DE102016011216A1

DE102016011216A1 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016011216A1
Application number: DE102016011216.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Danler; Manfred Gstrein; Joachim B. Meier
Original assignee: Bartenbach Holding GmbH
Current assignee: Bartenbach Holding GmbH
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einem Leuchtengehäuse, aufweisend zwei sich gegenüberliegende Gehäusehauptseiten und zwei sich gegenüberliegende Gehäusenebenseiten, wobei eine Hauptseite eine Lichtaustrittsfläche aufweist, mit im Gehäuseinneren angeordneten lichterzeugenden und den Lichtweg beeinflussenden Elementen umfassend einen der der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Hauptseite zugeordneten Reflektor mit ins Gehäuseinnere weisenden Reflektionsflächen, einer sich entlang einer der Gehäusenebenseiten erstreckenden, ins Leuchtengehäuse lichtabstrahlenden Lichtquellenanordnung, und einer lichtdurchlässigen Prismenstruktur, um Licht in die Austrittsfläche zu verteilen. Es wird vorgeschlagen, dass die Prismenstruktur eine die Lichtaustrittsfläche bildende Prismenplatte ist, die zusammen mit dem Reflektor an der gegenüberliegenden Gehäusehauptseite dazu ausgebildet ist, eine asymmetrische Lichtstärkeverteilung vorzusehen, sodass das aus der Prismenplatte austretende und damit von der Leuchte abgestrahlte Licht eine zur Senkrechten auf die Prismenplatte spitzwinklig geneigte Hauptabstrahlrichtung besitzt und die Lichtstärken zu einer der beiden Gehäusenebenseiten hin signifikant schwacher sind als zu der gegenüberliegenden Gehäusenebenseite hin. Hierzu sind die Reflektorflächen des Reflektors derart geneigt, dass bereits eine Hauptabstrahlrichtung des Reflektors zur Senkrechten auf die Prismenplatte spitzwinklig geneigt ist. Der Reflektor verteilt das von der Lichtquellenanordnung her kommende Licht also nicht senkrecht auf die Prismenplatte, sondern bestrahlt die genannte Prismenplatte schräg, und zwar in einer Richtung schräg zu einer der Gehäusenebenseiten hin.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einem Leuchtengehäuse, aufweisend zwei sich gegenüberliegende Gehäusehauptseiten und zwei sich gegenüberliegende Gehäusenebenseiten, wobei eine Hauptseite eine Lichtaustrittsfläche aufweist, mit im Gehäuseinneren angeordneten lichterzeugenden und den Lichtweg beeinflussenden Elementen umfassend einen der der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Hauptseite zugeordneten Reflektor mit ins Gehäuseinnere weisenden Reflektionsflächen, einer sich entlang einer der Gehäusenebenseiten erstreckenden, ins Leuchtengehäuse lichtabstrahlenden Lichtquellenanordnung, und einer lichtdurchlässigen Prismenstruktur, um Licht in die Austrittsfläche zu verteilen.
Leuchten der genannten Art werden bisweilen als Beleuchtungspaneele bezeichnet. Sie besitzen ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse mit zwei sich gegenüberliegenden Hauptseiten, von denen eine eine Lichtaustrittsfläche ausbildet. Die Lichtaustrittsfläche ist eine Körperoberfläche einer Prismenstruktur, die innerhalb des Gehäuses bzw. am Gehäuse angeordnet ist. Als Lichtquelle kann beispielsweise eine LED-Kette verwendet werden. Das von der Lichtquellenanordnung erzeugte Licht wird innerhalb des Gehäuses ein- oder mehrfach reflektiert und gelangt durch die Prismenstruktur aus dem Gehäuse.
Unter den genannten „Hauptseiten” sind dabei die beiden, einander gegenüberliegenden größeren Seiten des Gehäuses gemeint, die beispielsweise bei einer Tischplatte die Ober- und Unterseite bilden würden, während mit den genannten „Nebenseiten” die schmalen, deutlich kleineren Seiten des Gehäuses gemeint sind, die die vorgenannten Hauptseiten miteinander verbinden und bei einem Tisch die Tischränder bilden würden. Bei Beleuchtungspaneelen der genannten Art sind die Hauptseiten flächenmäßig beträchtlich größer als die Nebenseiten, beispielsweise kann jede Hauptseite flächenmäßig mindestens 3× größer als jede Nebenseite, ggfs. auch 5× oder 10× oder 20× oder auch 30× größer als jede Nebenseite sein.
Die Prismenstruktur kann aus hochtransparenten Kunststoffen, wie beispielsweise PMMA hergestellt sein.
Bei der Verwendung derartiger Lichtpaneele oberhalb von Fenstern oder an reflektierenden Flächen ist eine symmetrische Lichtabstrahlung nachteilhaft, weil es durch die reflektierenden Flächen zu Blendeffekten kommen kann. Solche Blendungsprobleme treten beispielsweise auf, wenn das Beleuchtungspaneel als Badezimmerbeleuchtung über oder neben einem Badezimmerspiegel angebracht wird und schräg abgestrahltes Licht schleifend auf den Spiegel fällt, sodass ein Betrachter des Spiegels geblendet wird. Eine ähnliche Blendungsproblematik tritt aber auch ein, wenn das Beleuchtungspaneel über oder neben einem verglasten Wandbereich oder einem Fenster angebracht wird.
Hinzu kommt, dass bei Anordnung der Leuchte an einem Fenster oder einer verglasten Wandfläche das von der Leuchte abgegebene Licht durch die verglaste Fläche hindurch strahlt und in den dahinter befindlichen Raumbereich fällt, was bisweilen unerwünscht ist. Wird beispielsweise die Leuchte als Verkehrswege- oder Außenleuchte in der Nähe einer Gebäudefassade oberhalb eines Fensters angebracht, wird nicht nur die öffentliche oder private Fläche vor dem Gebäude beleuchtet, sondern – unerwünschter Weise – auch der hinter dem Fenster befindliche Raum erhellt.
Von solchen Anwendungen an Glas-, Fenster- oder Spiegelflächen abgesehen kann die Leuchte jedoch auch ganz allgemein als Innenraumleuchte, beispielsweise in Gebäuden und deren Zimmern, Fluren oder Treppenhäusern, aber auch als Außenleuchte zur Beleuchtung von Verkehrswegen, Plätzen oder Vorhöfen eingesetzt werden. Alternativ kann die Leuchte auch in öffentlichen Verkehrsmitteln wie Schienenfahrzeugen, Bussen, Flugzeugen oder Schiffen eingebaut werden, wobei insbesondere Anordnungen der Leuchte in der Nähe eines Fensters wie zuvor erläutert ein interessantes Einsatzgebiet sein können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Beleuchtungspaneel der genannten Art zu schaffen, das Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine möglichst blendungsfreie Ausleuchtung eines auszuleuchtenden Raumbereichs ohne Erhellung angrenzender Raumbereiche mit einem einfachen Leuchtenaufbau und dennoch hoher Leuchteneffizienz erzielt werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
Es wird also vorgeschlagen, dass die Prismenstruktur eine die Lichtaustrittsfläche bildende Prismenplatte ist, die zusammen mit dem Reflektor an der gegenüberliegenden Gehäusehauptseite dazu ausgebildet ist, eine asymmetrische Lichtstärkeverteilung vorzusehen, sodass das aus der Prismenplatte austretende und damit von der Leuchte abgestrahlte Licht eine zur Senkrechten auf die Prismenplatte spitzwinklig geneigte Hauptabstrahlrichtung besitzt und die Lichtstärken zu einer der beiden Gehäusenebenseiten hin signifikant schwacher sind als zu der gegenüberliegenden Gehäusenebenseite hin. Hierzu sind die Reflektorflächen des Reflektors derart geneigt, dass bereits eine Hauptabstrahlrichtung des Reflektors zur Senkrechten auf die Prismenplatte spitzwinklig geneigt ist. Der Reflektor verteilt das von der Lichtquellenanordnung her kommende Licht also nicht senkrecht auf die Prismenplatte, sondern bestrahlt die genannte Prismenplatte schräg, und zwar in einer Richtung schräg zu einer der Gehäusenebenseiten hin.
Der Reflektor und die Prismenplatte können insbesondere derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass in sehr flachen, schleifenden Richtungen auf die Prismenplatte im Wesentlichen eine gegen Null gehende Lichtstärke gegeben ist und/oder im Wesentlichen kein Licht sehr flach abgestrahlt wird. Beispielsweise können Abstrahlrichtungen mit einem Neigungswinkel von < 15° zur Prismenplatte im Wesentlichen abgeblendet sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass unterhalb oder neben dem Beleuchtungspa-neel stehende Personen nicht geblendet sind.
Unabhängig von dieser Abblendung in sehr flachen Abstrahlrichtungen kann die Lichtstärkeverteilung in der vorgenannten Weise asymmetrisch beschaffen sein, dass höhere Lichtstärken zu einer Gehäuseseite hin über einen größeren Winkelbereich und zu einer anderen Gehäuseseite hin nur über einen kleineren Winkelbereich auftreten, insbesondere derart, dass zu einer der Gehäusenebenseiten hin in einem größeren Sektor von beispielsweise 0° bis 60° – gemessen gegenüber der Senkrechten auf die Prismenplatte – relativ hohe Lichtstärken auftreten, während zur anderen, gegenüberliegenden Gehäusenebenseite hin vergleichbar hohe Lichtstärken (beispielsweise im Bereich von 75% bis 125% der vorgenannten Lichtstärken zur anderen Seite hin) nur in einem kleineren Winkelbereich von bspw. 0° bis 30° oder 0° bis 20° – wiederum gemessen zur Senkrechten auf die Prismenplatte – auftreten, während auf der letztgenannten, beschränkten Seite in einem darüber hinausgehenden Winkelbereich von bspw. 20° bis 90° bzw. 30° bis 90° gemessen zur Senkrechten auf die Prismenplatte nur signifikant kleinere oder gegen Null gehende Lichtstärken auftreten.
Eine Hauptabstrahlrichtung der Leuchte kann zur Senkrechten auf die Prismenplatte spitzwinklig geneigt sein, wobei der gesamte spitze Winkel zur genannten Senkrechten auf die Prismenplatte im Bereich von 20° bis 60°, insbesondere etwa 30° bis 45° betragen kann.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Prismenstruktur eine flache Polycarbonatplatte ist und sämtliche lichterzeugenden oder den Lichtweg beeinflussenden Elemente ausschließlich an den Gehäusewänden angeordnet sind. Das von der Lichtquelle austretende Licht tritt hierdurch im Wesentlichen dämpfungsfrei durch die Höhlung des Gehäuses und gelangt zur Prismenfläche der Prismenplatte, die eine minimierte Dicke besitzt.
Die Prismenplatte kann eine ins Gehäuseinnere weisende Linienstruktur aufweisen, mit der die Prismenflächen gebildet sind, die die Aufgabe besitzen, Licht aus dem Gehäuseinneren aus dem Gehäuse heraus zu verteilen. Die dieser Prismenstruktur gegenüberliegende Aussenseite der Prismenplatte bildet die Lichtaustrittsfläche, die ebenfalls eine Struktur aufweisen oder auch unstrukturiert, glatt ausgebildet sein kann. Die Oberfläche der Lichtaustrittsfläche kann auch hoch glänzend oder matt ausgebildet sein.
Anstelle einer solchen linearen Prismenstruktur kann die genannte Prismenplatte aber auch eine Pyramidenstruktur aufweisen, die eine Vielzahl von Pyramidenvorsprüngen umfasst, die zur Gehäuseinnenseite hin vorspringen. Die Pyramiden können hierbei vorteilhafterweise eine rechteckige, insbesondere quadratische Grundfläche aufweisen und in mehreren Reihen hintereinander angeordnet sein, die sich vorteilhafterweise parallel zur Lichtquellenanordnung erstrecken können, sodass zwei der Pyramidenflächen einer Pyramide parallel zur Lichtquellenanordnung und zwei der Pyramidenflächen senkrecht dazu angeordnet sein können. Ist die Grundfläche rechteckig, kann sich die längere Seite des Rechtecks parallel zur Lichtquellenanordnung und die kürzere Seite senkrecht dazu erstrecken.
Alternativ können solche Pyramiden jedoch auch in einer verdrehten, das heißt zur Lichtquellenanordnung nicht parallelen Anordnung vorgesehen sein, bspw. in einer Ausrichtung, die zur Lichtquellenanordnung um 45° verdreht ist. Alternativ oder zusätzlich zu einer Verdrehung der Pyramiden selbst können auch die Reihen, in denen die Pyramiden hintereinander angeordnet sind, zur Lichtquellenanordnung verdreht sein bzw. spitzwinklig geneigt verlaufen, bspw. unter einem Winkel von 45° zur genannten Lichtquellenanordnung.
Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Pyramidenstruktur kann die Prismenplatte auch eine Kegelstruktur umfassen, bei der kegelförmige Vorsprünge von der Innenseite der Prismenplatte in das Gehäuseinnere vorspringen, wobei solche Kegelvorsprünge ähnlich wie die genannten Pyramiden in mehreren Reihen hintereinander angeordnet sein können, wobei die genannten Reihen zur Lichtquellenanordnung parallel oder auch spitzwinklig geneigt verlaufen können, bspw. unter einem Reihen-Anordnungswinkel von 45° zur Lichtquellenanordnung. Gegebenenfalls können auch Mischformen aus einer Pyramidenstruktur und einer Kegelstruktur vorgesehen sein. Ebenfalls ist es möglich, die zuvor beschriebenen linearen, satteldachförmigen Prismen abschnittsweise mit einer Pyramiden- und/oder Kegelstruktur zu mischen bzw. zu ersetzen.
Bei der vorgenannten linienförmigen Prismenstruktur können die Prismenvorsprünge nach Art von satteldachförmigen Vorsprüngen ausgebildet sein, die vorteilhafter Weise unmittelbar aneinandergrenzend positioniert sind und/oder sich parallel zur Lichtquellenanordnung erstrecken. Diese linienförmigen Prismen können vorteilhafterweise dicht an dicht gepackt sein, sodass zwischen zwei benachbarten Prismenvorsprüngen kein Talboden, sondern im Wesentlichen nur eine scharfe Kante vorgesehen ist. Ist eine Pyramidenstruktur vorgesehen, können die Pyramiden ebenfalls dicht an dicht gepackt sein, sodass zwischen benachbarten Pyramiden ebenfalls im Wesentlichen kein Talboden, sondern nur scharfkantige Übergänge gebildet sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die linienförmigen Prismenvorsprünge und/oder die Pyramidenvorsprünge der Prismenplatte einen Prismen- bzw. Spitzenwinkel von 115° +/– 30°, vorzugsweise 115° +/– 20° oder 115° +/– 15° aufweisen.
Die Prismenstruktur kann symmetrisch ausgebildet sein und/oder zu einer Senkrechten auf die Prismenplatte unter gleichen Winkeln geneigte Prismenflächen aufweisen, das heißt die der Lichtquellenanordnung zugewandten Flanken der Prismen können denselben Neigungswinkel besitzen wie die der Lichtquellenanordnung abgewandten Prismenflanken.
Die Prismenplatte kann vorteilhafterweise mit einer Micro-Prismenstruktur ausgebildet sein bzw. eine Vielzahl solcher Prismenvorsprünge besitzen. Je nach Breite des Beleuchtungspaneels besitzt die Prismenplatte mehr als 5 oder mehr als 10 oder mehr als 20 oder auch mehr als 50 nebeneinander angeordneter linienförmige Prismenvorsprünge oder Pyramidenvorsprung-Reihen.
Der der Prismenstruktur gegenüberliegende Reflektor kann bezüglich einer Senkrechten auf die Prismenplatte asymmetrisch ausgebildete Reflexionsflächen aufweisen. Insbesondere können die Reflexionsflächen nach Art eines Sägezahnprofils unterschiedliche Neigungen besitzen, wobei sich stärker geneigte Reflexionsflächen mit schwächer geneigten Reflexionsflächen abwechseln können, insbesondere in einer 1:1 Abwechslung, bei der jeweils eine schwächer geneigte auf eine stärker geneigte Fläche folgt.
Vorteilhafterweise kann der Reflektor nach Art eines Strangpressprofils eine lineare Reflektor- bzw. Reflexionsflächenstruktur aufweisen, wobei insbesondere etwa satteldachförmige bzw. pultdachförmige Reflexionsvorsprünge mit zu unterschiedlichen Seiten hin unterschiedlich stark geneigten Flächen vorgesehen sein können. Die genannte linienförmige Reflexionsstruktur kann sich vorteilhafterweise parallel zur Lichtquellenanordnung erstrecken.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können jeweils benachbarte Reflexionsflächen zueinander einen Winkel von etwa 90° +/– 20°, insbesondere 90° +/– 10° einschließen. Alternativ oder zusätzlich können die Reflexionsflächen abwechselnd einen Neigungswinkel von etwa 60° und etwa 30° zu der von dem Reflektor definierten Ebene bzw. definierten Höhlfläche einnehmen. Insbesondere kann jede zweite Reflexionsfläche unter dem genannten Winkel von 60° und jede dazwischenliegende Reflexionsfläche unter einem Winkel von 30° geneigt sein, wobei die genannten Neigungsangaben auch entsprechend abweichen können, beispielsweise 60° +/– 10° und 30° +/– 10°.
Die einzelnen Reflexionsflächen können eben ausgebildet sein.
Der Reflektor kann vorteilhafterweise eine Vielzahl von Reflektorvorsprüngen besitzen, bspw. mehr als 10 oder mehr als 20 oder mehr als 50 oder auch mehr als 100 Reflektorvorsprünge, die vorzugsweise jeweils linienförmig konturiert sein können.
Der Reflektor kann hierbei eine ebene Reflektorplatte bilden, die sich parallel zur Prismenplatte erstrecken kann. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, dass sich eine solche ebene Reflektorplatte schräg, spitzwinklig geneigt zur Prismenplatte erstreckt derart, dass ein Spalt zwischen der Prismenplatte und der Reflektorplatte mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung abnimmt. Hierdurch kann eine gleichmäßige Lichtverteilung über die gesamte Prismenplatte erzielt werden. Beispielsweise kann der Spalt auf der lichtquellenabgewandten Gehäusenebenseite weniger als 50% oder weniger als 30% des Spalts auf der Lichtquellenseite des Gehäuses betragen oder ganz gegen Null gehen.
Alternativ zu einer solchen ebenen Reflektorplatte kann der Reflektor auch in Form einer zumindest teilweise bogenförmig gekrümmten Reflektorplatte ausgebildet sein, wobei die Reflektorplatte in nur einer Richtung gekrümmt und in einer dazu senkrechten Richtung gerade ausgebildet sein kann, wobei die gekrümmte Richtung vorteilhafterweise senkrecht zur Längserstreckung der Lichtquellenanordnung verlaufen kann, das heißt die Krümmungsachse erstreckt sich parallel zur Längsachse der Lichtquellenanordnung. Die Reflektorplatte kann hierbei über ihre gesamte Breite gekrümmt sein, alternativ jedoch auch einen ebenen Abschnitt und zumindest einen gekrümmten Abschnitt aufweisen.
Eine solchermaßen gekrümmte Reflektorplatte ist vorteilhafterweise derart angeordnet, dass ein Spalt zwischen der Prismenplatte und der Reflektorplatte mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung abnimmt. Der Spalt kann auch hierbei auf der lichtquellenabgewandten Seite weniger als 50% oder weniger als 30% des Spalts auf der Lichtquellenseite betragen oder ganz gegen Null gehen.
Sofern der genannte Spalt zwischen der Prismenplatte und der Reflektorplatte an der der Lichtquellenanordnung gegenüberliegenden Seite nicht gegen Null geht, kann an der genannten, der Lichtquellenanordnung gegenüberliegenden Seite eine Spiegel- oder Reflektorfläche angeordnet sein, die von der Lichtquellenanordnung direkt erhaltenes und/oder von dem Reflektor erhaltenes Licht zurück in den Innenraum des Leuchtengehäuses wirft, um dann von den der Lichtquellenanordnung abgewandten Reflexionsflächen reflektiert und auf die Prismenstruktur gelenkt zu werden.
Unabhängig von einem solchen Spiegel an der lichtabgewandten Gehäusenebenseite kann eine Spiegel- oder Reflektorfläche an den beiden weiteren Gehäusenebenseiten, die an die Lichtquellen-Nebenseite des Gehäuses angrenzen und hierzu quer verlaufen können, vorgesehen sein, um die Leuchteffizienz der Leucht weiter zu verbessern.
Der Reflektor kann eine Vielzahl von scharfkantig an Knicklinien aneinander angrenzenden Reflektionsflächen besitzen. Die Reflektionsflächen weisen in Richtung des Gehäuseinneren. Auch die Prismenplatte kann auf ihrer ins Gehäuseinnere weisenden Seite eine Vielzahl von scharfkantig an Knicklinien angrenzende Prismenflächen aufweisen. Die Knicklinien sowohl des Reflektors als auch der Prismenplatte können sich parallel zur Erstreckungsrichtung der Lichtquellenanordnung erstrecken. Bevorzugt besitzen die aneinander angrenzenden Reflektionsflächen oder die aneinander angrenzenden Prismenflächen einen derartigen Winkel zueinander, dass das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht eine optimierte, asymmetrische Lichtverteilung aufweist, bei der das in eine Raumrichtung abgestrahlte Licht eine andere Intensität aufweist als das in die gegenüberliegende Raumrichtung abgestrahlte Licht. So ist insbesondere vorgesehen, dass das in eine Richtung weg von der Lichtquellenanordnung abgestrahlte Licht eine größere Intensität aufweist als das Licht, was in eine Raumrichtung abgestrahlt wird, die zur Lichtquellenanordnung weist.
Die Reflexions- und Prismenflächen können jedoch auch in umgekehrter Weise aufeinander abgestimmt sein, sodass das in eine Richtung von der Lichtquellenanordnung weg abgestrahlte Licht eine kleinere Intensität aufweist als das Licht, das in eine Raumrichtung abgestrahlt wird, die zur Lichtquellenanordnung weist. Dies gestattet eine wahlweise Positionierung der Lichtquellenanordnung. Ist es gewünscht, die Lichtquellenanordnung auf der Seite zu haben, zu der weniger Licht abgestrahlt werden soll, kann die eine Ausrichtungsvariante der Reflektor- und Prismenflächen gewählt werden, und umgekehrt.
Es ist auch möglich oder in Kombination damit möglich, das Licht in Richtung der Flächennormalen der Lichtaustrittsfläche zu bündeln. Die Leuchte kann derart an der Decke eines Raums in der Höhe einer Fenster- oder Glasfläche angeordnet werden, dass die Seite der Leuchte, in der intensitätsschwächeres Licht abgestrahlt wird, zum Fenster weist und die Seite der Leuchte, in deren Richtung intensitätsstärkeres Licht abgestrahlt wird, zum Gang bzw. von der Fenster- oder Glasfläche weg weist.
Mit den genannten Merkmalen ist eine Leuchte gegeben, die einen hohen Systemwirkungsgrad besitzt, da der gesamte Lichtstrom auf eine definierte Nutzfläche gebündelt werden kann.
Das Gehäuse besitzt zwei Haupseiten, die sich gegenüberliegen und zumindest zwei Nebenseiten, die sich ebenfalls gegenüberliegen, wobei sich die Nebenseiten und die Hauptseiten jeweils parallel zueinander erstrecken können. Die Nebenseiten verlaufen insbesondere rechtwinklig zu den Hauptseiten. Das Gehäuse kann dabei sich entlang der Nebenseiten erstreckende Nebenseitenwände und sich entlang der Hauptseiten erstreckende Hauptseitenwände besitzen. Zwischen den Nebenseitenwänden und den Hauptseitenwänden erstreckt sich eine Gehäusehöhlung.
Die das Licht erzeugenden Elemente und die das Licht umlenkenden Elemente befinden sich auf den zum Gehäuseinneren weisenden Seiten der Nebenseiten bzw. Hauptseiten oder ggf. auch Stirnseiten und sind insbesondere an den nach innen weisenden Seitenflächen der Hauptseitenwände bzw. Nebenseitenwände befestigt. Als Folge dieser Ausgestaltung lassen sich Paneele mit einer sehr geringen Einbautiefe von 15 mm bis 25 mm herstellen. Die Paneelbreite ist in hohem Maße variabel, beispielsweise zwischen 300 mm und 500 mm.
Unabhängig von den konkreten Maßen kann die Breite der Leuchte, also der Abstand der Lichtquellenseite von der gegenüberliegenden Seite, zumindest 3× bis 10×, insbesondere auch 10× bis 30× so groß sein wie genannte Einbautiefe, also die Dicke des Paneels im Sinne der Erstreckung der Leuchte senkrecht zu den Hauptseiten. Die Länge der Leuchte parallel zur Lichtquellenanordnung ist sozusagen unbegrenzt und/oder kann an die Einbausituation angepasst werden und bspw. 0,3 m bis mehrere Meter oder 1 m bis 3 m betragen.
Als Lichtquelle können LED-Bänder verwendet werden, die austauschbar dem Leuchtengehäuse zugeordnet werden können. Die LEDs der LED-Bänder können variable, dimmbare Lichtfarben aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu solchen LED-Bändern können jedoch auch einzelne LEDs, die einzelne, voneinander unabhängig montierbare Bausteine bilden, Verwendung finden. Alternativ oder zusätzlich kann die Lichtquellenanordnung auch eine lineare LED umfassen, die sich über zumindest einen Teil oder im Wesentlichen die gesamte Länge der zugehörigen Gehäusenebenseite erstrecken kann.
Alternativ oder zusätzlich zu solchen LED-Ausbildungen kann die Lichtquellenanordnung auch andere punktförmige Lichtquellen oder andere lineare Lichtquellen umfassen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquellenanordnung in einen Kollimator (TIR-Optik) gegebenenfalls aus PMMA oder einem anderen geeigneten Material angeordnet ist. Mit einer derartigen ”Total Internal Reflection”-Optik wird eine gerichtete Lichtausstrahlung erzeugt. Das von der Lichtquellenanordnung ausgestrahlte Licht gelangt durch die Höhlung des Gehäuses zu einer der Lichtquellenanordnung gegenüberliegenden Seite des Leuchtengehäuses. Dort kann die genannte Spiegelfläche, beispielsweise eine Aluminiumfläche vorgesehen sein. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine ebene Fläche.
Zwischen Spiegelfläche und Lichtquellenanordnung erstreckt sich auf der Gehäuserückseite entlang der Gehäusewand die Reflektorfläche, bei der es sich um einen Mikrostruktur-Reflektor handelt. Eine dem Reflektor gegenüberliegende Gehäuseöffnung ist mit der Prismenplatte verschlossen. Die Materialstärke der Prismenplatte ist minimiert. Es ergibt sich somit ein Wirkungsgrad von mehr als 60% oder mehr als 80%. In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Kollimator mit einem Sinusprisma versehen sein. Das Sinusprisma ist an der Lichtaustrittsfläche des Kollimators angebracht. Es wird als vorteilhaft angesehen, dass das Licht innerhalb des Leuchtenkörpers im Wesentlichen durch Luft hindurchtritt, also nur minimal gedämpft wird. Sowohl der Reflektor als auch die Prismenplatte besitzen eine minimale Materialstärke. Bezogen auf die Flächennormale der bevorzugt ebenen Lichtaustrittsfläche ist die Intensität des austretenden Lichts asymmetrisch verteilt.
Insbesondere kann der genannte Kollimator linear ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer linearen Linse, die sich parallel zur Lichtquellenanordnung erstreckt und deren Licht im Wesentlichen vollständig einfängt und gebündelt zur gegenüberliegenden Gehäuseseite hin abgibgt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt gemäß der Linie I-I in 2 durch eine flache, im Grundriss rechteckige Leuchte, wobei die Teilansicht (a) einen Reflektor in Form einer ebenen Reflektorplatte parallel zur Prismenplatte zeigt, die Teilansicht (b) eine ebenfalls ebene Reflektorplatte, die jedoch schräg geneigt zur Prismenplatte angestellt ist, zeigt und die Teilansicht (c) eine bogenförmig gekrümmte Reflektorplatte zeigt, mittels derer der Spalt zwischen Prismenplatte und Reflektorplatte wie bei der Ausführung nach Teilansicht (b) mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung verringert und die Lichtverteilung über die Prismenplatte vergleichmäßigt wird.
2 die Draufsicht auf das Leuchtengehäuse 1 der Leuchte.
Das in den Zeichnungen dargestellte Leuchtengehäuse 1 besitzt vier Gehäuseneben- und -stirnseiten, die bspw. eine Länge von 300 mm bis 500 mm aufweisen können und bspw. eine Breite im Bereich zwischen 15 mm und 25 mm besitzen können. Die Breite der Gehäuseneben- und -stirnseiten definiert die Bauhöhe bzw. Dicke der Leuchte. Die Länge der insgesamt bevorzugt vier Nebenseiten definiert die Größe der Lichtaustrittsfläche 14.
An zwei sich gegenüberliegenden Nebenseiten 15, 16 sind lichterzeugende Elemente bzw. lichtumlenkende Elemente angeordnet. An der Innenseite der Gehäusenebenwand 15 sitzt eine Lichtquelle 2, die aus einer LED-Kette bestehen kann, die eine Vielzahl von hintereinander angeordneten LEDs 17 aufweist. Das von den LEDs 17 erzeugte Licht wird mittels eines TIR-Kollimators 3 gebündelt und tritt aus einer Lichtaustrittsfläche des Kollimators 3 in die Gehäusehöhlung der Leuchtengehäuses 1 ein. Die Lichtquelle 2 erstreckt sich ausschließlich entlang der Gehäusenebenseite 15. Die Rückseite des Gehäuses weist keine Lichtquellen 2 auf, sondern einen Reflektor 5.
Auf der der Lichtquelle 2 gegenüberliegenden Seite ist an der dortigen Gehäusenebenwand 16 eine Spiegelfläche 4 angeordnet. Eine solche Spiegelfläche kann auch an den beiden weiteren Gehäusenebenwänden bzw. -nebenseiten vorgesehen sein, die als Gehäusestirnseiten 21, 22 bezeichnet werden können und an die Lichtquellenseite des Gehäuses angrenzen und sich dazu quer erstrecken.
Das Gehäuse 1 besitzt auf seiner der Rückwand gegenüberliegenden Seite eine großflächige Gehäuseöffnung, in der sich ein flacher Prismenkörper erstreckt. Es handelt sich um eine Prismenplatte 9 vorzugsweise aus Polycarbonat. Die Prismenplatte 9 besitzt eine im Wesentlichen ebene Lichtaustrittsfläche 14. Die der Lichtaustrittsfläche 14 gegenüberliegende Oberfläche der Prismenplatte 9 besitzt eine aus einer Vielzahl von Einzelflächen 10, 11 bestehende Struktur. Die Einzelflächen sind ebene, schmale Flächen, die zur Austrittsfläche 14 geneigt verlaufen. Je zwei aneinander angrenzende derartige Prismenflächen 10, 11 grenzen unter Ausbildung einer scharfkantigen Knicklinie 12 aneinander. Sie besitzen im Querschnitt eine dachartige Struktur. Der Abstand zweier benachbarter Scheitellinien kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm oder im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm liegen.
Die durch die Prismenflächen 10 und 11 gebildeten Prismen können vorteilhafterweise einen Prismen- bzw. Dachwinkel von etwa 115° +/– 15° besitzen und/oder symmetrisch bezüglich einer Senkrechten 19 auf die Prismenplatte 9 konturiert sein.
Anstelle solcher linearen Prismen kann jedoch auch eine Pyramidenstruktur vorgesehen sein, die eine Vielzahl von Pyramidenvorsprüngen zur Gehäuseinnenseite aufweist. Solche Pyramidenvorsprünge sind vorteilhafterweise in mehreren Reihen hintereinander angeordnet, sodass sich insgesamt betrachtet mehrere Prismenreihen bilden, die jeweils mehrere Prismen umfassen und sich – ähnlich der in 1 gezeichneten Ausführung – linear bzw. parallel zur Lichtquellenanordnung 2 erstrecken.
Die Reflektionsfläche des Reflektors 5 ist vorteilhafterweise linear strukturiert. Sie besteht aus einer Vielzahl von Einzelflächen, nämlich den Reflektionsflächen 6, 7, die ebenfalls unter Ausbildung einer scharfkantigen Knicklinie 8 aneinander grenzen. Zwei zueinander benachbarte Knicklinien 8 können einen Abstand von bspw. 0,5 mm bis 5 mm oder 1 mm bis 3 mm besitzen. Die Knicklinien 8 des Reflektors 5 und die Knicklinien 12 der Prismenplatte 9 liegen jeweils in einer gemeinsamen Ebene, wobei die Ebenen parallel zueinander verlaufen können, wie 1(a) zeigt.
Die Knicklinien 8 bzw. 12 verlaufen bevorzugt parallel zur Erstreckungsrichtung der LED-Kette, also parallel zur Gehäusenebenwand 15. Die Knicklinien können aber auch bogenförmig verlaufen.
Alternativ zu einer parallelen Anordnung der Prismenplatte 9 und des Reflektors 5 kann der Reflektor 5 auch geneigt zur Prismenplatte 9 angeordnet sein, insbesondere unter einem spitzen Winkel von 2° bis 20°, insbesondere etwa 2° bis 10°, vgl. 1(b). Insbesondere kann der Reflektor 5 derart geneigt zur Prismenplatte 9 sein, dass der zwischen dem Reflektor 5 und der Prismenplatte 9 gebildete Spalt mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung 2 abnimmt, vgl. Teilansicht (b) und Teilansicht (c) der 1.
Während bei der Ausführung gemäß Teilansich (b) der 1 der Reflektor eben ausgebildet ist bzw. eine ebene Höhlfläche besitzt, kann der Reflektor, wie 1(c) zeigt, auch eine gekrümmte Platte bilden und/oder eine gekrümmte Hüllfläche besitzen. Hierbei kann insbesondere eine einachsige Krümmung vorgesehen sein, die in einer Schnittebene senkrecht zur Längserstreckung der Lichtquellenanordnung sichtbar ist, vgl. 1(c). Vorteilhafterweise kann der Reflektor 5 dabei zur Gehäuseinnenseite hin konkav gekrümmt sein, insbesondere derart, dass der vorgenannte Spalt zwischen Reflektor 5 und Prismenplatte 9 mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung 2 abnimmt.
Durch eine solchermaßen geneigte Anordnung und/oder gekrümmte Ausbildung des Reflektors 5 kann eine gleichmäßige Ausleuchtung über die gesamte Breite der Leuchte erzielt werden, da sozusagen an weiter von der Lichtquellenanordnung 2 beabstandeten Reflektorteilen immer noch eine ausreichende Menge an Lichtstrahlen ankommt bzw. nicht vorher schon durch Reflektorflächen abgelenkt werden. Der Reflexionsschatten der näher bei der Lichtquellenanordnung liegenden Reflexionsflächen wird hierdurch vermieden.
Zur Erzeugung einer asymmetrischen Lichtverteilung, wie sie in 1 mit 13 angedeutet ist, hat die Prismenstruktur bzw. Reflektorstruktur eine Asymmetrie im Querschnitt. So können beispielsweise die der Lichtquelle 2 zugewandten Reflektionsflächen 6 oder Prismenflächen 10 breiter sein als die der Lichtquelle 2 weg gewandten Reflektionsflächen 7 bzw. Prismenflächen 11.
Insbesondere können die Reflexionsflächen 6 und 7 unterschiedliche Neigungswinkel besitzen, bspw. im Winkel von etwa 60° einerseits und im Winkel von 30° andererseits zur Hüllfläche des Reflektors angestellt sein, wobei die 60°-/30-Anstellung auch in eine 30°-/60°-Neigung umgekehrt werden kann, je nachdem zu welcher Seite die asymmetrische Lichtstärkeverteilung die größere Lichtstärke und/oder die Hauptabstrahlrichtung haben soll.
Mit einer derartigen oder einer ähnlich gestalteten Reflektionsflächenanordnung oder Prismenflächenanordnung lässt sich die in der 1 mit 13 bezeichnete Lichtverteilung einstellen, bei der die maximale Intensität in Richtung der Flächennormalen zur Austrittsfläche 14 gerichtet ist und bei der die Lichtintensität in Richtung zur Lichtquelle 2 geringer ist als die Intensität in Richtung weg von der Lichtquelle 2.
Die genannte Lichtstärkeverteilung 13 kann insgesamt betrachtet – grob gesprochen – eine etwa herzförmige Konturierung besitzen, deren Symmetrielinie zur Senkrechten 19 auf die Prismenstruktur 9 spitzwinklig geneigt ist, vgl. 1. Der Neigungswinkel der Hauptrichtung der Lichtstärkeverteilung 13 zur genannten Senkrechten auf die Prismenstruktur 9 kann bspw. 10° bis 45° oder 20° bis 30° betragen.
Die beschriebene Leuchte besitzt einen hohen Systemwirkungsgrad und eine asymmetrisch strahlende Lichtverteilung sowie ein hochwertiges Erscheinungsbild. Indem die lichterzeugenden und lichtumlenkenden Elemente der Leuchte, also die Lichtquelle 2, der Reflektor 5, die Prismenstruktur 9 und die Spiegelfläche 4 ausschließlich an den Innenseiten der Gehäusehöhlung angeordnet sind, tritt das von der Lichtquelle 2 abgestrahlte Licht im Wesentlichen durch Luft, so dass eine Leuchte mit hohem Wirkungsgrad und optimierter Längs- und Querausblendung gegeben ist. Die Lichtverteilung lässt sich durch die Form der im Querschnitt sägezahnartig zueinander stehenden Flächen 6, 7; 10, 11 einstellen.
Die die Lichtaustrittsfläche 14 aufweisende Gehäusehauptseite besitzt eine im Wesentlichen rechteckige Gehäuseöffnung. Der Rand dieser Gehäuseöffnung wird von Auflagevorsprüngen gebildet, die von den äußeren Rändern der Prismenplatte 9 ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Lichtquelle
3: Kollimator TIR
4: Spiegelfläche
5: Reflektor
6: Fläche
7: Fläche
8: Knicklinie
9: Prismenplatte
10: Fläche
11: Fläche
12: Knicklinie
13: Richtcharakteristik
14: Lichtaustrittsfläche
15: Gehäusenebenwand
16: Gehäusenebenwand
17: LED
18: Hauptabstrahlrichtung des Reflektors
19: Senkrechte auf Prismenplatte
20: Hauptabstrahlrichtung der Leuchte
21: Gehäusestirnseite
22: Gehäusestirnseite

Claims

Leuchte mit einem Leuchtengehäuse (1), aufweisend zwei sich gegenüberliegende Gehäusehauptseiten und zwei sich gegenüberliegende Gehäusenebenseiten, wobei eine Hauptseite eine Lichtaustrittsfläche (14) aufweist, mit im Gehäuseinneren angeordneten lichterzeugenden und den Lichtweg beeinflussenden Elementen (2, 4, 5, 9) umfassend einen der der Lichtaustrittsfläche (14) gegenüberliegenden Hauptseite zugeordneten Reflektor (5) mit ins Gehäuseinnere weisenden Reflektionsflächen (6, 7), einer sich entlang einer der Gehäusenebenseiten erstreckenden, ins Leuchtgehäuse (1) lichtabstrahlenden Lichtquellenanordnung (2) und einer lichtdurchlässigen Prismenstruktur, um Licht in die Austrittsfläche (14) zu verteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenstruktur eine flache, die Lichtaustrittsfläche (14) bildende Prismenplatte (9) ist, wobei der Reflektor (5) durch Schrägstellung seiner Reflexionsflächen (6, 7) eine Hauptabstrahlung (18) besitzt, die zu einer Senkrechten (19) auf die Ebene der Prismenplatte (9) spitzwinklig geneigt ist, und die Prismenplatte (9) dazu vorgesehen ist, das Licht mit einer Lichtstärkeverteilung (13), die zu der Senkrechten (19) auf die Ebene der Prismenplatte asymmetrisch ist und zu einer der Gehäusenebenseiten (15) hin geringere Lichtstärken als zur gegenüberliegenden Gehäusenebenseite (16) hin umfasst, austreten zu lassen.
Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei alle lichterzeugenden und den Lichtweg beeinflussenden Elemente (2, 4, 5, 9) ausschließlich an den Hauptseiten und/oder Nebenseiten und/oder Stirnseiten des Leuchtengehäuses (1) angeordnet sind, so dass das von der Lichtquelle (2) kommende Licht lediglich durch die in der im Gehäuseinneren angeordneten Höhlung befindliche Luft zum Reflektor (5) und zur Prismenplatte (9) gelangt.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) eine Vielzahl von scharfkantig an Knicklinien (8) aneinander angrenzende Reflektionsflächen (6, 7) aufweist.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenplatte (9) eine Vielzahl von scharfkantig an Knicklinien (12) aneinander angrenzende, ins Gehäuseinnere weisende Prismenflächen (10, 11) aufweist.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) linear nach Art eines Strangpressprofils ausgebildet ist und sich die Reflektionsflächen (6, 7) parallel zur Lichtquelle (2) erstrecken.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsflächen (6, 7) des Reflektors (5) unterschiedliche Neigungswinkel zur Hüllfläche des Reflektors (5) aufweisen, wobei nach Art eines Sägezahnprofils jeweils miteinander abwechselnd stärker geneigte Reflexionsflächen (7) und weniger stark geneigte Reflexionsflächen (6) vorgesehen sind und jeweils einander benachbarte Reflexionsflächen (6, 7) zwischen sich einen Winkel von zumindest näherungsweise 90° einschließen.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenstruktur linear nach Art eines Strangpressprofils ausgebildet ist und sich die Prismenflächen (10, 11) parallel zur Lichtquelle (2) erstrecken.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prismenstruktur als Pyramidenstruktur ausgebildet ist, wobei die Pyramiden der Pyramidenstruktur einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundriss besitzen und in mehreren, parallelen Reihen hintereinander angeordnet sind.
Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Pyramiden mit ihren Grundrissen und/oder die von den Pyramiden gebildeten Reihen jeweils parallel zur Lichtquellenanordnung ausgerichtet sind, oder die Pyramiden mit ihren Grundrissen und/oder die von den Pyramiden gebildeten Reihen spitzwinklig zur Lichtquellenanordnung geneigt angeordnet sind.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Prismenstruktur als Kegelstruktur ausgebildet ist, wobei die Kegel der Kegelstruktur in mehreren parallelen Reihen hintereinander angeordnet sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reflektor als ebene Reflektorplatte ausgebildet ist und sich parallel zur Prismenplatte (9) erstreckt.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) als ebene oder gewölbte Reflektorplatte ausgebildet und derart angeordnet ist, dass sich ein Spalt zwischen der Reflektorplatte und der Prismenplatte mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung (2) verjüngt.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfkantig aneinander angrenzenden Prismenflächen (10, 11) oder Reflektionsflächen (6, 7) derart zur Lichtausbreitungsrichtung geneigt sind, dass das aus der Lichtaustrittsfläche (14) austretende Licht mit einer anderen, insbesondere größeren oder kleineren, Intensität in Richtung weg von der Lichtquelle (2) austritt als in Richtung zur Lichtquelle (2).
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfkantig aneinander angrenzenden Reflektionsflächen (6, 7) oder Prismenflächen (10, 11) derart zur Lichtausbreitungsrichtung geneigt sind, dass das aus der Lichtaustrittsfläche (14) austretende Licht in eine Hauptstrahlrichtung (20) der Leuchte, die zur Richtung der Flächennormalen der Lichtaustrittsfläche (14) spitzwinklig geneigt ist, gebündelt ist.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenanordnung (2) eine LED-Kette aufweist, die austauschbar dem Leuchtengehäuse (1) zugeordnet ist.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquellenanordnung (2) zumindest eine lineare LED aufweist.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs in verschiedene Lichtfarben dimmbar sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtquellenanordnung (2) zumindest ein Kollimator (3) zugeordnet ist, der das von der Lichtquellenanordnung (2) abgegebene Licht zumindest näherungsweise vollständig einfängt und gebündelt zu der der Lichtquellenanordnung (2) gegenüberliegenden Gehäusenebenseite (16) hin abstrahlt.
Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kollimator (3) eine linear ausgebildete Linse umfasst, die sich entlang der Gehäusenebenseite parallel zur Lichtquellenanordnung (2) erstreckt.
Leuchte nach Anspruch 18, wobei der Lichtquellenanordnung (2) eine-Vielzahl von Einzel-Kollimatoren zugeordnet sind, wobei jedem Einzelkollimator jeweils eine Lichtquelle oder eine Gruppe von Lichtquellen zugeordnet ist.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Gehäusenebenseite (16), die der Lichtquellenanordnung (2) gegenüberliegt, ein Reflektor, vorzugsweise in Form eines ebenen Spiegels (4), vorgesehen ist, wobei ggfs. auch an Gehäusestirnseiten (21, 22) jeweils ein solcher Reflektor, insbesondere in Form eines Spiegels, vorgesehen ist.
Leuchte, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.