DE102017213488A1

DE102017213488A1 - Leuchte sowie Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik derselben

Info

Publication number: DE102017213488A1
Application number: DE102017213488.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Ebner
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2018-08-16
Also published as: DE102017214395A1; AT17121U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte (1) aufweisend eine Lichtquelle (2), welche ein Leuchtmittel (21) zur Lichtabgabe sowie einen länglichen Lichtmischleiter (22) mit einer ersten Lichteinkoppelseite (220) zum Einkoppeln des von dem Leuchtmittel abgegebenen Licht und einer der ersten Lichteinkoppelseite (220) bezüglich seiner länglichen Erstreckung gegenüberliegenden ersten Lichtauskoppelseite (221) zur Auskopplung des Lichts des Leuchtmittels (21) aufweist, eine Voroptik (3) mit einer zweiten Lichteinkoppelseite (320) zum Einkoppeln des Lichtes der Lichtquelle (2) sowie einer zweiten Lichtauskoppelseite (321) zur definierten Lichtauskopplung in einer Hauptlichtführungsrichtung, eine der Voroptik (3) nachgelagerte Auskoppeloptik (4) mit einer dritten Lichteinkoppelseite (420) zum Einkoppeln des aus der Voroptik (3) ausgekoppelten Lichts sowie einer dritten Lichtauskoppelseite (421) zur definierten Lichtabgabe, und eine Streustruktur (5), welche zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4) derart angeordnet ist, um das von der Voroptik (3) ausgekoppelte Licht zu streuen, bevor das so gestreute Licht über die dritte Lichteinkoppelseite (420) in die Auskoppeloptik (4) eingekoppelt wird, wobei die Streustruktur (5) zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4) und relativ zur Voroptik (3) in Hauptlichtführungsrichtung beweglich angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik der erfindungsgemäßen Leuchte (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit einem Lichtmischleiter sowie ein Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik dieser Leuchte.
Aus dem Stand der Technik sind Leuchten mit Lichtmischleiter grundsätzlich bekannt. In den Lichtmischleiter eingekoppeltes Licht wird dabei mit Bezug auf Lichtfarbe und Lichtverteilung homogenisiert und über den Lichtmischleiter in eine Voroptik ausgekoppelt. Die Voroptik wiederum sorgt für eine definierte Lichtauskopplung zu einer Auskoppeloptik hin, mittels derer die finale Abstrahlcharakteristik bestimmt wird. Durch Bewegen der Optiken relativ zueinander aufeinander zu und voneinander weg kann eine Zoomfunktion erzielt, also der Abbildungsmaßstab der Leuchte auf einer Beleuchtungsebene geändert werden.
Es ist nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchte bereitzustellen, welche eine einfache Anpassung der Abstrahlcharakteristik (insbesondere eine Feinjustierung der Lichtverteilung) bei bevorzugt möglichst homogener Lichtabbildung und besonders bevorzugt ohne wesentliche Beeinflussung des Abbildungsmaßstabes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafterweise weiter.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchte mit einer Lichtquelle, einer Voroptik sowie einer Auskoppeloptik. Die Lichtquelle weist ein Leuchtmittel zur Lichtabgabe sowie einen länglichen Lichtmischleiter - bevorzugt in der Ausbildung eines Lichtmischstabes - mit einer ersten Lichteinkoppelseite zum Einkoppeln des von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichts und einer der ersten Lichteinkoppelseite bezüglich seiner länglichen Erstreckung bzw. Längsachse gegenüberliegenden ersten Lichtauskoppelseite zur Auskopplung des Lichts des Leuchtmittels auf. Die Voroptik weist eine zweite Lichteinkoppelseite zum Einkoppeln des Lichtes der Lichtquelle sowie eine zweite Lichtauskoppelseite zur definierten Lichtauskopplung in einer Hauptlichtführungsrichtung auf. Die Auskoppeloptik ist der Voroptik nachgelagert; also der Voroptik in Hauptlichtführungsrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung der Leuchte gesehen nachgeschaltet. Die Auskoppeloptik weist eine dritte Lichteinkoppelseite zum Einkoppeln des (bzw. allen) aus der Voroptik ausgekoppelten Lichtes sowie eine dritte Lichtauskoppelseite zur definierten Lichtabgabe der Leuchte. Die Leuchte weist des Weiteren eine Streustruktur auf, welche zwischen der Voroptik und der Auskoppeloptik derart angeordnet ist, um das von der Voroptik ausgekoppelte Licht zu streuen, bevor das so gestreute Licht über die dritte Lichteinkoppelseite in die Auskoppeloptik eingekoppelt wird. Die Streustruktur ist zwischen der Voroptik und der Auskoppeloptik und (wenigstens) relativ zur Voroptik - und bevorzugt auch relativ zur Auskoppeloptik - (im Wesentlichen) in Hauptlichtführungsrichtung bzw. in Hauptabstrahlrichtung der Leuchte beweglich angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter der „Hauptlichtführungsrichtung“ eine Hauptrichtung der durch die einzelnen optischen Elemente (Lichtmischleiter, Voroptik, Auskoppeloptik, Streustruktur) jeweils verursachten Lichtstrahlführung verstanden. Dies kann eine Lichtführung innerhalb der Leuchte (also bspw. zwischen zwei Optiken) oder auch die Hauptabstrahlrichtung der Leuchte selbst sein. Die tatsächliche Lichtstrahlführung kann dabei eine im Rahmen eines definierten Öffnungswinkels aufgeweitete Abstrahlcharakteristik (bspw. mit einem Öffnungswinkel von 12° (Spot) bis 40° (Flutlicht)) aufweisen.
Durch die Bereitstellung einer entsprechend in Hauptlichtführungsrichtung beweglich angeordneten Streustruktur wird es ermöglicht, dass die Abbildung der definierten Lichtabgabe bzw. Lichtverteilung der Leuchte gezielt weichgezeichnet werden kann; mithin also die Schärfe der Lichtabbildung der Leuchte wahlweise eingestellt werden kann. Die Verwendung eines Lichtmischleiters als Teil der Lichtquelle ermöglicht ein weitgehend homogenes Durchmischen von eventuellen Farbfehlern (z.B. chromatische Aberration) des optischen Systems. Es handelt sich in der Regel um abbildungsnahe Systeme, welche eine virtuelle Lichtquelle, also insbesondere den Ausgang des Lichtmischleiters bzw. Lichtmischstabes, nach vorne abbilden. Die Streustruktur (bspw. in Form einer Streufolie) ist dabei zwischen den Linsen des abbildenden optischen Systems - also der Voroptik und der Auskoppeloptik - positioniert. Durch die bewegliche Anordnung derselben wird in Ergänzung zu der homogenen Lichtabgabe durch Verwendung des Lichtmischleiters eine Feinjustierung der Lichtverteilung unter im Wesentlichen Beibehaltung des Abbildungsmaßstabes des optischen Systems erzielt.
Der Abbildungsmaßstab (Formelzeichen β) ist definiert als das Verhältnis zwischen der Bildgröße der optischen Abbildung (y‘, Bild) eines Gegenstandes und dessen realer Objektgröße (y, Gegenstand). $β = y' / y$
Ein Abbildungsmaßstab mit dem Betrag 1 sagt aus, dass der Gegenstand und seine Abbildung gleich groß sind. Ein Abbildungsmaßstab mit dem Betrag 0,5 sagt aus, dass der Gegenstand doppelt so groß ist wie seine Abbildung. Ein Abbildungsmaßstab mit dem Betrag 2 sagt aus, dass die Abbildung doppelt so groß ist wie der Gegenstand. Im Fall der hier vorgestellten Leuchte bzw. Beleuchtungsoptik ist der Gegenstand die virtuelle Lichtquelle mit einem Durchmesser D und das Bild ist das Abbild der virtuellen Lichtquelle mit einem Durchmesser D‘ in einer Beleuchtungsebene. Bei gleichbleibendem Abstand zwischen Leuchte und Beleuchtungsebene definiert sich dann der Abbildungsmaßstab wie folgt: $β = D' / D$
Die Lichtquelle (also das Leuchtmittel und/oder der Lichtmischleiter) ist bevorzugt in einzeln ansteuerbare Lichtsegmente unterteilt. Durch die Bereitstellung einzeln ansteuerbarer Lichtsegmente kann es ermöglicht werden, durch wahlweises Ansteuern dieser Lichtsegmente die Abstrahlcharakteristik der definierten Lichtabgabe zu steuern und somit zu variieren bzw. zu verändern. Die Abbildung der den angesteuerten Lichtsegmenten entsprechenden Lichtverteilung in eine der Auskoppeloptik nachgelagerten Beleuchtungsebene kann somit wahlweise in Abhängigkeit der angesteuerten Lichtsegmente variiert werden. Somit kann die Abstrahlcharakteristik und letztlich die Abbildung der Lichtabgabe variiert werden. Dabei ist es auch denkbar, je nach angesteuerten Lichtsegmenten, einen (rein) elektrischen Zoomeffekt zu erzielen, wie im Weiteren noch beschrieben wird. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine oder mehrere LEDs, bevorzugt eine LED-Matrix, umfassen. Die LED-Matrix kann besonders bevorzugt eine Vielzahl einzeln ansteuerbarer LEDs aufweisen. Diese wiederum können dann die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente der Lichtquelle bilden, welche Licht definiert in den Lichtmischleiter einkoppeln. Eine solche Ausgestaltungsform ist bevorzugt dann denkbar, wenn die Auflösung der Matrixanordnung fein genug ist. Dies bietet sich insbesondere an, wenn eine einfarbige LED-Matrixanordnung in die Beleuchtungsebene abgebildet werden soll, sodass in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Matrixanordnung sowie ferner der Ansteuerung der ansteuerbaren Lichtsegmente (hier LEDs) quasi jede beliebige Abstrahlcharakteristik generiert werden kann.
Es ist überdies denkbar, dass der Lichtmischleiter bzw. Lichtmischstab als integrales (monolithisches) Bauteil bereitgestellt ist. Somit kann eine gute Lichtdurchmischung des über die erste Lichteinkoppelseite eingekoppelten Lichtes erzielt werden. Alternativ ist es denkbar, dass der Lichtmischleiter bzw. Lichtmischstab in mehrere Segmente unterteilt ist, welche sich jeweils zwischen der ersten Lichteinkoppelseite und der ersten Lichtauskoppelseite erstrecken und bevorzugt die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente bilden. Die Verwendung von Lichtmischstäben im Allgemeinen hat den Vorteil einer guten Durchmischung der Lichtfarben des in den Lichtmischstab bzw. seiner einzelnen Segmente eingekoppelten Lichtes. Die einzelnen Segmente bilden dabei bevorzugt eine Vielzahl kleiner Lichtmischstäbe, welche in geeigneter und bevorzugt kompakter Anordnung den länglichen Lichtmischstab als Teil der Lichtquelle der erfindungsgemäßen Leuchte - nämlich den Lichtmischleiter - bilden. Dies hat den Vorteil, dass die Segmente (also die kleinen Lichtmischstäbe) unabhängig voneinander beliebig angesteuert werden können, und somit die Abstrahlcharakteristik der Leuchte wahlweise variiert werden kann.
Dabei können den Segmenten auf Seiten der ersten Lichteinkoppelseite des Lichtmischleiters jeweils eine oder eine Gruppe einzeln ansteuerbarer LEDs zugeordnet sein (beispielsweise als Teil der vorbezeichneten LED-Matrix). Die Gruppen an LEDs sind dabei bevorzugt gleichartig ausgebildet; sie weisen also bevorzugt die gleichen LEDs auf.
Um eine gute Lichtmischung des Lichtmischleiters im Allgemeinen und - bei segmentierter Bereitstellung des Lichtmischleiters - in den Segmenten des Lichtmischstabes zu erzielen, weist der Lichtmischleiter - bei segmentierter Bereitstellung also seine Segmente jeweils - bevorzugt eine Länge von wenigstens 30mm, ferner bevorzugt wenigstens 50mm und besonders bevorzugt wenigstens 80mm auf.
Gemäß eine bevorzugten Ausgestaltungsform weisen die Segmente ein zentrales Stabelement sowie das zentrale Stabelement umfangsseitig umgebende Ringelemente und/oder Ringsegmente auf. Die ringförmige Anordnung der Segmente des Lichtmischleiters ermöglicht es, durch wahlweises Zuschalten der Segmente von innen nach außen einen rein elektrischen Zoom umzusetzen. Je nach Ausgestaltungsform ist es somit denkbar, dass wahlweise Ringe oder auch nur Ringsegmente wahlweise einzeln schaltbar sind, um eine entsprechende Abstrahlcharakteristik und bevorzugt einen Zoomeffekt zu erzielen. Auch können, je nach Ausgestaltung des Lichtmischleiters bzw. Ansteuerung der einzelnen Segmente bzw. LEDs oder auch der LED-Matrix, beliebige und wahlweise auch stark asymmetrische Lichtverteilungen generiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Lichtmischleiter, bevorzugt wenigstens ein Teil desselben, besonders bevorzugt wenigstens ein Teil der Segmente, weiter bevorzugt wenigstens das zentrale Stabelement, integral mit der Voroptik ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass einerseits weniger Bauteile erforderlich sind und zum anderen die Lichtführung von der Lichtquelle in die Voroptik über den Lichtmischleiter einfach und sicher bereitgesellt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform weisen die Segmente des Lichtmischleiters einen wenigstens teilweise eckigen Querschnitt auf. Bevorzugt weist dabei wenigstens das zentrale Stabelement im Wesentlichen einen sechseckigen Querschnitt auf. Auf diese Weise kann bei einfacher geometrischer Ausgestaltung und somit einfacher Herstellung der einzelnen Segmente eine besonders kompakte Bauform des Lichtmischstabes und somit insgesamt eine möglichst homogene Lichtabgabe der Leuchte unabhängig davon, welche der ansteuerbaren Lichtsegmente angesteuert sind, erzielt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist es denkbar, dass der Lichtmischleiter bzw. wenigstens ein Teil seiner Segmente zu der Voroptik bzw. zu seiner ersten Lichtauskoppelseite hin in eine definierte Querschnittsform übergeht bzw. zuläuft. Besonders bevorzugt ist dabei eine runde oder quasi runde Querschnittsform denkbar. Als „quasi runde Querschnittsform“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine näherungsweise runde Querschnittsform verstanden; beispielsweise ein gleichförmiges Vieleck, wie ein gleichförmiges Zwölfeck. Jedoch sind auch andere Querschnittsformen denkbar, je nachdem, welche Abstrahlcharakteristik gewünscht ist.
Der Lichtmischleiter und insbesondere dessen erste Lichtauskoppelseite steht bevorzugt in Kontakt mit der zweiten Lichteinkoppelseite der Voroptik. Bevorzugt ist hierbei insbesondere ein flächiger Kontakt. Auf diese Weise kann das Licht ausgehend von der Lichtquelle direkt und effektiv über den Lichtmischleiter in die Voroptik eingekoppelt werden.
Bevorzugt kann die Voroptik eine sphärische Linse wie eine Halbkugellinse aufweisen. Dabei ist bevorzugt die zweite Lichteinkoppelseite wenigstens teilweise flächig ausgebildet. Die zweite Lichtauskoppelseite kann sphärisch, insbesondere halbkugelfömig, ausgebildet sein. Die Voroptik sorgt somit in besonders effektiver Weise dafür, dass das Licht, welches in die Voroptik von der Lichtquelle kommend eingekoppelt wird, definiert vorgebündelt wird, bevor es in die nachgelagerte Auskoppeloptik gelangt.
Die Auskoppeloptik kann bevorzugt eine sphärische Linse, eine asphärische Linse oder eine Fresnellinse sein. Die Ausgestaltung der Auskoppeloptik ist jedoch durch die vorliegende Erfindung nicht beschränkt und richtet sich nach der gewünschten Abstrahlcharakteristik. Insgesamt ist die Auskoppeloptik bevorzugt derart ausgebildet, dass sie das von der Voroptik kommende Licht (gänzlich) aufnimmt und zur definierten Lichtabgabe bereitstellt; insbesondere definiert ausgerichtet abgibt.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform kann die Auskoppeloptik eine flächige dritte Lichteinkoppelseite aufweisen, über die das Licht in effektiver Weise von der Voroptik kommend und bevorzugt vollumfänglich eingekoppelt werden kann.
Die Streustruktur kann als separate Streuscheibe oder Streufolie zwischen der Voroptik und der Auskoppeloptik angeordnet sein. Somit kann durch gezielte Manipulation der Streuscheibe eine definierte Weichzeichnung eingestellt werden.
Ferner kann auch die Auskoppeloptik relativ zur Voroptik in Hauptlichtführungsrichtung bzw. in Hauptabstrahlrichtung der Leuchte beweglich angeordnet sein. Durch eine Positionsveränderung der Hauptlinse (hier: Auskoppeloptik) kann der Abbildungsmaßstab verändert und eingestellt und somit an die jeweilige Beleuchtungssituation angepasst werden. Bei diesem Zoom-Vorgang wird der Fokuspunkt des Abbildungssystems verschoben und eine andere Objektebene innerhalb des Lichtmischleiters wird als virtuelle Lichtquelle verwendet (vgl. bspw. auch 5). Mit dieser Zoom-Funktion kann der Öffnungswinkel der Leuchte von zum Beispiel 12° Halbwertsbreite (FWHM = full width half maximum; Spot) bis auf zum Beispiel 40° FWHM (Flutlicht) vergrößert werden. Ist die Auskoppeloptik entsprechend beweglich angeordnet, kann die Streustruktur alternativ auch direkt in oder auf der Auskoppeloptik, insbesondere auf der dritten Lichteinkoppelseite, als Oberflächenstruktur bereitgestellt sein. Auf diese Weise wird es neben der Streuung des Lichtes zur Weichzeichnung der Abbildung ermöglicht, beispielsweise auch Rückreflektionen in der Leuchte möglichst gering zu halten.
Eine Bewegung der Streustruktur und/oder der Auskoppeloptik kann bevorzugt mittels einer Manipulationseinheit erfolgen. Die Manipulationseinheit kann dabei eine mechanisch oder elektrisch einstellbare Einheit sein und im letztgenannten Fall beispielsweise einen Elektromotor (z.B. Stellmotor) aufweisen.
Die Streustruktur weist bevorzugt eine Strahlstreuung von 2° bis 15°, bevorzugt 5° bis 10° auf. Die Position der Streustruktur hängt insbesondere von der Stärke der Streuung ab. Folien mit starker Streuung werden bevorzugt näher an der ersten Linse (Voroptik) positioniert und Folien mit schwacher Streuwirkung näher an der Hauptlinse (Auskoppeloptik). Um einen möglichst großen Einstellbereich zu ermöglichen, wird die Streustärke typischerweise so gewählt, dass der Faktor Fs = 1,5 bei einer Positionierung nahe der Auskoppeloptik (z.B. ¼ der Distanz zur Voroptik) erreicht wird. Die Streustruktur weist somit bevorzugt eine Streustärke Fs = FWTM/FWHM von Fs = 1,5 bei einer Positionierung der Streustruktur von ¾ der Distanz von der Voroptik zur Auskoppeloptik hin auf. FWHM ist dabei die Halbwertsbreite (full width half maximum) und FWTM die Zehntelwertsbreite (full width tenth maximum). Dadurch kann in beide Richtungen, also entlang der Hauptlichtführungsrichtung zur Voroptik und zur Auskoppeloptik hin, die Abbildung der Lichtverteilung auf einer Beleuchtungsebene schärfer oder weicher und somit die Lichtverteilungskurve anwendungsbezogen gut eingestellt werden.
Die Leuchte weist bevorzugt einen vorzugsweise einstellbaren Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik im Bereich von 4° FWHM bis 60° FWHM, vorzugsweise im Bereich von 12° FWHM bis 40° FWHM, alternativ für eine enge Abstrahlcharakteristik im Bereich von 5° FWHM bis 25° FWHM, vorzugsweise von 8° FWHM bis 16° FWHM auf. Somit wird eine gut anwendbare Lichtverteilungskurve sichergestellt. Dabei wird in der Regel davon ausgegangen, dass die Lichtverteilungskurve typischerweise eine glockenartige Intensitätsverteilung aufweist.
Die Streustruktur hat - wie zuvor dargestellt - insbesondere die Aufgabe, das Abbild der virtuellen Lichtquelle weich zu zeichnen. Das heißt, das Verhältnis von Halbwertsbreite (FWHM: full width half maximum) zu Zehntelwertsbreite (FWTM: full width tenth maximum) kann durch die Aufstreuungsstärke der Streustruktur und deren Position relativ zu den Optiken eingestellt werden. Der Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik bleibt dabei nahezu erhalten. Vorzugsweise ändert sich ein Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik der Leuchte ausgehend von einem mittleren Wert um maximal +/- 4° durch das Bewegen der Streustruktur (also durch das Weichzeichnen oder Scharfstellen) insbesondere relativ zur Voroptik, vorzugsweise um maximal +/- 2°. Die Stärke der Weichzeichnung bzw. die Streustärke wird, wie zuvor beschrieben, dabei bevorzugt wie folgt als Faktor dargestellt: $Fs = FWTM / FWHM .$
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik (insbesondere Weichzeichnung bzw. Scharfstellung) einer Leuchte. Dieses Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf: In einem ersten Schritt wird eine Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. In einem zweiten Schritt wird die Streustruktur in Hauptlichtführungsrichtung bzw. Hauptabstrahlrichtung zwischen der Voroptik und der Auskoppeloptik wahlweise derart (wenigstens) relativ zur Voroptik bewegt, vorzugsweise mittels der Manipulationseinheit, dass die Schärfe einer Abbildung der Lichtverteilung auf einer der Auskoppeloptik nachgelagerten Beleuchtungsebene eingestellt wird.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des wahlweisen Bewegens der Auskoppeloptik in Hauptlichtführungsrichtung (beispielsweise entsprechend der Hauptabstrahlrichtung der Leuchte) relativ zur Voroptik aufweisen. Die Bewegung kann dabei bevorzugt mittels der Manipulationseinheit erfolgen. Mittels der Bewegung wird der Abbildungsmaßstab der Abbildung der Lichtverteilung auf der Beleuchtungsebene wahlweise und definiert eingestellt.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt zum wahlweise einzelnen Ansteuern der Lichtsegmente zur Abbildung einer den angesteuerten Lichtsegmenten entsprechenden Lichtverteilung in einer der Auskoppeloptik nachgelagerten Beleuchtungsebene aufweisen. Indem somit die Lichtsegmente in beliebiger Weise angesteuert werden können, kann in einfacher Weise elektrisch die Abstrahlcharakteristik eingestellt und bei entsprechender Ansteuerung auch ein (rein) elektrischer Zoom realisiert werden.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figuren der begleitenden Zeichnungen im Folgenden beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3 eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß 2 mit unterschiedlicher Positionierung der Streustruktur (a) entfernt von der Voroptik und (b) nahe der Voroptik, sowie der jeweiligen Strahlführung,
4 unterschiedliche Abbildungen der Lichtverteilungen in einer Beleuchtungsebene (a) gemäß der Leuchte nach 3a und (b) gemäß der Leuchte nach 3b,
5 eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß 2 mit unterschiedlicher Positionierung der Auskoppeloptik und der Streustruktur (a) entfernt von der Voroptik und (b) nahe der Voroptik, sowie der jeweiligen Strahlführung,
6 eine seitliche Schnittansicht einer Leuchte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
7 eine perspektivische Darstellung eines Lichtmischleiters der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß 6,
8 eine perspektivische Detailansicht des Lichtmischleiters gemäß 7,
9 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
10 perspektivische Ansichten unterschiedlicher Ausgestaltungsformen eines Lichtmischleiters sowie einer Voroptik einer erfindungsgemäßen Leuchte der vorliegenden Erfindung,
11 unterschiedliche Abbildungen von den angesteuerten Lichtsegmenten entsprechenden Lichtverteilungen einer Leuchte gemäß 6 - jedoch ohne Streustruktur - in einer Beleuchtungsebene,
12 die Abbildungen gemäß Figur 11 bei Verwendung der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß 6 mit Streustruktur, und
13 seitliche Ansichten unterschiedlicher Ausführungsbeispiele einer Auskoppeloptik einer erfindungsgemäßen Leuchte der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Leuchte 1 gezeigt. Gleiche Merkmale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen und die einzelnen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele sind in beliebiger Weise mit- und untereinander kombinierbar und austauschbar.
Insbesondere die 1, 2, 3, 5, 6, und 9 zeigen vier Ausführungsbeispiele einer Leuchte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Leuchten 1 zeichnen sich alle dadurch aus, dass sie eine Lichtquelle 2, eine der Lichtquelle 2 in Hauptlichtführungsrichtung L nachgelagerte Voroptik 3 sowie eine der Voroptik 3 in Hauptlichtführungsrichtung L nachgelagerte Auskoppeloptik 4 aufweisen. Die Hauptlichtführungsrichtung L entspricht dabei der Hauptrichtung, die das Licht durch die Leuchte 1 nimmt; bevorzugt entspricht diese der Hauptabstrahlrichtung H der Leuchte 1.
Die Lichtquelle 2 weist ein Leuchtmittel 21 zur Lichtabgabe sowie einen länglichen Lichtmischleiter 22 (hier in Form eines Lichtmischstabes 22) mit einer ersten Lichteinkoppelseite 220 zum Einkoppeln des von dem Leuchtmittel 21 abgegebenen Lichts und einer der ersten Lichteinkoppelseite 220 bezüglich seiner länglichen Erstreckung bzw. Längsachse gegenüberliegenden ersten Lichtauskoppelseite 221 zur Auskopplung des Lichts des Leuchtmittels 21 auf. Die Lichtquelle 21 kann eine oder mehrere LEDs aufweisen. Sie kann in letztgenanntem Fall beispielsweise in Form einer LED-Matrix bereitgestellt sein.
Die Lichtquelle 2 kann, wie beispielsweise den Ausführungsbeispielen der 6 bis 10 zu entnehmen ist, in einzeln ansteuerbare Lichtsegmente 20 unterteilt sein. Die Lichtquelle 2 kann dabei beispielsweise eine LED-Matrix umfassen, welche eine Vielzahl einzeln ansteuerbarer LEDs 21 aufweist, welche die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente 20 bilden. Dabei kann eine beliebige Anzahl an LEDs 21 in einer beliebigen LED-Matrixanordnung vorgesehen sein. Die LEDs 21 können einzeln oder auch in Gruppen oder alle gleichzeitig angesteuert werden. Bevorzugt sind die Gruppen an LEDs 21 gleichartig ausgebildet, weisen also bevorzugt die gleichen LEDs 21 auf.
Mit Verweis auf die Ausführungsbeispiele der 1, 2, 3 und 5 kann der Lichtmischleiter 22 als integrales Bauteil ausgebildet sein. Der Lichtmischleiter 22 ist also bevorzugt monolithisch ausgebildet, um einen einfachen Lichtmischleiter 22 bereitzustellen.
Der Lichtmischleiter 22 kann alternativ auch in mehrere Segmente 222 unterteilt sein, welche sich jeweils längs zwischen der Lichteinkoppelseite 220 und der Lichtauskoppelseite 221 des Lichtmischleiters 22 erstrecken. Die Segmente 222 können dann die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente 20 bilden.
Wie den 6 bis 9 zu entnehmen ist, können die Segmente 222 ein zentrales Stabelement 222a sowie das zentrale Stabelement 222a umfangsseitig umgebende Ringelemente 222b und/oder Ringsegmente 222c aufweisen. Auch andere Anordnungen der Segmente 222 sind denkbar.
Wie beispielsweise den 7 und 8 zu entnehmen ist, können die Segmente 222 des Lichtmischleiters 22 einen wenigstens teilweise eckigen Querschnitt aufweisen. So kann beispielsweise wenigstens das zentrale Stabelement 222a im Wesentlichen einen sechseckigen Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise kann eine möglichst einfache Querschnittsform bei gleichzeitig einfacher Bereitstellung einer kompakten Struktur des Lichtmischleiters 22, wie insbesondere den 7 und 8 zu entnehmen ist, bereitgestellt werden. Denn um dieses sechseckige zentrale Stabelement 222a lassen sich die diesen umfangsseitig umgebenden Elemente 222b bzw. Segmente 222c kompakt anordnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform kann der Lichtmischleiter 22 zu der Voroptik 3 oder zu seiner (ersten) Lichtauskoppelseite 221 hin in eine definierte Querschnittsform übergehen bzw. zulaufen. Beispielsweise ist hier eine (quasi) runde Querschnittsform denkbar. Entsprechende Ausgestaltungsformen sind hier beispielhaft der 10 zu entnehmen. Gemäß diesen Ausführungsbeispielen geht der Lichtmischleiter 22 dabei bevorzugt in eine (quasi) runde Querschnittsform über, wobei dies durch Zusammenlaufen (vgl. 5a und 5d), Aufweiten (vgl. 5b) oder einen konstanten Querschnitt (vgl. 5c) denkbar ist. Auch das Ausführungsbeispiel der 2 und 3 zeigt eine solche Ausgestaltung. Der dort dargestellte Lichtmischleiter 22 geht von einer quasi quadratischen Querschnittsform auf seiner Lichteinkoppelseite 220 in eine quasi runde Querschnittsform auf seiner Lichtauskoppelseite 221 über.
Wie insbesondere der 8 zu entnehmen ist, kann den Segmenten 222 auf Seiten der Lichteinkoppelseite 220 des Lichtmischleiters 22 bevorzugt jeweils eine oder eine Gruppe einzeln ansteuerbarer LEDs 21 zugeordnet sein. Diese LEDs 21 können durch die vorbeschriebene LED-Matrix gebildet sein. Wie zuvor bereits beschrieben kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine mögliche Gruppe an LEDs für alle Segmente 222 oder auch nur ein Teil von diesen gleichartig ausgebildet sein; wobei diese dann bevorzugt die gleichen LEDs 21 aufweisen, um somit eine harmonische Lichtabgabe zu erzielen.
Um eine gute Lichtmischung in dem Lichtmischleiter 22 und - bei segmentartiger Ausgestaltung - in den einzelnen Segmenten 222 des so ausgebildeten Lichtmischleiters 22 zu erzielen, weist der Lichtmischleiter 22 und - soweit vorhanden - seine Segmente 222 bevorzugt eine Länge von wenigstens 30mm, vorzugsweise wenigstens 50mm, besonders bevorzugt wenigstens 80mm auf.
Die Voroptik 3 der erfindungsgemäßen Leuchte 1 weist eine zweite Lichteinkoppelseite 320 zum Einkoppeln des Lichtes der Lichtquelle 2 und bevorzugt jeder der Lichtsegmente 20 der Lichtquelle 2 auf. Mit anderen Worten ist die Leuchte 1 derart bereitgestellt, dass über den Lichtmischleiter 22 und bei segmentartiger Ausgestaltung wahlweise über jedes Lichtsegment 20, sofern es angesteuert wird, das Licht des Lichtmischleiters 22 bzw. des entsprechenden Lichtsegments 20 in die Voroptik 3 eingekoppelt wird. Hierzu weist die Lichtauskoppelseite 221 des Lichtmischleiters 22 bevorzugt auf die Lichteinkoppelseite 320 der Voroptik 3 und steht besonders bevorzugt mit dieser in (flächigem) Kontakt bzw. ist mit dieser integral ausgebildet. Der Lichtmischleiter 22 und insbesondere dessen erste Lichtauskoppelseite 221 steht bevorzugt in Kontakt mit der zweiten Lichteinkoppelseite 320 der Voroptik 3. Besonders bevorzugt ist hier ein flächiger Kontakt denkbar, wie er in den Ausführungsbeispielen der 2, 3, 5 und 10 gezeigt ist.
Wie beispielsweise in 1 dargestellt, kann der Lichtmischleiter 22 integral mit der Voroptik 3 ausgebildet sein. Es ist beispielsweise bei der segmentartigen Ausgestaltung auch denkbar, wie in 9 oder 10a dargestellt, dass nur ein Teil des Lichtmischleiters 22 wie wenigstens ein Teil der Segmente 222 - hier bevorzugt wenigstens das zentrale Stabelement 222a - integral mit der Voroptik 3 ausgebildet ist.
Neben der zweiten Lichteinkoppelseite 320 weist die Voroptik 3 ferner eine zweite Lichtauskoppelseite 321 zur definierten Lichtauskopplung in der Hauptlichtführungsrichtung L auf. Insgesamt kann die Voroptik 3 eine sphärische Linse wie eine Halbkugellinse aufweisen bzw. als solche ausgebildet sein. Die zweite Lichteinkoppelseite 320 kann dabei wenigstens teilweise flächig ausgebildet sein; bevorzugt wenigstens der der Lichtquelle 2 zugewandte bzw. mit dieser in Kontakt stehende Bereich der Lichteinkoppelseite 320. Die zweite Auskoppelseite 321 kann bevorzugt sphärisch und insbesondere halbkugelförmig ausgebildet sein, um eine entsprechend gewünschte Vorbündelung des Lichtes vor Eintritt in die der Voroptik 3 nachgelagerte Auskoppeloptik 4 zu ermöglichen.
Der Voroptik 3 ist die vorbezeichnete Auskoppeloptik 4 nachgelagert; insbesondere derart, dass das aus der Voroptik 3 ausgekoppelte Licht vollständig in die Auskoppeloptik 4 eingekoppelt werden kann. Die Auskoppeloptik 4 weist hierzu eine dritte Lichteinkoppelseite 420 zum Einkoppeln des aus der Voroptik 3 ausgekoppelten Lichts sowie eine dritte Lichtauskoppelseite 421 zur definierten Lichtabgabe der Leuchte 1, wie sie beispielhaft in den 3, 5 und 6 dargestellt ist.
Die Auskoppeloptik 4 ist dabei nicht auf eine spezielle Form beschränkt. Insbesondere hängt die Form von der gewünschten Abstrahlcharakteristik der Leuchte 1 ab. Beispielsweise kann die Auskoppeloptik 4 eine sphärische Linse, eine asphärische Linse oder auch eine Fresnel-Linse sein. Dabei ist insbesondere die dritte Lichtauskoppelseite 421 der Auskoppeloptik 4 entsprechend ausgebildet, wie beispielsweise in den 1, 6, 9, 10 und 13 gezeigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Auskoppeloptik 4 eine flächige dritte Lichteinkoppelseite 420 auf, über die das Licht von der Voroptik 3 kommend bevorzugt vollständig und gezielt eingekoppelt werden kann.
Die erfindungsgemäße Leuchte 1 weist ferner eine Streustruktur 5 auf. Diese ist zwischen der Voroptik 3 und der Auskoppeloptik 4 angeordnet und dient einer (weiteren) Weichzeichnung der mittels der Leuchte 1 erzielten Lichtabgabe bzw. der Abbildung einer den angesteuerten Lichtsegmenten 20 entsprechenden Lichtverteilung in einer der Auskoppeloptik 4 nachgelagerten Beleuchtungsebene B. Dies ist beispielsweise den 3, 4 und 12 zu entnehmen. 11 stellt unterschiedliche Ansteuerungsvarianten der Leuchte 1 gemäß 6 jedoch ohne Verwendung einer Streustruktur 5 dar (von links nach rechts werden zunehmend Ringstrukturen elektrisch hinzugeschaltet, so dass eine Art elektrischer Zoom-Effekt erzielt wird, wobei in den beiden rechten Darstellungen der 11 ein einzelnes Lichtsegment 20 ausgespart ist, um eine asymmetrische Lichtverteilung zu erzielen). 12 zeigt dieselben Abbildungen wie 11 unter zusätzlicher Verwendung einer erfindungsgemäßen Streustruktur 5, wie sie der Leuchte 1 gemäß 6 zu entnehmen ist. Hier ist gut die zusätzliche Weichzeichnung der Abbildung in der Beleuchtungsebene B zu erkennen. Mittels der Streustruktur 5 wird folglich das von der Voroptik 3 ausgekoppelte Licht gestreut, bevor das so gestreute Licht über die dritte Lichteinkoppelseite 420 in die Auskoppeloptik 4 eingekoppelt wird.
Erfindungsgemäß ist die Streustruktur 5 in Hauptlichtführungsrichtung L bzw. in Hauptabstrahlrichtung H der Leuchte 1 zwischen der Voroptik 3 und der Auskoppeloptik 4 und (wenigstens) relativ zur Voroptik 3 (und bevorzugt auch relativ zur Auskoppeloptik 4) beweglich P1, P2 angeordnet.
Vorzugsweise kann die Auskoppeloptik 4 relativ zur Voroptik 3 in Hauptlichtführungsrichtung L bzw. in Hauptabstrahlrichtung H der Leuchte 1 beweglich P3 angeordnet sein, wie dies beispielsweise in 5 gezeigt ist. Hier bewegt sich die Streustruktur 5 zusammen mit der Auskoppeloptik 4, wobei deren Bewegungen besonders bevorzugt auch unabhängig voneinander ausgeführt werden können.
Die Streustruktur 5 ist bevorzugt als separate Streuscheibe oder Streufolie 50 zwischen der Voroptik 3 und der Auskoppeloptik 4 angeordnet, wie dies in den 1, 2, 3, 5, 6, 13b und 13C gezeigt ist. Die Streuscheibe 50 lässt sich in diesem Fall bevorzugt unabhängig von anderen optischen Elementen der Leuchte 1, wie beispielsweise der Voroptik 3 oder der Auskoppeloptik 4, bewegen.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Streustruktur 5 direkt in oder auf der Auskoppeloptik 4 und insbesondere auf der dritten Lichteinkoppelseite 420 als Oberflächenstruktur 51 bereitgestellt ist, wie dies beispielhaft in den Ausführungsformen gemäß der 9 oder 13a dargestellt ist, wenn die Auskoppeloptik 4 entsprechend beweglich ausgebildet ist. Auch eine beliebige Kombination von vorbeschriebenen Streustrukturen 5 - also unabhängig und abhängig von der Auskoppeloptik 4 bewegliche Streustrukturen 5 - ist denkbar.
Des Weiteren kann beispielsweise eine hier nicht dargestellte Manipulationseinheit zum Bewegen der Streustruktur 5 und/oder der Auskoppeloptik 4 bereitgestellt sein. Diese kann beispielsweise mechanisch oder auch elektrisch angetrieben sein.
Die Streustruktur 5 weist bevorzugt eine Strahlstreuung von 2° bis 15°, bevorzugt 5° bis 10° auf. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Die Streustruktur 5 kann ferner eine Streustärke Fs = FWTM/FWHM von Fs = 1,5 bei einer Positionierung der Streustruktur 5 von ¾ der Distanz von der Voroptik 3 zur Auskoppeloptik 4 hin aufweisen. FWHM bezeichnet dabei die Halbwertsbreite (full width half maximum) und FWTM die Zehntelwertsbreite (full width tenth maximum). Somit kann die Streustruktur 5 in ausreichender Weise in beide Richtungen - also bevorzugt entlang der Hauptlichtführungsrichtung L bzw. Hauptabstrahlrichtung H zur Voroptik 3 oder zur Auskoppeloptik 4 hin - bewegt werden, um eine Abbildung der Lichtverteilung auf einer der Auskoppeloptik 4 nachgelagerten Beleuchtungsebene B schärfer (vgl. 3b in Verbindung mit 4b) oder weicher (vgl. 3a in Verbindung mit 4a) einzustellen.
Die Leuchte 1 weist bevorzugt einen Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik im Bereich von 4° FWHM bis 60° FWHM, vorzugsweise im Bereich von 12° FWHM bis 40° FWHM, alternativ für eine enge Abstrahlcharakteristik im Bereich von 5° FWHM bis 25° FWHM, vorzugsweise von 8° FWHM bis 16° FWHM, auf. Dieser Öffnungswinkel kann, wie die 5 zeigt, beispielsweise bei beweglicher Auskoppeloptik 4 auch einstellbar sein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform ändert sich ein Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik der Leuchte 1 ausgehend von einem mittleren Wert um maximal +/- 4° durch das Bewegen der Streustruktur 5 relativ zur Voroptik 3, vorzugsweise um maximal +/- 2°. Somit kann bei Verwendung eines Lichtmischleiters 22 zur guten Durchmischung des Lichtes eine definierte Feinjustierung der Lichtverteilung im Wesentlichen unter Beibehaltung des gewünschten Abbildungsmaßstabes des optischen Systems erzielt werden.
Insbesondere mit Verweis auf die Ausführungsbeispiele der 1, 2, 3, 5, 6 und 9 kann die erfindungsgemäße Leuchte 1 ferner ein Leuchtengehäuse 6 aufweisen, in dem die einzelnen Elemente der Leuchte 1, also insbesondere die Lichtquelle 2 mit Leuchtmittel 21 und Lichtmischleiter 22, die Voroptik 3, die Streustruktur 5 und die Auskoppeloptik 4 angeordnet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Leuchte 1 ist es nunmehr möglich, ein Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik dieser Leuchte 1 durchzuführen. Nach der Bereitstellung der erfindungsgemäßen Leuchte 1 kann sodann die Streustruktur 5 wahlweise in Hauptlichtführungsrichtung zwischen der Voroptik 3 und der Auskoppeloptik 4 und relativ zur Voroptik 3 derart bewegt werden, vorzugsweise mittels der Manipulationseinheit, um die Schärfe einer Abbildung der Lichtverteilung auf einer der Auskoppeloptik 4 nachgelagerten Beleuchtungsebene B einzustellen.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, unter Verwendung eines optischen Systems mit einer einen Lichtmischleiter 22 aufweisender Lichtquelle 2, einer dieser nachgelagerten Voroptik 3, einer dieser nachgelagerten Streustruktur 5 und einer dieser nachgelagerten Auskoppeloptik 4 durch bewegliche Anordnung der Streustruktur 5 eine Feinjustierung (schärfer oder weicher Einstellen) der Lichtverteilung zu ermöglichen, während ein Abbildungsmaßstab des optischen Systems im Wesentlichen beibehalten sowie eine gute Lichtdurchmischung und somit eine Verringerung oder Vermeidung von Farbfehlern erzielt wird. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen beweglich vorgesehenen Streustruktur 5 kann die Abbildung der einzelnen Lichtsegmente in beliebiger Weise weich- oder scharfgezeichnet werden, um somit eine insgesamt besonders harmonische Lichtabbildung zu erzielen. Durch die Verwendung des Lichtmischleiters 22 kann eine besonders homogene Lichtmischung ermöglicht und somit eine insgesamt homogene Lichtabgabe bzw. Lichtabbildung erzielt werden.
Durch wahlweises Bewegen der Auskoppeloptik 4 in Hauptlichtführungsrichtung L bzw. Hauptabstrahlrichtung H relativ zur Voroptik 3 kann beispielsweise zusätzlich der Abbildungsmaßstab der Abbildung der Lichtverteilung auf der Beleuchtungsebene B eingestellt werden. Hierzu wird sich bevorzugt ebenso einer entsprechend vorgesehenen Manipulationseinheit bedient. Somit lässt sich, wie beispielsweise der 5 zu entnehmen ist, ein optischer Zoom erzielen.
Vorzugsweise können ferner die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente 20 zur Abbildung einer den angesteuerten Lichtsegmenten 20 entsprechenden Lichtverteilung in einer der Auskoppeloptik 4 nachgelagerten Beleuchtungsebene B wahlweise einzeln angesteuert werden, um somit entsprechende unterschiedliche Abbildungen zu erzielen. Somit ist es ergänzend möglich, einfach mittels elektrischer Ansteuerung einzeln ansteuerbarer Lichtsegmente 20 die Abbildung einer Leuchte 1 - mittels einer den angesteuerten Lichtsegmenten 20 entsprechenden Lichtverteilung - in einer der Leuchte 1 bzw. deren Auskoppeloptik 4 nachgelagerten Beleuchtungsebene B zu erzielen. Somit lässt sich auch, wie beispielsweise in den 11 und 12 gezeigt, ein rein elektrischer Zoom-Effekt erzielen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sofern sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Die Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele sind in beliebiger Weise mit- und untereinander kombinierbar und austauschbar.

Claims

Leuchte aufweisend: eine Lichtquelle (2), welche ein Leuchtmittel (21) zur Lichtabgabe sowie einen länglichen Lichtmischleiter (22) mit einer ersten Lichteinkoppelseite (220) zum Einkoppeln des von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichts und einer der ersten Lichteinkoppelseite (220) bezüglich seiner länglichen Erstreckung gegenüberliegenden ersten Lichtauskoppelseite (221) zur Auskopplung des Lichts des Leuchtmittels (21) aufweist, eine Voroptik (3) mit einer zweiten Lichteinkoppelseite (320) zum Einkoppeln des Lichtes der Lichtquelle (2) sowie einer zweiten Lichtauskoppelseite (321) zur definierten Lichtauskopplung in einer Hauptlichtführungsrichtung, eine der Voroptik (3) nachgelagerte Auskoppeloptik (4) mit einer dritten Lichteinkoppelseite (420) zum Einkoppeln des aus der Voroptik (3) ausgekoppelten Lichts sowie einer dritten Lichtauskoppelseite (421) zur definierten Lichtabgabe, und eine Streustruktur (5), welche zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4) derart angeordnet ist, um das von der Voroptik (3) ausgekoppelte Licht zu streuen, bevor das so gestreute Licht über die dritte Lichteinkoppelseite (420) in die Auskoppeloptik (4) eingekoppelt wird, wobei die Streustruktur (5) zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4) und relativ zur Voroptik (3) in Hauptlichtführungsrichtung beweglich angeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei der Lichtmischleiter als Lichtmischstab gebildet ist.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtquelle (2) in einzeln ansteuerbare Lichtsegmente (20) unterteilt ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (2) eine oder mehrere LEDs, bevorzugt eine LED-Matrix, umfasst, wobei die LED-Matrix besonders bevorzugt eine Vielzahl einzeln ansteuerbarer LEDs (21) aufweist, welche die einzeln ansteuerbare Lichtsegmente (20) der Lichtquelle (2) bilden.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtmischleiter (22) als integrales Bauteil ausgebildet ist oder in mehrere Segmente (222) unterteilt ist, welche sich jeweils zwischen der ersten Lichteinkoppelseite (320) und der ersten Lichtauskoppelseite (321) erstrecken und bevorzugt die einzeln ansteuerbaren Lichtsegmente (20) bilden.
Leuchte (1) nach Anspruch 5, wobei die Segmente (222) eine zentrales Stabelement (222a) sowie das zentrale Stabelement (222a) umfangsseitig umgebende Ringelemente (222b) und/oder Ringsegmente (222c) aufweist.
Leuchte (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Segmente (222) des Lichtmischleiters (22) einen wenigstens teilweise eckigen Querschnitt aufweisen, wobei vorzugsweise wenigstens das zentrale Stabelement (222a) im Wesentlichen einen sechseckige Querschnitt aufweist.
Leuchte (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei den Segmenten (222) auf Seiten der ersten Lichteinkoppelseite (220) des Lichtmischleiters (22) jeweils eine oder eine Gruppe einzeln ansteuerbarer LEDs (21) zugeordnet ist, welche bevorzugt in Form der LED-Matrix bereitgestellt sind, wobei bevorzugt die Gruppen an LEDs (21) gleichartig ausgebildet sind.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtmischleiter (22), bevorzugt wenigstens ein Teil der Segmente (222), besonders vorzugsweise wenigstens das zentrale Stabelement (222a), integral mit der Voroptik (3) ausgebildet ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtmischleiter (22) zu der Voroptik (3) oder zu seiner ersten Lichtauskoppelseite (321) hin in eine definierte Querschnittsform, vorzugsweise eine runde Querschnittsform, übergeht und insbesondere zuläuft.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtmischleiter (22) eine Länge von wenigstens 30mm, vorzugsweise wenigstens 50mm, besonders bevorzugt wenigstens 80mm aufweist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtmischleiter (22) und insbesondere dessen erste Lichtauskoppelseite (221), in Kontakt, vorzugsweise in flächigem Kontakt, mit der zweiten Lichteinkoppelseite (320) der Voroptik (3) steht.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Voroptik (3) eine sphärische Linse wie eine Halbkugellinse aufweist, wobei bevorzugt die zweite Lichteinkoppelseite (320) wenigstens teilweise flächig und die zweite Lichtauskoppelseite (321) sphärisch, insbesondere halbkugelförmig, ausgebildet ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskoppeloptik (4) eine sphärische Linse, eine asphärische Linse oder eine Fresnellinse ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskoppeloptik (4) eine flächige dritte Lichteinkoppelseite (420) aufweist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streustruktur (5) als separate Streuscheibe oder Streufolie (50) zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4) angeordnet ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskoppeloptik (4) relativ zur Voroptik (3) in Hauptlichtführungsrichtung (L) bzw. in Hauptabstrahlrichtung (H) der Leuchte (1) beweglich angeordnet ist.
Leuchte (1) nach Anspruch 17, wobei die Streustruktur (5) direkt in oder auf der Auskoppeloptik (4), insbesondere auf der dritten Lichteinkoppelseite (420), als Oberflächenstruktur (51) bereitgestellt ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Manipulationseinheit zum Bewegen der Streustruktur (5) und/oder der Auskoppeloptik (4).
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streustruktur eine Strahlstreuung von 2° bis 15°, bevorzugt 5° bis 10° aufweist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streustruktur (5) eine Streustärke Fs = FWTM/FWHM von Fs = 1,5 bei einer Positionierung der Streustruktur (5) von ¾ der Distanz von der Voroptik (3) zur Auskoppeloptik (4) hin aufweist, wobei FWHM die Halbwertsbreite (full width half maximum) und FWTM die Zehntelwertsbreite (full width tenth maximum) ist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte (1) einen vorzugsweise einstellbaren Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik im Bereich von 4° FWHM bis 60° FWHM, vorzugsweise im Bereich von 12° FWHM bis 40° FWHM, alternativ für eine enge Abstrahlcharakteristik im Bereich von 5° FWHM bis 25° FWHM, vorzugsweise von 8° FWHM bis 16° FWHM, aufweist.
Leuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich ein Öffnungswinkel der Abstrahlcharakteristik der Leuchte (1) ausgehend von einem mittleren Wert um maximal +/- 4° durch das Bewegen der Streustruktur (5) relativ zur Voroptik (3) ändert, vorzugsweise um maximal +/- 2°.
Verfahren zur Steuerung der Abstrahlcharakteristik einer Leuchte (1), aufweisend die Schritte: • Bereitstellen einer Leuchte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, • Wahlweises Bewegen der Streustruktur (5) relativ zur Voroptik (3) in Hauptlichtführungsrichtung zwischen der Voroptik (3) und der Auskoppeloptik (4), vorzugsweise mittels der Manipulationseinheit, zur Einstellung der Schärfe einer Abbildung der Lichtverteilung auf einer der Auskoppeloptik (4) nachgelagerten Beleuchtungsebene (B).
Verfahren nach Anspruch 24, ferner aufweisend den Schritt des wahlweisen Bewegens der Auskoppeloptik (4) in Hauptlichtführungsrichtung (L) bzw. in Hauptabstrahlrichtung (H) relativ zur Voroptik (3), vorzugsweise mittels der Manipulationseinheit, zur Einstellung des Abbildungsmaßstabes der Abbildung der Lichtverteilung auf der Beleuchtungsebene (B).
Das Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, ferner aufweisend den Schritt des wahlweise einzelnen Ansteuerns der Lichtsegmente zur Abbildung einer den angesteuerten Lichtsegmenten entsprechenden Lichtverteilung in einer der Auskoppeloptik nachgelagerten Beleuchtungsebene.