DE102015216111A1

DE102015216111A1 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015216111A1
Application number: DE102015216111.0A
Authority: DE
Inventors: Simon Schwalenberg
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Inventronics De GmbH
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-25
Also published as: EP3341649A1; WO2017032493A1; US20180231209A1; DE102015216111B4; US10502392B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einer optoelektronischen Lichtquelle (2) und einem Optikkörper (3) zur Lichtumverteilung, der sich in ein inneres Linsenteil (3a) und ein daran nach außen anschließendes äußeres Reflektorteil (3b) gliedert, welche Optikkörperteile (3a, b) monolithisch miteinander ausgebildet sind, wobei das innere Linsenteil (3a) als Fresnel-Linse geformt ist, also eine Lichtdurchtrittsfläche (4) des inneren Linsenteils in Wirkflanken (4a) und Faltungsflanken (4b) untergliedert ist, welche Fresnel-Linse mit den Wirkflanken (4a) als Sammellinse wirkt, sodass ein erster Teil (21a) des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Wirkflanken (4a) durchsetzt, zu einer Hauptrichtung (5) hin gebrochen wird, wobei ein zweiter Teil (21b) des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Faltungsflanken (4b) durchsetzt, von der Hauptrichtung (5) weg gebrochen wird, und wobei an dem äußeren Reflektorteil (3b) eine Reflexionsfläche vorgesehen ist, auf welche der zweite Teil (21b) des Lichts fällt und daran reflektiert und mit der Reflexion zu der Hauptrichtung (5) hin umgelenkt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer optoelektronischen Lichtquelle und einem Optikkörper.
Stand der Technik
Die Vorteile, die optoelektronische Lichtquellen bspw. gegenüber konventionellen Glüh- oder auch Leuchtstofflampen die Energieeffizienz und auch die Haltbarkeit betreffend haben können, sind bekannt. Eine Herausforderung kann indes die Anpassung der von der optoelektronischen Lichtquelle erzeugten Lichtverteilung, die typischerweise Lambertsch ist, zu einer dann in der Anwendung gewünschten Lichtverteilung darstellen.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Beleuchtungsvorrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer optoelektronischen Lichtquelle mit einer Lichtabstrahlfläche zur Emission von Licht und einem von dem Licht durchstrahlten Optikkörper zur Lichtumverteilung, auf welchen Optikkörper das Licht mit einer Hauptrichtung trifft, wobei sich der Optikkörper in ein inneres Linsenteil und ein daran in Bezug auf Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung nach außen anschließendes äußeres Reflektorteil gliedert, welche Optikkörperteile monolithisch miteinander ausgebildet sind, wobei das innere Linsenteil als Fresnel-Linse geformt ist, also eine Lichtdurchtrittsfläche des inneren Linsenteils in Wirkflanken und Faltungsflanken untergliedert ist, welche Fresnel-Linse mit den Wirkflanken als Sammellinse wirkt, sodass ein erster Teil des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Wirkflanken durchsetzt, zu der Hauptrichtung hin gebrochen wird, wobei ein zweiter Teil des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Faltungsflanken durchsetzt, von der Hauptrichtung weg gebrochen wird, und wobei an dem äußeren Reflektorteil eine Reflexionsfläche vorgesehen ist, auf welche der zweite Teil des Lichts fällt und daran reflektiert und mit der Reflexion zu der Hauptrichtung hin umgelenkt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen.
Ein anfänglicher Ansatz des Erfinders ging dahin, die Fresnel-Linse so zu optimieren, dass kein Licht auf die Faltungsflanken fällt und so das gesamte Licht in gewünschter Weise von den Wirkflanken gebrochen wird. Hierbei hat der Erfinder jedoch festgestellt, dass eine solche Optimierung im Prinzip nur für eine punktförmige Lichtquelle möglich ist, nicht aber für eine Lichtquelle mit einer Lichtabstrahlfläche gewisser Ausdehnung. Bei letzteren fällt häufig ein Teil des Lichts auch auf die Faltungsflanken und bildet von der Bündelung ausgenommenes Störlicht, bspw. in Form blendender Reflexe.
Der erfindungsgemäße Ansatz geht nun dahin, einen Teil des Lichts (den „zweiten“) bewusst über die Faltungsflanken zu führen, und damit zunächst von der Hauptrichtung weg, also nach außen. Der erste, über die Wirkflanken geführte Teil des Lichts bekommt hingegen bereits originär die gewünschte Form, wird nämlich zur Hauptrichtung hin gebrochen. Indem der zweite Teil des Lichts dann über das äußere Reflektorteil und die daran vorgesehene Reflexionsfläche geführt wird, erfolgt eine Umlenkung zur Hauptrichtung, wird der zweite Teil mit der Reflexion gewissermaßen in ein vom ersten Teil des Lichts gebildetes Strahlenbündel eingegliedert und ist gemeinsam damit nutzbar. So wird einerseits einer Bildung von Störlicht zumindest vorgebeugt und kann andererseits, weil der zweite Teil des Lichts bspw. nicht einfach ausgefiltert wird, auch die Effizienz erhöht sein.
Zusammengefasst wird also das Licht, das den inneren Linsenteil des Optikkörpers durchsetzt, dort aufgespalten, wobei der zweite Teil mit seiner Lichtstärkeverteilung zunächst außerhalb eines von der Anwendung her gewünschten Zielkorridors liegt (in dem der erste Teil liegt); er wird dann aber mit der Reflexion in diesen gebracht, und zwar mit dem äußeren Reflektorteil.
Das innere Linsenteil und das äußere Reflektorteil sind monolithisch miteinander, bevorzugt ist der Optikkörper ein im Gesamten monolithisches Teil. „Monolithisch“ meint im Inneren, von ggf. statistisch verteilten Einschlüssen abgesehen, frei von einer Materialgrenze zwischen unterschiedlichen Materialien bzw. Materialien unterschiedlicher Herstellungsgeschichte; es soll also insbesondere zwischen Linsen- und Reflektorteil keine solche Materialgrenze verlaufen. In anderen Worten geht ein Optikkörpermaterial, aus welchem der Optikkörper vorgesehen ist, zwischen Linsen- und Reflektorteil unterbrechungsfrei durch. Bevorzugt ist der „monolithische“ Optikkörper ein Formteil, das von einem Formwerkzeug freigegeben wird, bevorzugt in seiner endgültigen Form. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Optikkörper um ein Ein-Komponenten-Spritzgussteil.
Das Optikkörpermaterial ist transmissiv, jedenfalls im sichtbaren Wellenlängenbereich, etwa mit einem über diesen gemittelten Transmissionsgrad von mindestens 80%, 90% bzw. 95%. Wenngleich der Optikkörper im Allgemeinen auch aus Glas vorgesehen sein kann, ist das Optikkörpermaterial bevorzugt ein Kunststoffmaterial, etwa Silikon, Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat.
Selbst wenn die an dem Reflektorteil vorgesehene Reflexionsfläche keine Totalreflexionsfläche ist, sondern bspw. von einer auf das Reflektorteil aufgebrachten (Metall)beschichtung gebildet wird (was im Allgemeinen möglich ist), kann der Optikkörper mit dem Reflektorteil zumindest einen integralen Träger für eine solche Reflexionsschicht zur Verfügung stellen. Letzterer wird so eine definierte Position vorgegeben, was im Vergleich zum Zusammensetzen von Einzelteilen bspw. Fertigungsschwankungen und damit einen Ausschuss reduzieren helfen kann. Der vorgeschlagene Optikkörper kann im Vergleich zum Vorsehen eines gesonderten Reflektors auch die Zahl der vorzuhaltenden Einzelteile reduzieren helfen, insbesondere wenn die Reflexionsfläche bevorzugt eine Totalreflexionsfläche ist.
Die „Hauptrichtung“ ist als Schwerpunktrichtung gebildet, also als Mittelwert sämtlicher Richtungsvektoren, entlang welcher sich das Licht ausbreitet, wobei bei dieser Mittelwertbildung jeder Richtungsvektor mit der ihm zugehörigen Lichtstärke gewichtet wird. Dabei wird das gesamte, von der Lichtquelle auf den Optikkörper treffende Licht mit seinen Auftreffrichtungen zugrunde gelegt. Bevorzugt fällt die derart gebildete Hauptrichtung mit einer Lichtquellen-Hauptrichtung zusammen, die als Schwerpunktrichtung des gesamten, von der Lichtquelle emittierten Lichts gebildet wird.
Das Brechen bzw. Umlenken von Licht „zu der Hauptrichtung hin“ meint, dass die Strahlen eines entsprechend gebrochenen/umgelenkten Strahlenbündels nach der Brechung/Umlenkung jeweils einen dem Betrag nach kleineren Winkel mit der Hauptrichtung einschließen als davor. Dabei kann die Winkeländerung bspw. für eher randseitig des jeweiligen Strahlenbündels angeordnete Strahlen größer als für mittige Strahlen sein (und lassen sich dementsprechend nicht sinnvoll quantitative Werte angeben). Im Allgemeinen muss der abgelenkte/umgelenkte erste oder zweite Teil des Lichts dabei nicht das gesamte, bis zum jeweiligen „Abzweigungspunkt“ geführte Licht umfassen, muss also bspw. nicht das gesamte auf die Reflexionsfläche fallende Licht als zweiter Teil zur Hauptrichtung hin abgelenkt werden. Gleiches gilt auch bereits für das auf die Faltungsflanken fallende Licht, das nicht im Gesamten von der Hauptrichtung weg gebrochen werden muss, bzw. auch für das über die Wirkflanken geführte Licht, das nicht im Gesamten zur Hauptrichtung hin gebrochen werden muss. Hier kann es auch technisch bedingt immer einen gewissen Verlust bzw. unerwünschte Reflexionen/Brechungen geben.
Bevorzugt machen mindestens 70%, 80% bzw. 90% (in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt, mögliche Obergrenzen liegen bei 99% bzw. 95%) des das innere Linsenteil über die Wirkflanken durchsetzenden Lichts den „ersten Teil“ des Lichts aus und/oder macht ein entsprechender Prozentanteil des das innere Linsenteil über die Faltungsflanken durchsetzenden Lichts den „zweiten Teil“ des Lichts aus, der zuerst von der Hauptrichtung weg gebrochen und dann zu dieser hin umgelenkt wird. Das Brechen „von der Hauptrichtung weg“ meint analog der vorstehenden Beschreibung, dass die Strahlen des entsprechenden Strahlenbündels mit der Hauptrichtung nach der Brechung jeweils einen dem Betrag nach größeren Winkel einschließen als zuvor. Generell wird hierbei immer der kleinere von zwei Richtungen miteinander eingeschlossene Winkel betrachtet.
Das mit der Fresnel-Linse in den ersten und zweiten Teil aufgetrennte Licht breitet sich zuvor von der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle zum inneren Linsenteil aus. Es trifft auf eine „Lichteintrittsfläche“ des inneren Linsenteils, welche dem gesamten, von Licht durchstrahlten Teilbereich einer insgesamt ggf. auch größeren Seitenfläche des Linsenteils entspricht. Der Lichteintrittsfläche entgegengesetzt liegt die Lichtaustrittsfläche des inneren Linsenteils, welche wiederum dem gesamten, von dem austretenden Licht durchstrahlten Teilbereich einer (ggf. auch größeren) Seitenfläche des Linsenteils entspricht.
Die Lichteintrittsfläche des inneren Linsenteils ist bevorzugt im Gesamten konkav (kann im Allgemeinen aber auch plan sein), also von ggf. den Wirk- und Faltungsflanken oder einer anderen Sub-Struktur abgesehen (siehe unten), also gewissermaßen als gleitender Durchschnitt betrachtet; sie bildet also eine Kuppelform. Dabei kann die Lichteintrittsfläche im Gesamten bspw. sphärisch oder ellipsoidal sein. Die Lichteintrittsfläche kann die Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle bevorzugt derart überspannen, dass eine die Lichtabstrahlfläche beinhaltende Ebene die Kuppel umlaufend schneidet oder ein Rand der Kuppel (zu welchem diese von der Mitte aus abfällt) in dieser Ebene liegt. Generell ist die Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle bevorzugt plan bzw. liegen, falls sie aus mehreren Teilflächen zusammengesetzt ist, diese Teilflächen in einer gemeinsamen Ebene.
Die Lichtaustrittfläche des inneren Linsenteils ist bevorzugt im Gesamten (siehe vorne) konvex gekrümmt (kann im Allgemeinen aber auch plan sein), bspw. sphärisch oder ellipsoidal. Bevorzugt sind die Wirk- und Faltungsflanken an der Lichteintrittsfläche vorgesehen und bleiben sie bei deren Betrachtung „im Gesamten“ außer Betracht; an der Lichtaustrittsfläche ist bevorzugt ein Lichtmischmittel vorgesehen (siehe unten), welches dann bei deren Form „im Gesamten“ außer Betracht bleibt.
Das äußere Reflektorteil schließt „nach außen“ an das innere Linsenteil an, erstreckt sich dann also weiter nach außen als letzteres, jedenfalls bei Betrachtung der von Licht durchsetzten Bereiche (an das innere Linsenteil könnte bspw. ein breiter Sockel angeformt sein, der dann außer Betracht bliebe). Bevorzugt ist die gesamte Reflexionsfläche in Bezug auf die Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung außerhalb des inneren Linsenteils angeordnet. Bezogen auf einen Umlauf um eine Mittenachse (siehe unten) des Optikkörpers ist die Reflexionsfläche bevorzugt vollständig umlaufend vorgesehen. Im Allgemeinen ist zwar bspw. auch eine zur Hauptrichtung parallele Reflexionsfläche denkbar, vorzugsweise weitet sich die Reflexionsfläche jedoch entlang der Hauptrichtung, also vom inneren Linsenteil weg. Insgesamt kann der Optikkörper eine Becherform haben, wobei das innere Linsenteil den Boden des Bechers und das Reflektorteil dessen Seitenwand bildet.
Der vorgeschlagene Optikkörper kann bspw. auch insoweit vorteilhaft sein, als mit dem nach außen anschließenden Reflektorteil eine dann insgesamt relativ große optisch wirksame Fläche (bezogen auf die Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung) geschaffen wird, was eine gute Bündelung erlaubt (die Etendue als Produkt aus Querschnittsfläche und projiziertem Raumwinkel ist eine Erhaltungsgröße). Würde man andererseits eine konventionelle Linse mit einer entsprechend großen optisch wirksamen Fläche vorsehen, müsste diese dann im Gesamten relativ dick (in der Hauptrichtung) werden, was bereits aufgrund der Menge an benötigtem Optikkörpermaterial nachteilig sein kann, zumal bspw. bei einer Herstellung durch Spritzguss auch die Abkühl-/Aushärtezeit verlängert und damit der Durchsatz verringert sein könnte.
In bevorzugter Ausgestaltung hat der erste Teil des Lichts dem inneren Linsenteil unmittelbar nachgelagert, also unter Vernachlässigung einer zur Beleuchtungsanwendung hin dann ggf. noch später erfolgenden Lichtumverteilung, eine erste Lichtstärkeverteilung mit einem ersten Öffnungswinkel ω₁. Gleichermaßen hat der zweite Teil des Lichts dem äußeren Reflektorteil unmittelbar nachgelagert eine zweite Lichtstärkeverteilung mit einem zweiten Öffnungswinkel ω₂. Der jeweilige Öffnungswinkel ω₁/ω₂ wird dabei über die Halbwertsbreite der jeweiligen Lichtstärkeverteilung genommen, und zwar im Allgemeinen jeweils als über einen Umlauf um eine zur Hauptrichtung parallele Achse gebildeter Mittelwert (der Öffnungswinkel kann also in unterschiedlichen Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung unterschiedlich groß sein). Bevorzugt ist der jeweilige Öffnungswinkel ω₁/ω₂ über einen solchen Umlauf konstant, ist das jeweilige Strahlenbündel (mit dem ersten /zweiten Teil des Lichts) also rotationssymmetrisch zu besagter Achse.
In bevorzugter Ausgestaltung gilt nun ω₂ ≤ ω₁. Bildlich gesprochen wird mit der Umlenkung der zweite Teil des Lichts vollständig in den Zielkorridor gebracht, welchen der erste Teil vorgibt. Mit der Bündelung über die Wirkflanken wird eine (erste) Lichtstärkeverteilung definiert, innerhalb deren Winkelausdehnung dann auch die zweite Lichtstärkeverteilung liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform passiert der gesamte erste Teil des Lichts die Reflexionsfläche, fällt also nicht darauf, sondern geht daran vorbei. Es fällt ausschließlich der zweite Teil des Lichts auf die Reflexionsfläche, die so bspw. hinsichtlich ihrer Form auf den zweiten Teil des Lichts und dessen Umlenkung optimiert sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nimmt in der ersten Lichtstärkeverteilung (siehe vorne) die Lichtstärke mit einem zunehmenden Kippwinkel (Winkel zur Hauptrichtung) von einem Maximalwert ab, bspw. Gauß-förmig. Der zweite Teil des Lichts hat dem inneren Linsenteil unmittelbar nachgelagert, also noch vor dem Reflektorteil, eine Zwischen-Lichtstärkeverteilung, in der die Lichtstärke jedenfalls über einen Kippwinkelbereich (in einem Kippwinkelintervall) mit zunehmendem Kippwinkel zunimmt. Zwischen der ersten und der Zwischen-Lichtstärkeverteilung gibt es nun einen Grenz-Kippwinkel bzw. ein Grenz-Kippwinkelintervall, unterhalb welchem die Lichtstärke der ersten Lichtstärkeverteilung größer als jene der Zwischen-Lichtstärkeverteilung ist und oberhalb welchem die Lichtstärke in der Zwischen-Lichtstärkeverteilung größer als jene der ersten Lichtstärkeverteilung ist.
Bei dem Grenz-Kippwinkel soll nun die Lichtstärke in der ersten Lichtstärkeverteilung vorzugsweise nur noch höchstens 20%, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt nur noch höchstens 15%, 10% bzw. 5%, des Maximalwerts der ersten Lichtstärkeverteilung ausmachen, besonders bevorzugt gleich Null sein. Die erste und die Zwischen-Lichtstärkeverteilung sollen also allenfalls zu einem eher geringen Teil überlappen, also in anderen Worten soweit möglich sauber aufgetrennt werden. Der Erfinder hat hierbei eine gute Entblendung beobachtet, was störende Reflexe zumindest verringert.
Besonders bevorzugt kann wie gesagt sein, dass die beiden Verteilungen gar nicht überlappen, und es ein Grenz-Kippwinkelintervall mit beliebig vielen Grenz-Kippwinkeln darin gibt; bei den Grenz-Kippwinkeln darin ist die Lichtstärke der ersten Lichtstärkeverteilung bereits gleich Null und jene der Zwischen-Lichtstärkeverteilung noch gleich Null. Ein solches Intervall kann sich bspw. über mindestens 3°, vorzugsweise mindestens 5°, und (davon unabhängig) bspw. höchstens 45°, 40°, 35°, 30°, 25° bzw. 20° erstrecken (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt).
Der beschriebene Verlauf der Lichtstärke in der ersten und der Zwischen-Lichtstärkeverteilung soll generell in zumindest zwei zueinander senkrechten, jeweils die Mittenachse (siehe unten) des Optikkörpers beinhaltenden Schnittebenen gelten, vorzugsweise in sämtlichen die Mittenachse beinhaltenden Schnittebenen, also vollständig umlaufend. Der Grenz-Kippwinkel bzw. ein Grenz-Kippwinkelintervall liegt bspw. bei Kippwinkeln von in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 65°, 60°, 55°, 50°, 45° bzw. 40°; mögliche Untergrenzen liegen (davon unabhängig) bspw. bei mindestens 5°, vorzugsweise mindestens 10°, weiter bevorzugt mindestens 15°, besonders bevorzugt mindestens 20°. Das Grenz-Kippwinkelintervall soll dabei vollständig in einem entsprechenden Bereich liegen, wobei Bereichs- und Intervallgrenze zusammenfallen können. In der Zwischen-Lichtstärkeverteilung ist die Lichtstärke vorzugsweise bei Kippwinkeln bis mindestens 30°, besonders bevorzugt bis mindestens 35°, gleich Null.
Der erste und der zweite Teil des Lichts können zueinander bspw. in einem Verhältnis (erster Tei:zweiter Teil) von mindestens 1:10, 1:5 bzw. 3:10 stehen, wobei mögliche Obergrenzen (davon unabhängig) bspw. bei höchstens 10:1, 9:1 bzw. 8:1 liegen können, jeweils in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt. Ohne ausdrücklich gegenteilige Angabe (wie bspw. vorne im Falle der Lichtstärke) beziehen sich im Rahmen dieser Offenbarung Feststellungen zu Verhältnissen oder Anteilen von Licht auf den Lichtstrom.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Fresnel-Linse einen lichtquellenseitigen Brennpunkt, der zu der Lichtabstrahlfläche um höchstens 5 mm, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 4 mm, 3 mm, 2 mm bzw. 1 mm, beabstandet ist. Betrachtet wird hierbei der kleinste Abstand, den der Brennpunkt zur Lichtabstrahlfläche hat. In dem Brennpunkt müssen sich dabei (auch technisch bedingt) nicht notwendigerweise sämtliche Strahlen kreuzen, sondern es kann das Licht in einem Fokus-Spot um den Brennpunkt herum auch etwas aufgeweitet sein, wobei der Spot-Durchmesser bspw. nicht mehr als 2 mm, 1 mm bzw. 0,5 mm betragen soll (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt); der Durchmesser wird im Allgemeinen als Mittelwert aus kleinster und größter Erstreckung genommen und entspricht im bevorzugten Fall der Kreisform dem Kreisdurchmesser. Der Brennpunkt liegt dort, wo der Strahlbündelquerschnitt minimal wird, eben in idealisierter Betrachtung punktförmig.
Bevorzugt kann einerseits sein, dass der Brennpunkt in der Lichtabstrahlfläche liegt. Andererseits kann aber bspw. auch eine gewisse Defokussierung von Interesse sein, etwa um einer bei der Beleuchtung ggf. störenden Abbildung der Lichtabstrahlfläche vorzubeugen. So kann der Brennpunkt in diesem Fall um bspw. mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm, von der Lichtabstrahlfläche beabstandet sein (mögliche Obergrenzen siehe vorne).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat eine erste der Wirkflanken einen ersten lichtquellenseitigen Wirkflanken-Brennpunkt und hat eine zweite der Wirkflanken einen zweiten lichtquellenseitigen Wirkflanken-Brennpunkt, wobei diese beiden Brennpunkte in der Hauptrichtung um mindestens 1 mm, in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt, mindestens 2 mm, 3 mm, 4 mm bzw. 5 mm, zueinander beabstandet sind. Mögliche Obergrenzen können (davon unabhängig) bspw. bei höchstens 10 mm, 8 mm bzw. 6 mm liegen. Die Wirkflanken sind dann also bewusst so gestaltet, dass sie nicht einen gemeinsamen Brennpunkt haben, sondern es gewissermaßen einen in der Hauptrichtung aufgespreizten Brennbereich gibt. Dies kann bspw. wiederum hinsichtlich des Vermeidens einer exakten Abbildung der Lichtabstrahlfläche Vorteile bieten.
Bevorzugt kann sein, dass die jeweiligen Wirkflanken-Brennpunkte sämtlicher Wirkflanken zueinander jeweils ein Stück weit beabstandet sind, wobei der erste und der zweite Wirkflanken-Brennpunkt bevorzugt ein Intervall aufspannen, auf welches die übrigen Wirkflanken-Brennpunkte verteilt sind. Ein jeweiliger Wirkflanken-Brennpunkt liegt analog der vorstehenden Beschreibung jeweils dort, wo der Strahlbündelquerschnitt eines über die jeweilige Wirkflanke geführten Strahlenbündels minimal wird, dieses also seinen Wirkflanken-Fokus-Spot hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Faltungsflanken parallel zueinander, und zwar in einer die Mittenachse des Optikkörpers beinhaltenden Schnittebene betrachtet jeweils jene Faltungsflanken, die auf derselben Seite der Mittenachse liegen. Bevorzugt gilt dies für sämtliche solcher Schnittebenen, also vollständig umlaufend. Bevorzugt kann sein, dass die Faltungsflanken parallel zur Mittenachse liegen, also dann auch die auf verschiedenen Seiten der Mittenachse angeordneten Faltungsflanken zueinander parallel sind.
Die „Mittenachse“ ist bevorzugt eine Achse, zu welcher das innere Linsenteil (der von Licht durchsetzte Teil davon) zumindest drehsymmetrisch, bevorzugt rotationssymmetrisch, ist. Vorzugsweise ist der Optikkörper zu der Mittenachse drehsymmetrisch, jedenfalls mit seinen von Licht durchsetzten Bereichen. Bevorzugt liegt die Mittenachse parallel zur Hauptrichtung.
Im Allgemeinen können die Faltungsflanken, auch wenn sie auf derselben Seite der Mittenachse angeordnet sind, aber auch zueinander verkippt sein. In diesem Fall kann bevorzugt sein, dass die Verkippung der Faltungsflanken zu einer zur Mittenachse parallelen, in Richtung der Hauptrichtung weisenden Richtung mit zunehmendem Abstand von der Mittenachse abnimmt. Gleichwohl erstrecken sich die Faltungsflanken in besagten Schnittebenen betrachtet bevorzugt jeweils für sich gerade.
In bevorzugter Ausgestaltung tritt der zweite Teil des Lichts an einer Innenfläche des äußeren Reflektorteils in dieses ein und bildet eine der Innenfläche entgegengesetzte Außenfläche des äußeren Reflektorteils die Reflexionsfläche, wobei die Umlenkung bevorzugt durch Totalreflexion erfolgt. „Innen“ und „außen“ beziehen sich hierbei auf die Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung bzw. zur Mittenachse der Linse. Der zweite Teil des Lichts tritt dann also an der Lichtaustrittsfläche des inneren Linsenteils aus, durchsetzt ein Gasvolumen, üblicherweise Luft, und tritt dann an der Innenfläche erneut in den Optikkörper ein, eben in das äußere Reflektorteil; nach der Reflexion breitet sich der zweite Teil des Lichts dann wieder zur Innenfläche des äußeren Reflektorteils aus, um dort auszutreten.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Außenfläche des äußeren Reflektorteils mit einer Vielzahl länglicher Prismen-Erhebungen geformt, in welchen das jeweilig darauffallende Licht jeweils durch zweifache Totalreflexion zu der Hauptrichtung hin umgelenkt wird. Dazu hat jede der Prismen-Erhebungen zwei in einem jeweiligen Grat nach außen (bezogen auf Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung/Mittenachse) keilförmig aufeinander zulaufende Flanken. Ein Lichtstrahl, der innerhalb eines Akzeptanzraumwinkelbereichs auf ein jeweiliges Reflexionsprisma fällt, wird dann an jeder der beiden Flanken einmal totalreflektiert und so im Ergebnis umgelenkt. Die Flanken können in zu dem jeweiligen Grat senkrechten Schnittebenen betrachtet jeweils für sich plan oder bspw. auch leicht konvex gewölbt sein.
Auf diese Weise wird jeweils ein „Großteil“ des auf ein jeweiliges Reflexionsprisma fallenden Lichts umgelenkt, bspw. mindestens 70%, 80% bzw. 90%, bevorzugt das gesamte Licht (im Rahmen des technisch Möglichen). Je Prismen-Erhebung schließen die beiden Flanken einen Keilwinkel von mindestens 60°, 65°, 70°, 75°, 80° bzw. 85° miteinander ein, wobei (davon unabhängig) vorteilhafte Obergrenzen bei höchstens 120°, 115°, 110°, 105°, 100° bzw. 95° liegen, jeweils in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Prismen-Erhebungen jeweils derart vorgesehen und angeordnet, dass der jeweilige Grat vollständig in einer die Mittenachse des Optikkörpers beinhaltenden Ebene liegt. Vorzugsweise erstrecken sich die Grate jeweils über ihre gesamte Länge als Gerade; bevorzugt sind sämtliche Grate auf derselben Mantelfläche eines Kegelstumpfs angeordnet (die Mantelfläche weitet sich von dem inneren Linsenteil weg).
Im Allgemeinen können die Grate und kann damit die wirksame Reflexionsfläche in die Mittenachse beinhaltenden Schnittebenen betrachtet aber auch andere Formen haben, bspw. kreisförmig (als Kreisbogen) oder aber auch asphärisch sein, etwa parabolisch, elliptisch oder auch gänzlich frei geformt. Sie können sich dabei zur Mittenachse hin wölben (wobei die Außenfläche konkav wäre) oder sich mit einer Wölbung von dieser weg erstrecken (wobei die Außenfläche konvex wäre).
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Innenfläche des äußeren Reflektorteils zumindest bereichsweise facettiert, bevorzugt im gesamten von dem zweiten Teil des Lichts durchstrahlten Bereich, besonders bevorzugt insgesamt. Im Allgemeinen könnte indes auch (allein oder zusätzlich) die Außenfläche facettiert sein, könnte also bspw. ein gekrümmter Grat wie ein Polygonzug verlaufen. Die bevorzugt facettierte Innenfläche ist in Teilflächen (die Facetten) untergliedert, wobei nächstbenachbarte der Teilflächen dann immer unter einem Winkel aneinandergrenzen. Im Allgemeinen können die Facetten auch konkav und/oder konvex sein, bevorzugt sind sie jeweils für sich plan. Eine Facettierung kann bezüglich eines Umlaufs um die Mittenachse und/oder in die Mittenachse beinhaltenden Schnittebenen ausgebildet sein, bevorzugt beides zugleich.
Die Innenfläche des äußeren Reflektorteils kann bspw. in mindestens 50, vorzugsweise mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 150, Facetten untergliedert sein. Mögliche Obergrenzen können (davon unabhängig) bspw. bei höchstens 1.000 bzw. 500 liegen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Lichteintrittsfläche des inneren Linsenteils die in Wirk- und Faltungsflanken untergliederte Lichtdurchtrittsfläche, ist die Fresnel-Struktur also eintrittsseitig des inneren Linsenteils vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die der Lichteintrittsfläche entgegengesetzte Lichtaustrittsfläche des inneren Linsenteils mit einem Lichtmischmittel versehen; dieses weitet den Querschnitt eines die Lichtaustrittsfläche durchsetzenden Strahlenbündels auf und kann so von unterschiedlichen Stellen der Lichtabstrahlfläche stammendes Licht durchmischen helfen. Im Allgemeinen kann als Lichtmischmittel bspw. auch eine gesonderte Beschichtung auf die Lichtaustrittsfläche aufgebracht sein, bevorzugt bildet die Lichtaustrittsfläche selbst das Lichtmischmittel, bspw. durch eine Oberflächenanrauung.
In bevorzugter Ausgestaltung bilden in die Lichtaustrittsfläche eingeformte Mikrolinsen das Lichtmischmittel. Ein Strahlenbündel, welches die Lichtaustrittsfläche durchsetzt, wird von den Mikrolinsen in eine Vielzahl Teil-Strahlenbündel untergliedert (ein Teil-Strahlenbündel je Mikrolinse). Dabei ist jedes Teil-Strahlenbündel der jeweiligen Mikrolinse nachgelagert etwas aufgeweitet (bei Sammellinsen der Brennebene nachgelagert), bspw. um mindestens 2°, vorzugsweise mindestens 5°, wobei (davon unabhängig) mögliche Obergrenzen bspw. bei höchstens 20°, 15° bzw. 10° liegen (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt). Für die Aufweitung wird der Öffnungswinkel (siehe vorne) des jeweiligen Teil-Strahlenbündels der jeweiligen Mikrolinse vor- und nachgelagert dem Betrag nach verglichen.
Infolge der Aufweitung werden die Teil-Strahlenbündel dann überlagert und wird so eine Homogenisierung des Lichts erreicht. Im Allgemeinen kann eine Mikrolinse auch als Zerstreuungslinse ausgebildet sein, kann die Lichtaustrittsfläche im Bereich der jeweiligen Mikrolinse also lokal konvex gekrümmt sein. Der Erfinder hat jedoch festgestellt, dass dies in der Tendenz Totalreflexionen an der Lichtaustrittsfläche begünstigen kann. Bevorzugt ist eine Mikrolinse deshalb als Sammellinse ausgebildet, dort die Lichtaustrittsfläche also lokal konvex gekrümmt. Besonders bevorzugt gilt dies für sämtliche Mikrolinsen der Lichtaustrittsfläche.
In die Lichtaustrittsfläche können bspw. mindestens 20, vorzugsweise mindestens 50, besonders bevorzugt mindestens 100, Mikrolinsen eingeformt sein; mögliche Obergrenzen können (davon unabhängig) bspw. bei höchstens 100.000, 10.000 bzw. 1.000 Mikrolinsen liegen. Für die Lichtaustrittsfläche ist im Bereich einer jeweiligen Mikrolinse (Mikrolinsen-Lichtaustrittsfläche) eine lokal sphärische Form bevorzugt, wenngleich im Allgemeinen auch asphärische Formen möglich sind, etwa eine konische, paraboloide, hyperboloide oder frei geformte Form. Im Allgemeinen können sich die Mikrolinsen jedenfalls gruppenweise auch in ihrem jeweiligen Krümmungsradius der jeweiligen Mikrolinsen-Lichtaustrittsfläche unterscheiden; bevorzugt haben sämtliche in die Lichtaustrittfläche eingeformten Mikrolinsen denselben Krümmungsradius.
Hinsichtlich einer Verteilung der Mikrolinsen über die Lichtaustrittsfläche ist im Allgemeinen auch eine regelmäßige, etwa bezogen auf die Mittenachse des Optikkörpers drehsymmetrische Anordnung möglich. Es kann bspw. auch ein kartesisches Netz über die Lichtaustrittsfläche gelegt oder können die Mikrolinsen nach Art einer hexagonal dichtesten Kugelpackung angeordnet sein. Bevorzugt ist eine nicht-periodische Anordnung, etwa eine spiralförmige Anordnung, bevorzugt einem Fibonacci-Muster folgend.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung, vorzugsweise zur Bühnen- und/oder Szenenbeleuchtung, also etwa im Film-, Fernseh- oder Theaterbereich, aber etwa auch bei Großveranstaltungen wie Konzerten. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann hierbei insoweit Vorteile bieten, als sich mit dem funktional zweigeteilten Optikkörper ein im Vergleich zu einer konventionellen Linse gewichtsreduziertes Teil gestalten lassen kann (siehe vorne), was insbesondere bei einer hängenden Montage Vorteile bietet (auch eine solche betrifft eine bevorzugte Verwendung explizit).
Die Beleuchtungsvorrichtung kann aber auch zur Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden, insbesondere im Bereich der Gebäudebeleuchtung, vorzugsweise zur Innenraumbeleuchtung, etwa bei sogenannten Spots bzw. Downlights.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.
Im Einzelnen zeigt
1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer teilweise geschnittenen Schrägansicht;
2 in einer schematischen Seitenansicht die Strahlführung in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1;
3 das innere Linsenteil des Optikkörpers der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 in einem Schnitt mit einem exemplarischen Strahlenbündel;
4a einen Ausschnitt des äußeren Reflektorteils des Optikkörpers der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit einem Reflexionsprisma und einem daran zweifach totalreflektierten Strahlenbündel;
4b eine schematische Darstellung zur Illustration der zweifachen Totalreflexion gemäß 4a;
5 ein Diagramm zur Illustration der Lichtstärkeverteilung dem inneren Linsenteil unmittelbar nachgelagert;
6 die Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 in einer Aufsicht, entgegen der Hauptrichtung daraufblickend.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einer LED 2 und einem davon durchstrahlten Optikkörper 3. Der Optikkörper 3 gliedert sich in ein inneres Linsenteil 3a und ein damit monolithisches, im selben Spritzgussschritt hergestelltes äußeres Reflektorteil 3b.
Das von der LED 2 emittierte Licht trifft auf eine Lichteintrittsfläche 4 des inneren Linsenteils 3a, welche als Fresnel-Struktur in Wirkflanken 4a und Faltungsflanken 4b untergliedert ist (vgl. 3 im Detail). Auf die Wirkflanken 4a fällt ein erster Teil des Lichts und wird dabei zur Hauptrichtung 5 hin gebrochen, also gebündelt. Ein zweiter Teil des Lichts fällt auf die Faltungsflanken 4b und wird von der Hauptrichtung 5 weg gebrochen, vgl. auch die schematische Darstellung in 2.
Der erste, zur Hauptrichtung 5 hin gebrochene Teil des Lichts tritt an einer der Lichteintrittsfläche 4 entgegengesetzten Lichtaustrittsfläche 6 des inneren Linsenteils 3a aus und steht in dieser Form direkt als Nutzlicht zur Verfügung. Um nun auch den zweiten, von der Hauptrichtung 5 weg gebrochenen Teil des Lichts nutzbar zu machen, wird dieser nach dem Austritt an der Lichtaustrittsfläche 6 über das äußere Reflektorteil 3b geführt und dort an einer Außenfläche 7 durch Totalreflexion umgelenkt. Dazu sind in die Außenfläche 7 eine Vielzahl jeweils länglicher Reflexionsprismen 8 eingeformt, die Umlenkung erfolgt also jeweils durch zweifache Totalreflexion, vgl. 4 im Detail.
Im Ergebnis wird der zweite, über die Faltungsflanken 4b geführte Teil des Lichts so gleichwohl in den vom ersten, über die Wirkflanken 4a geführten Teil des Lichts vorgegebenen Zielkorridor gebracht. Der Öffnungswinkel der Lichtstärkeverteilung des zweiten Teils des Lichts entspricht dem äußeren Reflektorteil 3b nachgelagert dem Öffnungswinkel des ersten Teils des Lichts dem inneren Linsenteil 3a nachgelagert.
2 illustriert diese Strahlführung nochmals schematisch. Ein Strahlenbündel 20, das einen Teil des von der LED 2 im Gesamten emittierten Lichts wiedergibt, trifft auf das innere Linsenteil 3a und wird von der Fresnel-Struktur in einen ersten Teil 21a und einen zweiten Teil 21b aufgespalten. Der zweite Teil 21b wird dann an dem äußeren Reflektorteil 3b reflektiert und damit in gleicher Weise wie der erste Teil 21a gebündelt.
3 zeigt das innere Linsenteil 3a in einer eine Mittenachse 30 des Optikkörpers 3 beinhaltenden Schnittebene. Zunächst ist hier im Einzelnen die Fresnel-Struktur, also die Untergliederung der Lichteintrittsfläche 4 in die Wirkflanken 4a und die Faltungsflanken 4b zu erkennen. Exemplarisch ist ein Strahlenbündel 20 gezeigt, welches, soweit es auf die Wirkflanken 4a fällt, als erster Teil 21a des Lichts zur Hauptrichtung 5 hin gebrochen wird. Soweit das Strahlenbündel 20 auf die Faltungsflanken 4b fällt, wird es als zweiter Teil 21b des Lichts von der Hauptrichtung 5 weg gebrochen.
In 3 ist ferner zu erkennen, dass die Lichtaustrittsfläche 6 des inneren Linsenteils 3a in eine Vielzahl Mikrolinsen 31 untergliedert ist. Diese wirken jeweils als Sammellinse, bündeln also ein jeweiliges, die jeweilige Mikrolinse 31 durchsetzendes Teil-Strahlenbündel, sodass dieses dann der jeweiligen Brennebene nachgelagert aufgefächert ist. Im Ergebnis wird also ein jedes der über eine jeweilige Mikrolinse 30 geführten Teil-Strahlenbündel etwas aufgeweitet und das Licht so durchmischt. 6 veranschaulicht die Mikrolinsen 30 und ihre Anordnung dann in einer Aufsicht.
4a illustriert an einem Ausschnitt, wie der zweite Teil 21b des Lichts an dem äußeren Reflektorteil 3b umgelenkt wird. Das exemplarisch gezeigte Strahlenbündel tritt an einer Innenfläche 40 in das äußere Reflektorteil 3b ein und wird an der entgegengesetzten Außenfläche 7 zweifach totalreflektiert und damit zur Hauptrichtung 5 hin umgelenkt. Dazu sind in die Außenfläche 7 die Reflexionsprismen 8 eingeformt, wovon der in 4a gezeigt Ausschnitt eines enthält und insoweit einen Grundkörper des drehsymmetrischen Aufbaus darstellt.
4b veranschaulicht die Funktionsweise des Reflexionsprismas 8 schematisch, also vereinfacht (tatsächlich liegen ein- und ausfallender Strahl nicht in einer Ebene; zudem würde im Idealfall bei einer Punktquelle der ausfallende Strahl auch in den Ursprung des einfallenden Strahls zurückgeführt). Das Reflexionsprisma 8 ist aus zwei in die Außenfläche 7 eingeformten, in einem Grat 41 und einem Winkel von etwas über 90° auf einander zulaufenden Flanken geformt. Das an der Innenfläche 40 in das äußere Reflektorteil 3b eintretende Licht wird einmal an der ersten Flanke und ein zweites Mal an der zweiten Flanke totalreflektiert und somit im Ergebnis umgelenkt. Der schematische Schnitt gemäß 4b liegt in einer zur Hauptrichtung 5 senkrechten Ebene.
Der Erfinder hat festgestellt, dass sich mit dem äußeren Reflektorteil 3b der zweite Teil 21b des Lichts besonders gut in den vom ersten Teil 21a vorgegebenen Zielkorridor bringen lässt, wenn der erste und der zweite Teil 21a, b an der Fresnel-Struktur sauber aufgetrennt werden.
5 zeigt zwei Lichtstärkeverteilungen, nämlich zum einen eine erste Lichtstärkeverteilung 50, welche der erste Teil 21a des Lichts dem inneren Linsenteil 3a unmittelbar nachgelagert hat. Zum anderen ist eine Zwischen-Lichtstärkeverteilung 51 gezeigt, die der zweite Teil 21b des Lichts dem inneren Linsenteil 3a unmittelbar nachgelagert hat, also noch dem äußeren Reflektorteil 3b vorgelagert.
Die erste Lichtstärkeverteilung 50 verläuft Gauß-förmig um einen mittigen Maximalwert (auf welchen die Y-Achse normiert ist), wohingegen in der Zwischen-Lichtstärkeverteilung 51 die Lichtstärke erst weiter außen zu- und dann wieder abnimmt, gewissermaßen ringförmig um die erste Lichtstärkeverteilung 50 liegt. Auf der Y-Achse ist der Kippwinkel zur Hauptrichtung 5 aufgetragen, und es ist dann bei Kippwinkeln größer einem Grenz-Kippwinkel von 40° die Lichtstärke in der Zwischen-Lichtstärkeverteilung 51 größer als in der ersten Lichtstärkeverteilung 50.
Bei diesem Grenz-Kippwinkel ist dabei die Intensität in der ersten Lichtstärkeverteilung 50 schon deutlich abgefallen, macht nämlich nur noch rund 5% des Maximums aus. Indem der erste und der zweite Teil des Lichts in dieser Form klar aufgetrennt werden, kann mit dem nachgelagerten äußeren Reflektorteil 3b dann ausschließlich der zweite Teil 21b des Lichts umgelenkt werden, wird also der erste Teil 21a des Lichts dabei nicht in unerwünschter Weise mit beeinflusst. Vorliegend ist auch zu Veranschaulichungszwecken ein Überlapp zwischen erster Lichtstärkeverteilung 50 und Zwischen-Lichtstärkeverteilung 51 gezeigt, bevorzugt kann indes sein, dass die beiden gar nicht mehr überlappen und es ein Grenz-Kippwinkelintervall dazwischen gibt.
6 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung 1 in einer Aufsicht, und zwar entgegen der Hauptrichtung 5 daraufblickend. Der Blick fällt also auf die Lichtaustrittsfläche 6 des inneren Linsenteils 3a und die Innenwandfläche 40 des äußeren Reflektorteils 3b. Dabei ist zunächst die Untergliederung der Lichtaustrittsfläche 6 in die Mikrolinsen 40 zu erkennen, die in Form eines Fibonacci-Musters angeordnet sind. Aus zeichnerischen Gründen ist hier nicht die vollständige Fläche mit Mikrolinsen 40 belegt, was in der Praxis jedoch bevorzugt ist (nach Art einer dichtesten Kugelpackung).
Die Innenwandfläche 40 des äußeren Reflektorteils 3b ist facettiert (nicht im Einzelnen dargestellt), und zwar in jeweils für sich plane Teilflächen untergliedert. In der Aufsicht sind ferner die bezogen auf die Hauptrichtung 5 oberen Enden der Reflexionsprismen 8 zu erkennen.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einer optoelektronischen Lichtquelle (2) mit einer Lichtabstrahlfläche zur Emission von Licht und einem von dem Licht durchstrahlten Optikkörper (3) zur Lichtumverteilung, auf welchen Optikkörper (3) das Licht mit einer Hauptrichtung (5) trifft, wobei sich der Optikkörper (3) in ein inneres Linsenteil (3a) und ein daran in Bezug auf Richtungen senkrecht zur Hauptrichtung (5) nach außen anschließendes äußeres Reflektorteil (3b) gliedert, welche Optikkörperteile (3a, b) monolithisch miteinander ausgebildet sind, wobei das innere Linsenteil (3a) als Fresnel-Linse geformt ist, also eine Lichtdurchtrittsfläche (4) des inneren Linsenteils in Wirkflanken (4a) und Faltungsflanken (4b) untergliedert ist, welche Fresnel-Linse mit den Wirkflanken (4a) als Sammellinse wirkt, sodass ein erster Teil (21a) des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Wirkflanken (4a) durchsetzt, zu der Hauptrichtung (5) hin gebrochen wird, wobei ein zweiter Teil (21b) des Lichts, der die Fresnel-Linse über die Faltungsflanken (4b) durchsetzt, von der Hauptrichtung (5) weg gebrochen wird, und wobei an dem äußeren Reflektorteil (3b) eine Reflexionsfläche vorgesehen ist, auf welche der zweite Teil (21b) des Lichts fällt und daran reflektiert und mit der Reflexion zu der Hauptrichtung (5) hin umgelenkt wird.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher der erste Teil (21a) des Lichts dem inneren Linsenteil (3a) unmittelbar nachgelagert eine erste Lichtstärkeverteilung (50) mit einem ersten Öffnungswinkel ω₁ hat und der zweite Teil (21b) des Lichts dem äußeren Reflektorteil (3b) unmittelbar nachgelagert eine zweite Lichtstärkeverteilung mit einem zweiten Öffnungswinkel ω₂ hat, wobei ω₂ ≤ ω₁.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der gesamte erste Teil (21a) des Lichts die Reflexionsfläche passiert, also daran vorbeigeht.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der erste Teil (21a) des Lichts dem inneren Linsenteil (3a) unmittelbar nachgelagert eine erste Lichtstärkeverteilung (50) hat, in welcher die Lichtstärke mit einem zunehmenden Kippwinkel zu der Hauptrichtung (5) von einem Maximalwert abnimmt, wobei der zweite Teil (21b) des Lichts dem inneren Linsenteil (3a) unmittelbar nachgelagert eine Zwischen-Lichtstärkeverteilung (51) hat, in welcher die Lichtstärke zumindest bereichsweise mit zunehmendem Kippwinkel zunimmt, wobei bei Kippwinkeln unterhalb eines Grenz-Kippwinkels die Lichtstärke in der Zwischen-Lichtstärkeverteilung (51) kleiner als die Lichtstärke in der ersten Lichtstärkeverteilung (50) ist, bei welchem Grenz-Kippwinkel die Lichtstärke in der ersten Lichtstärkeverteilung (50) nur noch höchstens 20% des Maximalwerts ausmacht.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die als Sammellinse wirkendende Fresnel-Linse einen lichtquellenseitigen Brennpunkt hat, der zu der Lichtabtstrahlfläche um höchstens 5 mm beabstandet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher eine erste der Wirkflanken (4a) einen ersten lichtquellenseitigen Wirkflanken-Brennpunkt hat und eine zweite der Wirkflanken (4a) einen zweiten lichtquellenseitigen Wirkflanken-Brennpunkt hat, wobei diese beiden Wirkflanken-Brennpunkte in der Hauptrichtung (5) um mindestens 1 mm zueinander beabstandet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher sich die Faltungsflanken (4b) in Schnittebenen betrachtet, welche jeweils eine Mittenachse (30) des Optikkörpers (3) beinhalten, parallel zueinander erstrecken, soweit sie auf derselben Seite der Mittenachse (30) liegen.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der zweite Teil (21b) des Lichts an einer Innenfläche (40) des äußeren Reflektorteils (3b) in dieses eintritt und die Reflexionsfläche an einer der Innenfläche entgegengesetzte Außenfläche (8) des äußeren Reflektorteils angeordnet ist, bevorzugt als eine Totalreflexionsfläche.
Beleuchtungsvorrichtung (1) Anspruch 8, bei welcher die Außenfläche (7) des äußeren Reflektorteils (3b) eine Totalreflexionsfläche bildet und dazu mit einer Vielzahl länglicher Prismen-Erhebungen (8) geformt ist, wovon jede zwei Flanken hat, welche je Prismen-Erhebung (8) nach außen in einem jeweiligen Grat (41) aufeinander zulaufen und dort einen jeweiligen Keilwinkel von jeweils mindestens 60° und höchstens 120° miteinander einschließen, sodass jede der Prismen-Erhebungen (8) ein Reflexionsprisma bildet, an welchem jeweils zumindest der Großteil des jeweilig darauf fallenden Teils des zweiten Teils des Lichts durch 2-fache Totalreflexion zu der Hauptrichtung (5) hin umgelenkt wird.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, bei welcher jede der Prismen-Erhebungen (8) derart vorgesehen und angeordnet ist, dass ihr Grat (41) vollständig in einer jeweiligen, eine Mittenachse (30) des Optikkörpers (3) beinhaltenden Ebene liegt.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher die Innenfläche (40) des äußeren Reflektorteils (3b) zumindest bereichsweise facettiert ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine Lichteintrittsfläche (4), an welcher das Licht in den inneren Linsenteil (3a) eintritt, die in die Wirkflanken (4a) und die Faltungsflanken (4b) untergliederte Lichtdurchtrittsfläche (4) ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, bei welcher eine der Lichteintrittsfläche (4) entgegengesetzte Lichtaustrittsfläche (6) des inneren Linsenteils (30) mit einem Lichtmischmittel (31) versehen ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 13, bei welcher das Lichtmischmittel (31) eine Mikrolinsen-Anordnung mit einer Vielzahl in die Lichtaustrittsfläche eingeformter Mikrolinsen (31) ist.
Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Beleuchtung, insbesondere zur Bühnen- und/oder Szenenbeleuchtung.