DE102012211747A1

DE102012211747A1 - Illumination device i.e. office parking light, has light conductor comprising limiting surfaces and front side, where one of surfaces has structuring unit formed by structural element that conducts and reflects light coupled to front side

Info

Publication number: DE102012211747A1
Application number: DE201210211747
Authority: DE
Inventors: Norbert Harendt; Julius Muschaweck
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-09

Abstract

The device (31) has a light source (35) i.e. LED, and a light conductor (32) made from optically transparent material e.g. glass or plastic. The conductor comprises a longitudinal extension, two limiting surfaces, and a front side connecting the limiting surfaces. The light source is arranged at the front side of the conductor for coupling light into the conductor in the direction of the longitudinal extension. One of the limiting surfaces has a structuring unit formed by a structural element (34), where the element conducts and reflects the light coupled to the front side of the conductor.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a lighting device according to the preamble of patent claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Um einen Zielbereich auszuleuchten, der nicht axial unter einer Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, sind aus dem Stand der Technik Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, die asymmetrische Reflektoren oder Linsen einsetzen, um eine sogenannte Batwing-Leuchtdichteverteilung zu erzeugen.In order to illuminate a target area which is not disposed axially under a lighting device, lighting devices are known from the prior art, which use asymmetric reflectors or lenses to produce a so-called Batwing luminance distribution.

Nachteilig bei derartigen Reflektoren oder Linsen ist, dass sie sehr spezifisch auf die Leuchtmittel angepasst werden müssen. Insbesondere werden bei LED-Beleuchtungen ein Reflektor bzw. eine Linse pro LED benötigt. Des Weiteren werden mit solchen Konfigurationen in Verbindung mit leuchtstarken LEDs oft Mehrfachschatten im Zielbereich erzeugt, wenn Gegenstände zwischen Leuchte und Zielbereich eingebracht werden. Beispielsweise werden mehrere Dutzend LEDs zur Erzeugung der erforderlichen Beleuchtungsstärke als Bürobeleuchtung benötigt, die in der erforderlichen linearen Anordnung deutlich wahrnehmbare, störende Mehrfachschatten erzeugen, die für Bürobeleuchtungen nicht akzeptabel sind.A disadvantage of such reflectors or lenses is that they must be adapted very specifically to the light source. In particular, LED reflectors require one reflector or one lens per LED. Furthermore, with such configurations in conjunction with high brightness LEDs, multiple shadows are often created in the target area as objects are placed between the luminaire and the target area. For example, several tens of LEDs are needed to provide the required illuminance for office lighting, which in the requisite linear array produces clearly perceptible, annoying, multiple shadows that are unacceptable for office lighting.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine bessere und weniger aufwendige Ausleuchtung eines Zielbereichs, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, ermöglicht.Therefore, it is an object of the present invention to provide a lighting device, which allows a better and less expensive illumination of a target area that is not axially below the lighting device.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a lighting device having the features of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle und einen Lichtleiter, der aus einem optisch transparenten Material gebildet ist. Der Lichtleiter weist eine Längserstreckung, eine erste Begrenzungsfläche, eine zweite Begrenzungsfläche und mindestens eine die erste und die zweite Begrenzungsfläche verbindende Stirnseite auf, die den Lichtleiter an einem Ende seiner Längserstreckung begrenzt. Die mindestens eine Lichtquelle ist zum Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters angeordnet. Die erste Begrenzungsfläche weist eine Strukturierung auf, wobei die Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche durch mindestens ein erstes Strukturelement gebildet ist. Dieses ist dazu ausgebildet, an der Stirnseite des Lichtleiters eingekoppeltes Licht zu leiten und zu reflektieren. Insbesondere kann der Lichtleiter flächig ausgebildet sein, wobei seine Längserstreckung sowie eine erste dazu senkrechte Quererstreckung jeweils wesentlich größer sind als eine zweite, zur Längs- und ersten Quererstreckung senkrechte Quererstreckung des Lichtleiters. Durch eine entsprechende Ausbildung des Strukturelements kann das Licht in die gewünschte Richtung ausgekoppelt werden.The lighting device according to the invention comprises at least one light source and a light guide, which is formed from an optically transparent material. The optical waveguide has a longitudinal extension, a first boundary surface, a second boundary surface and at least one front side connecting the first and second boundary surfaces, which delimits the optical waveguide at one end of its longitudinal extent. The at least one light source is arranged for coupling light into the light guide in the direction of the longitudinal extent of the light guide at the at least one end face of the light guide. The first boundary surface has a structuring, wherein the structuring of the first boundary surface is formed by at least one first structural element. This is designed to guide and reflect light coupled to the end face of the light guide. In particular, the light guide may be formed flat, wherein its longitudinal extent and a first perpendicular transverse extent are each substantially larger than a second, perpendicular to the longitudinal and first transverse extent transverse extent of the light guide. By appropriate design of the structural element, the light can be coupled in the desired direction.

Somit ist es durch eine Ausbildung des Lichtleiters mit einer Strukturierung möglich, einen Zielbereich, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, auszuleuchten. Weiterhin kann durch die seitliche Einkopplung der mindestens einen Lichtquelle eine sehr homogene Ausleuchtung des Zielbereichs ohne Mehrfachschatten erreicht werden. Des Weiteren sind für die Anordnung der Lichtquelle an der mindestens einen Stirnseite des Lichtleiters keine besonderen Aufnahmegeometrien nötig, was eine Lichteinkopplung enorm vereinfacht. Außerdem kann so das Licht von mehreren Lichtquellen gleichzeitig sehr einfach eingekoppelt werden. Die Anzahl der Lichtquellen kann dabei auf die gewünschte Beleuchtungsstärke abgestimmt werden. Weiterhin wird für die Verwendung von mehreren Lichtquellen nur eine Optik benötigt, wodurch die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Darüber hinaus ist es möglich, die Erzeugung von Mehrfachschatten zu vermeiden, da durch den Lichtleiter und dessen Strukturierung das Licht gemischt wird, so dass bei einer Einkopplung einer oder mehrerer Lichtquellen, diese nicht mehr als Einzelleuchten wahrgenommen werden. Somit wird eine deutlich bessere Ausleuchtung eines Zielbereichs, der sich nicht axial unter der Beleuchtungsvorrichtung befindet, erreicht.Thus, by forming the optical waveguide with a structuring, it is possible to illuminate a target area that is not axially under the illumination device. Furthermore, a very homogeneous illumination of the target area without multiple shadows can be achieved by the lateral coupling of the at least one light source. Furthermore, no special recording geometries are necessary for the arrangement of the light source on the at least one end face of the light guide, which enormously simplifies light coupling. In addition, the light from several light sources can be coupled in at the same time very easily. The number of light sources can be adjusted to the desired illuminance. Furthermore, only one lens is required for the use of multiple light sources, whereby the lighting device according to the invention is easier and less expensive to produce. In addition, it is possible to avoid the generation of multiple shadows, since the light is mixed by the light guide and its structuring, so that when one or more light sources are coupled in, they are no longer perceived as individual lights. Thus, a much better illumination of a target area, which is not located axially under the illumination device is achieved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungsvorrichtung ein Reflektorelement auf, das in einem Abstand zur Strukturierung der ersten Begrenzungsfläche angeordnet ist, um Licht, das aus der ersten Begrenzungsfläche über die Strukturierung austritt, in Richtung des Lichtleiters zu reflektieren. Insbesondere ist das Reflektorelement aus einem reflektierenden Material gebildet. Somit kann Licht, das aus der ersten Begrenzungsfläche des Lichtleiters austritt, wieder in den Lichtleiter eingekoppelt werden. Dadurch verringern sich die Strahlungsverluste, und die Beleuchtungsstärke auf dem zu beleuchtenden Zielbereich, der sich vorzugsweise auf der Seite der zweiten Begrenzungsfläche des Lichtleiters befindet, kann erhöht werden.In an advantageous embodiment of the invention, the illumination device has a reflector element, which is arranged at a distance from the structuring of the first boundary surface in order to reflect light emerging from the first boundary surface via the structuring in the direction of the light guide. In particular, the reflector element is formed of a reflective material. Thus, light emerging from the first boundary surface of the light guide can be coupled back into the light guide. As a result, the radiation losses decrease, and the illuminance on the target area to be illuminated, which is preferably on the side of the second boundary surface of the light guide, can be increased.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das mindestens eine erste Strukturelement eine Längserstreckung auf. Insbesondere ist die Längserstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements größer als eine Quererstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements.In one embodiment of the invention, the at least one first structural element has a longitudinal extent. In particular, the longitudinal extent of the at least one first Structural element greater than a transverse extent of the at least one first structural element.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine erste Strukturelement in Richtung seiner Längserstreckung quer, insbesondere senkrecht, zur Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Richtung der Längserstreckung des ersten Strukturelements quer, insbesondere senkrecht zur Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters angeordnet.Furthermore, it is advantageous if the at least one first structural element is formed transversely, in particular perpendicular, to the direction of the longitudinal extension of the optical waveguide in the direction of its longitudinal extent. In other words, the direction of the longitudinal extension of the first structural element is arranged transversely, in particular perpendicular to the direction of the longitudinal extension of the optical waveguide.

Darüber hinaus kann das mindestens eine erste Strukturelement zylinderförmig ausgebildet sein. Unter Zylinderform wird dabei verstanden, dass die Grund- und die Deckfläche des Zylinders beliebig geformt sein können, also nicht zwingend kreisförmig, elliptisch oder mit einer ähnlichen Rundung geformt sein müssen. Insbesondere ist es jedoch vorteilhaft das mindestens eine Strukturelement als Zylinderschnitt eines Zylinders auszubilden, der eine Grundfläche mit einer Rundung aufweist, insbesondere eine elliptische Grundfläche. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des mindestens einen Strukturelements und somit des Lichtleiters.In addition, the at least one first structural element may be cylindrical. The term "cylindrical shape" is understood to mean that the base and top surfaces of the cylinder can be shaped as desired, that is, they do not necessarily have to be circular, elliptical or have a similar curve. In particular, however, it is advantageous to form the at least one structural element as a cylinder section of a cylinder, which has a base surface with a curve, in particular an elliptical base surface. This enables a particularly simple production of the at least one structural element and thus of the light guide.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Strukturelement in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine asymmetrische Form auf. So kann vor allem die der mindestens einen Lichtquelle zugewandte Seite des mindestens einen Strukturelements so ausgebildet sein, dass sie die seitlich einfallenden Lichtstrahlen mit dem gewünschten Ablenkwinkel reflektiert.In a further embodiment of the invention, the structural element has an asymmetrical shape in a cross section perpendicular to its longitudinal extension. Thus, in particular, the side of the at least one structural element facing the at least one light source can be designed such that it reflects the laterally incident light beams at the desired deflection angle.

Überdies kann das Strukturelement in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung eine dreieckige Form aufweisen. Diese dreieckige Form kann ebenfalls asymmetrisch sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die der Lichtquelle zugewandte Flanke flacher ausgebildet ist als die der Lichtquelle abgewandte Flanke um eine möglichst gute Lichtleitung und Lichtreflexion zu gewährleisten. Des Weiteren kann entsprechend der Ausbildung der Flanken die Entfernung des auszuleuchtenden Zielbereichs zur Achse der Beleuchtungsvorrichtung variiert werden.Moreover, the structural element can have a triangular shape in a cross-section perpendicular to its longitudinal extent. This triangular shape can also be asymmetric. In particular, it is advantageous if the flank facing the light source is flatter than the flank facing away from the light source in order to ensure the best possible light conduction and light reflection. Furthermore, according to the formation of the flanks, the distance of the target area to be illuminated to the axis of the lighting device can be varied.

Weiterhin weist die Strukturierung einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mindestens ein weiteres Strukturelement auf, dessen Längserstreckung parallel zur Längserstreckung des mindestens einen ersten Strukturelements ist.Furthermore, the structuring of an advantageous embodiment of the invention has at least one further structural element whose longitudinal extent is parallel to the longitudinal extent of the at least one first structural element.

Das mindestens eine weitere Strukturelement kann zylinderförmig ausgebildet sein. Insbesondere stehen für die Ausgestaltung des mindestens einen weiteren Strukturelements dieselben Möglichkeiten zur Verfügung, wie bei der Ausgestaltung des mindestens einen ersten Strukturelements.The at least one further structural element can be cylindrical. In particular, the same options are available for the design of the at least one further structural element as in the embodiment of the at least one first structural element.

Vorteilhafterweise kann die Strukturierung des Lichtleiters periodisch sein. Insbesondere kann diese Periodizität dadurch gegeben sein, dass alle Strukturelemente in ihrer Form gleich ausgebildet und parallel angeordnet sind. Durch die Variation der Anzahl und der Ausbildung der Strukturelemente kann die Ausleuchtung eines Zielbereichs optimiert werden. Auch wird durch eine Vielzahl von Strukturelementen und deren periodische Anordnung eine bessere Lichtmischung im Lichtleiter ermöglicht, wodurch eine besonders homogene Ausleuchtung des Zielbereichs erreicht werden kann. Außerdem werden durch diese Lichtmischung umso besser Mehrfachschatten vermieden, die bei Beleuchtungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik auftreten können, wenn Gegenstände zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dem Zielbereich eingebracht werden.Advantageously, the patterning of the light guide can be periodic. In particular, this periodicity can be given by the fact that all structural elements are of the same design and arranged in parallel. By varying the number and the formation of the structural elements, the illumination of a target area can be optimized. Also, a plurality of structural elements and their periodic arrangement enables better light mixing in the light guide, whereby a particularly homogeneous illumination of the target area can be achieved. In addition, this light mixture avoids the better the multiple shadows that can occur in lighting devices according to the prior art, when objects between the lighting device and the target area are introduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung einen den Lichtleiter zumindest zum Teil einschließenden Reflektor aufweisen. Insbesondere kann der Reflektor an den die erste und die zweite Begrenzungsfläche des Lichtleiters verbindenden Seitenflächen kontaktierend und/oder nicht kontaktierend angeordnet und dazu ausgebildet sein, das aus diesen Seitenflächen austretende Licht zu reflektieren, wieder in den Lichtleiter einzukoppeln und/oder auf den auszuleuchtenden Zielbereich zu lenken. Durch eine derartige Einbettung des Lichtleiters in einen Reflektor können Strahlungsverluste verringert und die laterale Homogenität gesteigert werden. Vorzugsweise können der Reflektor, der an den Seitenflächen des Lichtleiters angeordnet ist, und das Reflektorelement, das in einem Abstand zur Strukturierung angeordnet ist, einstückig als ein Reflektor ausgebildet sein.In an advantageous embodiment of the invention, the illumination device may comprise a reflector which encloses the light guide at least in part. In particular, the reflector can be arranged contacting and / or non-contacting at the side surfaces connecting the first and second boundary surfaces of the light guide and designed to reflect the light emerging from these side surfaces, to re-couple them into the light guide and / or to the target area to be illuminated to steer. Such an embedding of the light guide in a reflector radiation losses can be reduced and the lateral homogeneity can be increased. Preferably, the reflector, which is arranged on the side surfaces of the light guide, and the reflector element, which is arranged at a distance from the structuring, integrally formed as a reflector.

Der Lichtleiter kann mindestens zum Teil aus Glas sein und/oder mindestens zum Teil aus Kunststoff. Vorteilhafterweise kann die mindestens eine Lichtquelle eine LED sein.The light guide may be at least partially made of glass and / or at least partially made of plastic. Advantageously, the at least one light source can be an LED.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigt:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Showing:

1 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic representation of a lighting device according to the prior art;

2 eine schematische Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung auf einem Zielbereich gemäß dem Stand der Technik; 2 a schematic representation of the illuminance distribution on a target area according to the prior art;

3a eine Büroleuchte mit asymmetrischen Linsen gemäß dem Stand der Technik; 3a an office lamp with asymmetric lenses according to the prior art;

3b Mehrfachschatten bei einer Ausleuchtung einer Zielfläche gemäß dem Stand der Technik; 3b Multiple shadows when illuminating a target surface according to the prior art;

4 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung; 4 a schematic representation of a side view of an embodiment of a lighting device according to the invention;

5 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 a schematic representation of a plan view of a lighting device according to an embodiment of the invention;

6 eine schematische Darstellung der Lichtleitung und Reflexion einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 6 a schematic representation of the light pipe and reflection of a lighting device according to an embodiment of the invention;

7 eine schematische Darstellung der außeraxialen Beleuchtung eines Zielbereichs mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 7 a schematic representation of the off-axis illumination of a target area with a lighting device according to an embodiment of the invention;

8 eine Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung einer Beleuchtungsvorrichtung auf einem Zielbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 8th a representation of the illumination intensity distribution of a lighting device on a target area according to an embodiment of the invention; and

9 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einem Reflektor. 9 a schematic and perspective view of an embodiment of the lighting device according to the invention with a reflector.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Insbesondere ist eine Bürostandleuchte 21 mit einer zentralen Leuchtenachse 22 abgebildet, die an einer Seite bündig an einem Zielbereich 23, insbesondere an einem Schreibtisch, mit einer zentralen Achse angeordnet ist und somit nicht axial über dem Zentrum des Zielbereichs 23 ausgerichtet ist. Als Folge wird bei herkömmlichen Bürostandleuchten 21 der Zielbereich 23 nicht homogen ausgeleuchtet und die Beleuchtungsstärke ist auf dem Zielbereich 23 axial unter der Leuchte am stärksten und zum Rand hin stark abfallend, wie in 2 zu sehen ist. 1 shows a schematic representation of a lighting device according to the prior art. In particular, an office floor lamp 21 with a central lighting axis 22 pictured, flush with a target area on one side 23 , in particular at a desk, having a central axis and thus not axially above the center of the target area 23 is aligned. As a result, in conventional office stand lamps 21 the target area 23 not homogeneously illuminated and the illuminance is on the target area 23 Axial under the lamp strongest and falling sharply toward the edge, as in 2 you can see.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung auf einem Zielbereich 23 gemäß dem Stand der Technik. Diese Beleuchtungsstärkeverteilung entspricht dabei der Verteilung auf einem Zielbereich 23 einer Anordnung, wie sie in 1 zu sehen ist. Die x- und y-Koordinaten in 2 entsprechen dabei dem in 1 eingezeichneten Koordinatensystem, wobei sich der Ursprung des Koordinatensystems im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 befindet. Dabei ist ein Bereich 24 mit maximaler Beleuchtungsstärke zu erkennen, der sich entsprechend 1 axial unter der Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere der Bürostandleuchte 21, befindet und nicht im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23. Die dargestellten weiteren Bereiche in 2 entsprechen dabei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. Es ist zu erkennen, dass der Zielbereich 23 sehr inhomogen ausgeleuchtet wird, da die Beleuchtungsstärke zum Rand des Zielbereichs 23 hin sehr schnell abnimmt. Insbesondere ist somit, je nach Größe der Leuchte, lediglich ein Teilbereich des Zielbereichs 23 ausgeleuchtet. 2 shows a schematic representation of the illuminance distribution on a target area 23 according to the prior art. This illuminance distribution corresponds to the distribution on a target area 23 an arrangement as in 1 you can see. The x and y coordinates in 2 correspond to the in 1 drawn coordinate system, wherein the origin of the coordinate system in the center of the target area to be illuminated 23 located. This is an area 24 detect with maximum illuminance, which is appropriate 1 axially under the lighting device, in particular the office stand lamp 21 , is located and not in the center of the target area to be illuminated 23 , The illustrated further areas in 2 correspond to different illuminance levels. It can be seen that the target area 23 is illuminated very inhomogeneously, since the illuminance to the edge of the target area 23 decreases very quickly. In particular, therefore, depending on the size of the lamp, only a portion of the target area 23 illuminated.

3a zeigt eine Büroleuchte 25 mit asymmetrischen Linsen 26 gemäß dem Stand der Technik. Mit einer derartigen Büroleuchte 25 kann ein außeraxial angeordneter Zielbereich 23 ausgeleuchtet werden. Jedoch ist hierfür eine Linse 26 pro LED erforderlich, die darüber hinaus sehr spezifisch und aufwendig auf die LED angepasst werden muss. Ein Weiterer Nachteil ist die störende Erzeugung von Mehrfachschatten 27, sobald ein Gegenstand zwischen die Büroleuchte 25 und dem Zielbereich eingebracht wird, wie in 3b dargestellt ist. 3a shows an office lamp 25 with asymmetrical lenses 26 according to the prior art. With such an office lamp 25 may be an off-axis target area 23 be lit up. However, this is a lens 26 per LED required, which must also be adapted very specific and expensive to the LED. Another disadvantage is the annoying generation of multiple shadows 27 as soon as an object is between the office light 25 and the target area is introduced as in 3b is shown.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 31. Das Ausführungsbeispiel weist einen Lichtleiter 32 mit einer Strukturierung an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters auf, insbesondere an seiner Oberseite. Seitlich, an einer Stirnseite des Lichtleiters, ist eine Lichtquelle 35 angeordnet, insbesondere eine LED. Die Strukturierung ist dabei aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 gebildet, die vorzugsweise als Zylinderschnitte von Zylindern mit runder Grundfläche ausgebildet sind. Dabei können die Strukturelemente 34 in einem Querschnitt entlang der Längserstreckung des Lichtleiters 32 asymmetrisch ausgebildet sein. Des Weiteren sind die Strukturelemente 34 in diesem Ausführungsbeispiel periodisch angeordnet, insbesondere bilden sie durch ihre identische Formgebung und parallele Anordnung (vgl. 5) eine periodische Strukturierung des Lichtleiters 32. Alternativ können die Strukturelemente 34 auch als Prismen ausgebildet sein, insbesondere als Dreiecksprismen, wobei die Flanken eines Dreiecksprismas vorzugsweise unterschiedlich stark geneigt sind. Optional können sich die Strukturelemente 34 in ihrer Größe und/oder Formgebung auch untereinander unterscheiden. Durch die Strukturierung des Lichtleiters 32 ist es möglich, das durch den Lichtleiter 32 geleitete Licht durch Reflexion an den Strukturelementen 34 in gewünschter Richtung aus dem Lichtleiter, insbesondere aus seiner zweiten Begrenzungsfläche, der Unterseite, auszukoppeln. Durch die Variationsmöglichkeiten bei der Ausbildung der Strukturelemente 34 in ihrer Formgebung, in der Neigung ihrer Flanken, in ihrer Größe und in ihrer Anzahl stehen somit viele Möglichkeiten bereit, um einen Zielbereich 23 optimal auszuleuchten. Oberhalb des Lichtleiters 32 ist in einem Abstand zur Strukturierung des Lichtleiters 32 ein Reflektorelement 36 angeordnet, um Licht, das an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, insbesondere der Oberseite des Lichtleiters 32, austritt wieder in Richtung des Lichtleiters 32 zu reflektieren und somit wieder in den Lichtleiter 32 einzukoppeln. Dadurch verringern sich die Strahlungsverluste und die Beleuchtungsstärke auf dem zu beleuchtenden Zielbereich 23 unterhalb des Lichtleiters 32 kann erhöht werden. 4 shows a schematic representation of a side view of an embodiment of the lighting device according to the invention 31 , The embodiment has a light guide 32 with a structuring on a boundary surface of the light guide, in particular on its upper side. Laterally, at one end of the light guide, there is a light source 35 arranged, in particular an LED. The structuring is made of a variety of structural elements 34 formed, which are preferably formed as cylinder sections of cylinders with a round base. In this case, the structural elements 34 in a cross section along the longitudinal extension of the light guide 32 be formed asymmetrically. Furthermore, the structural elements 34 arranged periodically in this embodiment, in particular they form by their identical shape and parallel arrangement (see. 5 ) a periodic structuring of the light guide 32 , Alternatively, the structural elements 34 also be designed as prisms, in particular as a triangular prism, wherein the flanks of a triangular prism are preferably inclined to different degrees. Optionally, the structural elements can 34 also differ from each other in their size and / or shape. By structuring the light guide 32 is it possible that through the light guide 32 guided light by reflection on the structural elements 34 in the desired direction from the light guide, in particular from its second boundary surface, the Bottom, to decouple. Due to the variations in the formation of the structural elements 34 in terms of their shape, in the inclination of their flanks, in their size and in their number, there are thus many possibilities ready for a target area 23 optimally illuminate. Above the light guide 32 is at a distance to the structuring of the light guide 32 a reflector element 36 arranged to light, which is at a boundary surface of the light guide 32 , in particular the top of the light guide 32 , exits again in the direction of the light guide 32 to reflect and thus back into the light guide 32 couple. This reduces the radiation losses and the illuminance on the target area to be illuminated 23 below the light guide 32 can be increased.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abgebildet ist hierbei der Lichtleiter 32, der eine Strukturierung aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 aufweist. Die Strukturelemente 34 sind dabei in ihrer Längserstreckungsrichtung quer, insbesondere orthogonal, zur Längserstreckungsrichtung des Lichtleiters 32 ausgebildet. Des Weiteren sind sie parallel zueinander angeordnet und bilden vorzugsweise eine periodische Strukturierung. Seitlich, an einer Stirnseite des Lichtleiters 32, ist eine Vielzahl von Lichtquellen 35, insbesondere LEDs, angeordnet. Die Anzahl der Lichtquellen 35 kann dabei auf die gewünschte Beleuchtungsstärke abgestimmt werden. Das Licht der Lichtquellen 35 kann an der Stirnseite des Lichtleiters 32 eingekoppelt werden, ohne dass dafür besondere Aufnahmegeometrien, wie dies bei asymmetrischen Batwing-Reflektoren oder -Linsen 26 der Fall ist, erforderlich sind. Da für alle Lichtquellen 35 eine gemeinsame Optik zur Lichtleitung und Reflexion verwendet werden kann und das Licht der Lichtquellen 35 durch diese Optik, insbesondere den Lichtleiter 32 mit der Strukturierung, gemischt werden kann, werden unerwünschte Mehrfachschatten vermieden und die Lichtquellen 35 werden nicht als Einzelleuten wahrgenommen. Zur Reduzierung von Strahlungsverlusten kann auch hier ein Reflektorelement 36 in einem Abstand zum Lichtleiter 32 auf der Seite einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, die der Begrenzungsfläche auf der Seite des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 gegenüber liegt, angeordnet sein. 5 shows a schematic representation of a plan view of a lighting device 31 according to an embodiment of the invention. Shown here is the light guide 32 that is a structuring of a variety of structural elements 34 having. The structural elements 34 are transverse in their longitudinal direction, in particular orthogonal, to the longitudinal direction of the optical fiber 32 educated. Furthermore, they are arranged parallel to one another and preferably form a periodic structuring. Laterally, on one end of the light guide 32 , is a variety of light sources 35 , in particular LEDs, arranged. The number of light sources 35 can be adjusted to the desired illuminance. The light of the light sources 35 can be on the front of the light guide 32 coupled with no special recording geometries, as with asymmetrical Batwing reflectors or lenses 26 the case is needed. As for all light sources 35 a common optics can be used for light guidance and reflection and the light of the light sources 35 through this optics, in particular the light guide 32 can be mixed with the structuring, avoiding unwanted multiple shadows and the light sources 35 are not perceived as individual people. To reduce radiation losses, a reflector element can also be used here 36 at a distance to the light guide 32 on the side of a boundary surface of the light guide 32 , the boundary surface on the side of the target area to be illuminated 23 is located opposite.

6 zeigt eine schematische Darstellung der Lichtleitung und Reflexion einer Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abgebildet sind dabei ein Lichtleiter 32 und eine an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 angeordnete Lichtquelle 35, insbesondere eine LED, die Licht im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Lichtleiters 32 emittiert. Der Lichtleiter 32 weist eine Strukturierung auf, die aus einer Vielzahl von Strukturelementen 34 gebildet ist. Deutlich zu sehen ist, wie das Licht besonders an den Strukturelementen 34 reflektiert wird, und zwar so, dass das Licht den Lichtleiter 32 in einer Vorzugsrichtung verlässt, die nicht in Richtung der zentralen Achse des Lichtleiters 32 liegt (vgl. 7). Ebenfalls abgebildet ist ein Reflektorelement 36 in einem Abstand zum Lichtleiter 32 auf der Seite der Strukturierung des Lichtleiters 32, so dass Licht, das den Lichtleiter 32 nicht in Richtung des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 verlässt, sondern auf der entgegengesetzten Seite, wieder durch Reflexion am Reflektorelement 36 in den Lichtleiter 32 einkoppelbar ist. 6 shows a schematic representation of the light pipe and reflection of a lighting device 31 according to an embodiment of the invention. Pictured here are a light guide 32 and one on an end face of the light guide 32 arranged light source 35 , in particular an LED, the light substantially in the direction of the longitudinal extent of the light guide 32 emitted. The light guide 32 has a structuring consisting of a variety of structural elements 34 is formed. It can be clearly seen, as the light is particularly in the structural elements 34 is reflected, in such a way that the light is the light guide 32 leaves in a preferred direction, not in the direction of the central axis of the light guide 32 lies (cf. 7 ). Also pictured is a reflector element 36 at a distance to the light guide 32 on the side of the structuring of the light guide 32 so that light, the light guide 32 not in the direction of the target area to be illuminated 23 leaves, but on the opposite side, again by reflection on the reflector element 36 in the light guide 32 can be coupled.

In 7 ist die außeraxiale Beleuchtung eines Zielbereichs 23 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist die Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel als Bürostandleuchte abgebildet, die an einer Seite bündig an einem Zielbereich 23, insbesondere an einem Schreibtisch, mit einer zentralen Achse angeordnet ist und somit nicht axial über dem Zentrum des Zielbereichs 23 ausgerichtet ist. Durch entsprechende Ausbildung des Lichtleiters 32 mit einer Strukturierung an einer Begrenzungsfläche des Lichtleiters 32, insbesondere seiner Oberseite, ist es möglich, das Licht mindestens einer Lichtquelle 35, das an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 einkoppelbar ist, derart zu leiten und zu reflektieren, dass es den Lichtleiter 32 durch eine weitere Begrenzungsfläche, insbesondere seiner Unterseite, in Richtung einer zentralen Achse des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 verlässt. Somit ist durch eine Seiteneinkopplung von Licht in den Lichtleiter 32 bei beispielsweise oberseitig am Lichtleiter 32 angebrachten, lateral ausgedehnten Auskopplungsstrukturen, insbesondere zylindrischen Rillen, eine homogene Ausleuchtung des Zielbereichs 23 bei außeraxialer Anbringung der Beleuchtungsvorrichtung 31 möglich.In 7 is the off-axis illumination of a target area 23 with a lighting device 31 shown schematically according to an embodiment of the invention. In this case, the lighting device 31 illustrated as an office floor lamp according to one embodiment, which is flush with a target area on one side 23 , in particular at a desk, having a central axis and thus not axially above the center of the target area 23 is aligned. By appropriate design of the light guide 32 with a structuring on a boundary surface of the light guide 32 , in particular its upper side, it is possible the light of at least one light source 35 at one end of the light guide 32 can be coupled in such a way to guide and reflect that it is the light guide 32 by a further boundary surface, in particular its underside, in the direction of a central axis of the target area to be illuminated 23 leaves. Thus, by a side coupling of light in the light guide 32 for example, on the top of the light guide 32 attached, laterally extended coupling structures, in particular cylindrical grooves, a homogeneous illumination of the target area 23 with off-axis mounting of the lighting device 31 possible.

In 8 ist eine Beleuchtungsstärkeverteilung einer Beleuchtungsvorrichtung 31 auf einem Zielbereich 23 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die unterschiedlichen Bereiche entsprechen dabei wieder unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. Der ausgeleuchtete Zielbereich 23 entspricht beispielsweise einer Schreibtischfläche gemäß der Anordnung in 7. Die x- und y-Koordinaten in 8 entsprechen dabei dem Koordinatensystem aus 7, dessen Ursprung sich im Zentrum des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 befindet. Die Bereiche 24 maximaler Beleuchtungsstärke erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel nahezu über den gesamten auszuleuchtenden Zielbereich 23 im Gegensatz zur Beleuchtungsstärkeverteilung gemäß dem Stand der Technik in 2. Des Weiteren ist in 8 deutlich zu erkennen, dass die Beleuchtungsstärke zum Rand des Zielbereichs 23 hin wesentlich weniger stark abnimmt als in 2. Somit wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusätzlich eine deutliche Steigerung in der Homogenität der Ausleuchtung eines Zielbereichs 23 erzielt.In 8th is an illuminance distribution of a lighting device 31 on a target area 23 shown schematically according to an embodiment of the invention. The different areas correspond again to different illuminance levels. The illuminated target area 23 For example, corresponds to a desk surface according to the arrangement in 7 , The x and y coordinates in 8th correspond to the coordinate system 7 whose origin is in the center of the target area to be illuminated 23 located. The areas 24 maximum illuminance extend in this embodiment almost over the entire target area to be illuminated 23 in contrast to the illumination intensity distribution according to the prior art in 2 , Furthermore, in 8th clearly recognize that the illuminance to the edge of the target area 23 down much less than in 2 , Thus, by a lighting device 31 According to one embodiment of the invention, in addition, a significant increase in the homogeneity of the illumination of a target area 23 achieved.

9 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 31 mit einem Reflektor 37. Die Beleuchtungsvorrichtung 31 weist einen Lichtleiter 32 mit einer Strukturierung und mindestens eine Lichtquelle 35, insbesondere eine LED, auf, die an einer Stirnseite des Lichtleiters 32 angeordnet ist um Licht seitlich in den Lichtleiter 32 einzukoppeln. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 32 von einem Reflektor 37 umgeben. Der Reflektor 37 weist dabei eine Öffnung in Richtung des auszuleuchtenden Zielbereichs 23 auf, währenddessen er zu allen anderen Seiten hin das aus diesen Seitenflächen des Lichtleiters 32 austretende Licht reflektiert und auf den auszuleuchtenden Zielbereich 23 lenkt oder wieder in den Lichtleiter 32 einkoppelt. Durch eine derartige Einbettung des Lichtleiters 32 in einen Reflektor 37 können Strahlungsverluste verringert und die laterale Homogenität gesteigert werden. Insbesondere kann der Reflektor auch nur an den die erste und die zweite Begrenzungsfläche des Lichtleiters verbindenden Seitenflächen kontaktierend und/oder nicht kontaktierend angeordnet sein und/oder einstückig mit dem Reflektorelement, das in einem Abstand zur Strukturierung des Lichtleiters angeordnet ist, ausgebildet sein. Typische Ausführungsgeometrien sind dabei z. B. eine Reflektor-Querschnitts-fläche von ca. 100 × 130 mm² bei einer Leuchtenfläche von ca. 100 × 700 mm², einem Zielbereich 23 von ca. 1000 × 2000 mm² und einem Abstand zwischen Leuchte und Zielbereich 23 von ca. 1000 mm. 9 shows a schematic and perspective view of an embodiment of the lighting device according to the invention 31 with a reflector 37 , The lighting device 31 has a light guide 32 with a structuring and at least one light source 35 , In particular, an LED, on, on an end face of the light guide 32 is arranged around light sideways in the light guide 32 couple. In this embodiment, the light guide 32 from a reflector 37 surround. The reflector 37 has an opening in the direction of the target area to be illuminated 23 while, on the other side, he points out the side surfaces of the light guide 32 emerging light reflected and on the target area to be illuminated 23 directs or returns to the light guide 32 couples. By such embedding of the light guide 32 in a reflector 37 Radiation losses can be reduced and the lateral homogeneity increased. In particular, the reflector can also be arranged contacting and / or non-contacting only at the first and the second boundary surface of the light guide connecting side surfaces and / or integrally with the reflector element, which is arranged at a distance from the structuring of the light guide may be formed. Typical execution geometries are z. B. a reflector cross-sectional area of about 100 × 130 mm ² at a luminaire surface of about 100 × 700 mm ² , a target area 23 of about 1000 × 2000 mm ² and a distance between the luminaire and the target area 23 of about 1000 mm.

Insgesamt wird so eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen mit der eine homogene Ausleuchtung bei nicht koaxialer Anordnung von Leuchte und Zielbereich erzielt werden kann. Mittels eines Lichtleiters mit lateral ausgedehnten Strukturen mit bevorzugt asymmetrischem Querschnitt auf der Oberseite kann seitlich in den Lichtleiter eingekoppeltes Licht mit dem gewünschten Ablenkwinkel reflektiert werden. Zur Einkopplung des Lichts sind keine besonderen Aufnahmegeometrien erforderlich und es werden keine Mehrfachschatten erzeugt, auch nicht bei der Verwendung mehrerer Lichtquellen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige, besonders homogene und qualitativ verbesserte Ausleuchtung eines Zielbereichs.Overall, such a lighting device is provided with a homogeneous illumination in non-coaxial arrangement of light and target area can be achieved. By means of a light guide with laterally extended structures with preferably asymmetrical cross-section on the upper side, light coupled in laterally into the light guide can be reflected with the desired deflection angle. For the coupling of the light no special recording geometries are required and no multiple shadows are generated, even when using multiple light sources. This allows a simple and inexpensive, particularly homogeneous and qualitatively improved illumination of a target area.

Claims

Lighting device ( 31 ), comprising at least one light source ( 35 ) and a light guide ( 32 ), which is formed of an optically transparent material, wherein the optical fiber ( 32 ) has a longitudinal extent, a first boundary surface, a second boundary surface and at least one end face connecting the first and second boundary surfaces, which light guide ( 32 ) is limited at one end of its longitudinal extension, and wherein the at least one light source ( 35 ) at the at least one end face of the light guide ( 32 ) is arranged for coupling light into the light guide ( 32 ) in the direction of the longitudinal extent of the light guide ( 32 ), characterized in that the first boundary surface has a structuring, wherein the structuring of the first boundary surface by at least one first structural element ( 34 ) is formed, which is formed on the front side of the light guide ( 32 ) to direct and reflect incoupled light.

Lighting device ( 31 ) according to claim 1, characterized in that the lighting device ( 31 ) a reflector element ( 36 ) arranged at a distance to the structuring of the first boundary surface by light emerging from the first boundary surface via the structuring, in the direction of the light guide ( 32 ) to reflect.

Lighting device ( 31 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one structural element ( 34 ) has a longitudinal extent.

Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the direction of the longitudinal extent of the first structural element ( 34 ) transversely, in particular perpendicular to the direction of the longitudinal extent of the light guide ( 32 ) is arranged.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one first structural element ( 34 ) is cylindrical.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the structural element ( 34 ) has an asymmetrical shape in a cross-section perpendicular to its longitudinal extent.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the structural element ( 34 ) has a triangular shape in a cross section perpendicular to its longitudinal extent.

Lighting device ( 31 ) according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the structuring at least one further structural element ( 34 ), whose Longitudinal extent parallel to the longitudinal extent of the at least one first structural element ( 34 ).

Lighting device ( 31 ) according to claim 8, characterized in that the at least one further structural element ( 34 ) is cylindrical.

Lighting device ( 31 ) according to claim 1 to 9, characterized in that the structuring is periodic.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the lighting device ( 31 ) one the light guide ( 32 ) at least partially enclosing reflector ( 37 ) having.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the light guide ( 32 ) is at least partially made of glass.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the light guide ( 32 ) is at least partially made of plastic.

Lighting device ( 31 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one light source ( 35 ) is an LED.