungssysteme 11, 21 und 31 jedoch nicht darauf beschränkt. So mögen einer oder mehrere, insbesondere alle, der Strahlteiler 17, 22, 32 ein variabel einstellbares R/T-Verhältnis aufweisen, was deren Justage erleichtert und eine Bevorratung weniger Arten von Strahlteilern unterstützt.
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4 zeigt eine Variante 13a der Beleuchtungseinheit 13, z.B. eines Beleuchtungssystems 11, 21 oder 31. Die Beleuchtungseinheit 13a weist einen Leuchtstoffbereich 14 auf, welcher sich in einem Brennpunkt eines Schalenreflektors 15, 15a befindet. Der Schalenreflektors 15, 15a kann insbesondere als paraboloider Reflektor 15a ausgebildet sein, um bei einem eher geringen einfallenden Lichtstrom des Primärlichts P, z.B. von ca. 200 lm, eine hohe Lichtstärke, z.B. von ca. 20000 cd, zu erreichen.
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Die Lichtdurchlassöffnung 16 ist als eine im Halsbereich des Schalenreflektors 15a befindliche Lichtdurchlassöffnung 16a ausgebildet. Der Strahl des durch die Lichtdurchlassöffnung 16 auf den Leuchtstoffbereich 14 einfallenden Primärlichts P weist eine Ausdehnung (z.B. einen Durchmesser) auf, welche zumindest ungefähr einer Ausdehnung des Leuchtstoffbereichs 14 entspricht (bzw. umgekehrt). Die Ausdehnung des Primärlichts P mag aber z.B. auch geringfügig kleiner sein als die Ausdehnung des Leuchtstoffbereichs 14, um Farbfehler durch eine Montagetoleranz o.ä. zu vermeiden.
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Mittels des Leuchtstoffbereichs 14 wird das einfallende Primärlicht P teilweise in gelbes Licht wellenlängenkonvertiert und als weißes Mischlicht P, S diffus auf den Reflektor 15a und von dort aus der Beleuchtungseinheit 13a heraus reflektiert. Der Reflektor 15a mag dazu an seiner Innenseite spekular oder diffus reflektierend ausgebildet sein.
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Der Leuchtstoffbereich 14 mag beispielsweise zusätzlich blau-rot konvertierenden Leuchtstoff aufweisen, um ein warm-weißes Mischlicht zu erzeugen.
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5 zeigt eine weitere Variante 13b der Beleuchtungseinheit 13 in einer ersten Stellung. Die Beleuchtungseinheit 13b weist eine Lichtdurchlassöffnung 16b in der Seite des Schalenreflektors 15b auf. Um das Primärlicht P dennoch auf den Leuchtstoffbereich 14 richten zu können, ist der Beleuchtungseinheit 13b ein Reflektor, hier in Form eines Umlenkspiegels 19, zugeordnet.
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6 zeigt die Beleuchtungseinheit 13b in einer zweiten Stellung, welche zu der ersten Stellung verdreht ist. Die Verdrehung kann z.B. über ein (insbesondere feststellbares) Gelenk (o.Abb.) geschehen. Um die damit zusammenhängende Verschiebung der Lichtdurchlassöffnung 16b zu berücksichtigen, ist auch der Umlenkspiegels 19 verkippbar und/oder verschiebbar. Dazu kann der Umlenkspiegel 19 autonom verkippbar und/oder verschiebbar sein oder mag z.B. mechanisch an die Beleuchtungseinheit 13b, insbesondere deren Reflektor 15b, angelenkt sein.
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Es ist eine Variante, dass die Beleuchtungseinheit 13b, ggf. einschließlich des Umlenkspiegels 19, ferngesteuert verkippbar und/oder verschiebbar ist. Dazu mag die Beleuchtungseinheit 13b mit mindestens einem Aktuator 41, z.B. Piezoaktuator, verbunden sein, wie rein schematisch angedeutet. Der mindestens eine Aktuator 41 mag zu seinem Betrieb mit einer externen Steuereinheit (o.Abb.) gekoppelt oder koppelbar sein.
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Zur genauen Feineinstellung mag die Beleuchtungseinheit 13b ferner mindestens einen Strahlungssensor, z.B. eine für das Primärlicht P und/oder Sekundärlicht S empfindliche Fotodiode 42, aufweisen. Die Fotodiode 42 mag z.B. mit der externen Steuereinheit (o.Abb.) und/oder mit dem Aktuator 41 kommunikativ gekoppelt oder koppelbar sein.
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7 zeigt eine Variante 13c der Beleuchtungseinheit 13, insbesondere der Beleuchtungseinheit 13a. Der Leuchtstoffbereich 14 ist hier als ein plattenförmiger Träger 43 ausgebildet, auf dessen der Lichtdurchlassöffnung 16a zugewandten Oberseite eine Leuchtstoffschicht 14c vorhanden ist. Die Leuchtstoffschicht 14c mag beispielsweise als ein aufgedruckter Leuchtstoff, als in einem lichtdurchlässigen Matrixmaterial (z.B. Silikon, PC oder PMMA) befindliche Leuchtstoffpartikel oder als ein keramisches Leuchtstoffplättchen ausgebildet sein. Das von der Leuchtstoffschicht 14c abgestrahlte Mischlicht P, S wird im Wesentlichen vollständig (bis auf die kleine Lichtdurchlassöffnung 16a) auf den Reflektor 15a gestrahlt. Die Leuchtstoffschicht 14c ist nicht oder nur geringfügig von außen (durch die Lichtaustrittsfläche des Reflektors 15a hindurch) einsichtig.
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8 zeigt noch eine Variante 13d der Beleuchtungseinheit 13, insbesondere der Beleuchtungseinheit 13a. Im Gegensatz zu der Beleuchtungseinheit 13c ist der Träger 44 des Leuchtstoffbereichs 14 lichtdurchlässig. Der Träger 44 mag beispielsweise aus Glas oder transparenter Keramik bestehen.
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Falls also die Leuchtstoffschicht 14c dünn genug ist, kann sich auch an ihrer Kontaktfläche zum Träger 43 Licht, insbesondere Mischlicht P, S, abstrahlen, welches durch den Träger 44 läuft und an seiner der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors 15a zugewandten Unterseite abgestrahlt wird. Das von der Beleuchtungseinheit 13d abgestrahlte Licht weist also sowohl einen direkt von dem Leuchtstoffbereich 14 aus dem Reflektor 15a abgestrahlten Lichtanteil, als auch einen indirekt durch Reflexion an dem Reflektor 15a aus diesem abgestrahlten Lichtanteil auf.
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9 zeigt noch eine Variante 13e der Beleuchtungseinheit 13, insbesondere der Beleuchtungseinheit 13a. Im Gegensatz zu der Beleuchtungseinheit 13c ist der Träger 45 des Leuchtstoffbereichs 14 nun nicht eben oder plattenförmig, bzw. weist eine solche Kontaktfläche der Leuchtstoffschicht 14c auf, sondern der Träger 45 ist nicht plan, hier: kegelförmig. Die darauf aufgebrachte Leuchtstoffschicht 14e weist analog dazu eine kegelförmige Oberfläche auf. Dadurch kann ein Lichtabstrahlmuster variiert werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So mag das Beleuchtungssystem auch mehrere Halbleiterlichtquellen aufweisen.
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Allgemein mögen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kombiniert und/oder alternativ verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Akzentbeleuchtungssystem
- 12
- Halbleiterlichtquelle
- 13
- Akzentbeleuchtungseinheit
- 13a–e
- Beleuchtungseinheit
- 14
- Leuchtstoffbereich
- 14c
- Leuchtstoffschicht
- 14e
- Leuchtstoffschicht
- 15
- Schalenreflektor
- 15a
- Schalenreflektor
- 15b
- Schalenreflektor
- 16
- Lichtdurchlassöffnung
- 16a
- Lichtdurchlassöffnung
- 16b
- Lichtdurchlassöffnung
- 17
- Strahlteiler
- 18
- Umlenkspiegel
- 19
- Umlenkspiegel
- 21
- Beleuchtungssystem
- 22
- Strahlteiler
- 31
- Beleuchtungssystem
- 32
- Strahlteiler
- 41
- Aktuator
- 42
- Fotodiode
- 43
- Träger
- 44
- Träger
- 45
- Träger
- P
- Primärlicht
- R
- reflektierte Strahlung
- R1
- Teilstrahl
- R2
- Teilstrahl
- S
- Sekundärlicht
- T
- transmittierte Strahlung
- Z1
- Zweig
- Z2
- Zweig
- Z3
- Zweig
