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Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einem transluzenten Naturstein mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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STAND DER TECHNIK
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt transluzente Natursteine, wie Salzsteine, für Leuchten zu verwenden. Insbesondere ist es bekannt, den Naturstein mit einer Ausnehmung zu versehen, in die ein Leuchtmittel eingesetzt ist, deren Licht von der Ausnehmung aus den Naturstein durchleuchtet. Eine derartige Leuchte ist z. B. aus dem Dokument
DE 103 14 706 A1 bekannt.
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Darüber hinaus ist es bekannt, auf der Rückseite einer Natursteinplatte eine oder mehrere Leuchtmittel anzuordnen, deren Licht in Dickenrichtung der Natursteinplatte, d. h. quer zur Haupterstreckungsebene der Natursteinplatte, durch die Natursteinplatte abgestrahlt wird. Eine derartige Leuchte ist z. B. aus dem Dokument
DE 20 2015 003 519 U1 bekannt.
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In dem Dokument
DE 20 2018 105 498 U1 wird ein Paneel mit einer transluzenten Natursteinplatte für einen Feuchtraum beschrieben. Um die Natursteinplatte möglichst gas- und feuchtigkeitsdicht zu verschließen, ist die Natursteinplatte in einer Rahmenvorrichtung eingeschlossen. Die Rahmenvorrichtung umfasst einen umlaufenden Rahmen sowie eine Vorderwand und eine Rückwand, zwischen denen die Natursteinplatte angeordnet ist. Um das Paneel beleuchten zu können, kann im Bereich des Rahmen ein Leuchtmittel vorgesehen sein, welches Licht in Richtung einer reflektierenden Oberfläche der Rückwand abstrahlt. Das so reflektierte Licht passiert die Natursteinplatte in ihrer Dickenrichtung nach vorne, d. h. quer zu ihrer Haupterstreckungsebene. Letztlich handelt es sich somit um eine Hinterleuchtung der Natursteinplatte.
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Aus dem Dokument
DE 10 2005 002 178 A1 ist ein beleuchteter Naturwerkstein bekannt. Zur Beleuchtung weist dieser an seiner Nichtsichtseite Vertiefungen auf, in denen Leuchtmittel angeordnet sind, deren Licht in Richtung der Sichtseite emittiert wird.
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Aus dem Dokument
DE 103 14 706 A1 ist ein Leuchtobjekt bekannt, das aus einem Mineralfragment und mindestens einer darin eingelassenen Lichtquelle in Form einer High-End-LED besteht.
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Aus dem Dokument
DE 32 37 152 A1 ist eine Leuchte mit einem Schirm aus Salzstein bekannt, in dem eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher sich eine Lichtquelle befindet.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leuchte mit einem transluzenten Naturstein aufzuzeigen, welche sich durch ein prägnantes Leuchtbild auszeichnet, insbesondere ohne wesentliche Einbußen hinsichtlich des Energieverbrauchs der Leuchte und/oder des nötigen Bauraums und/oder der Bedienung in Kauf nehmen zu müssen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei den aus dem Stand der Technik bekannten Leuchten mit einer hinterleuchteten Natursteinplatte immer ein Kompromiss eingegangen werden muss. Für einen geringen Bauteil- und Energieaufwand werden für die Hinterleuchtung nur einige wenige Leuchtmittel genutzt, wodurch sich jedoch eine stark punktuelle Ausleuchtung der Natursteinplatte ergibt. Um eine möglichst homogene Lichtverteilung zu erzeugen, mit der die Natursteinplatte durchleuchtet wird, muss eine Vielzahl von Leuchtmitteln eingesetzt werden, wobei u. U. für eine homogene Lichtverteilung zusätzlich noch lichtstreuende und entsprechend verlustbehaftete optische Elemente eingesetzt werden, was insgesamt zu einem hohen Bauteil- und Energieaufwand führt. Erfindungsgemäß wird demgegenüber eine neuartige Anordnung eines oder mehrerer Leuchtmittel an einer transluzenten Natursteinplatte vorgeschlagen, mit der eine homogene Beleuchtung bei gleichzeitig geringem Energie- und/oder Bauteilaufwand erreicht wird. Insbesondere kann das Licht durch die neue Anordnung - anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lampen mit einer Hinterleuchtung - gleichzeitig in zwei Richtungen abgestrahlt werden.
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Eine erfindungsgemäße Leuchte umfasst eine transluzente Natursteinplatte sowie mehrere Leuchtmittel, welche im Betrieb der Leuchte Licht emittieren. Das Licht wird dabei in die Natursteinplatte hinein und durch die Natursteinplatte in die Umgebung abgestrahlt.
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Bei der Natursteinplatte kann es sich um eine beliebige Art von zumindest teilweise lichtdurchlässigem Naturstein handeln. Insbesondere eignen sich solche Natursteine, die lichtbrechende, -streuende oder -reflektierende Einschlüsse oder Strukturen enthalten. Das in die Natursteinplatte eingestrahlte Licht wird durch diese Einschlüsse oder Strukturen umgelenkt bzw. gestreut und kann so durch eine Lichtabstrahlfläche der Natursteinplatte nach außen gelangen. Konkret kann es sich um eine Platte aus Salzstein handeln. Weitere Beispiele für die Natursteinplatte sind Calcit, Bernstein, Onyx Alabaster und Gangquarze.
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Die Natursteinplatte weist mindestens eine parallel zur Haupterstreckungsebene orientierte Oberfläche auf, welche die Lichtabstrahlfläche für das von den Leuchtmitteln emittierte Licht bildet. Im Sinne der Erfindung bedeutet die „parallele Orientierung“ nicht, dass die Oberfläche exakt parallel zu der Haupterstreckungsebene orientiert sein muss. Vielmehr ist die Orientierung im Wesentlichen oder (z. B. aufgrund einer natürlichen Oberflächenstruktur der Natursteinplatte) im Mittel oder zumindest über überwiegende Abschnitte im Wesentlichen oder im Mittel parallel zu der Haupterstreckungsebene.
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Das von den Leuchtmitteln emittierte Licht wird - anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Leuchten - nicht oder zumindest nicht ausschließlich von einer Rückseite in die Natursteinplatte eingestrahlt. Vielmehr sind die Leuchtmittel so ausgebildet und/oder angeordnet, dass das Licht von der Seite her durch eine umlaufende Kante der Natursteinplatte in diese eingekoppelt wird. Die Kante ist dabei geneigt zu der Lichtabstrahlfläche orientiert und bildet den Rand der Natursteinplatte. Insbesondere kann die Kante quer oder im Wesentlichen quer zu der Lichtabstrahfläche orientiert sein. D. h. erfindungsgemäß ist die Lichteinkopplungsrichtung geneigt zu der Lichtabstrahlfläche orientiert, so dass das Licht geneigt zu der Lichtabstrahlfläche in die Natursteinplatte eingestrahlt wird. Die Lichteinkopplungsrichtung fällt somit nicht mit der Richtung zusammen, in der das Licht abgestrahlt wird. Vielmehr findet innerhalb der Natursteinplatte eine Umlenkung des eingekoppelten Lichts statt. Die Lichtumlenkung kann innerhalb der Natursteinplatte durch deren natürliche Strukturen erfolgen. Es kann sich dabei um eine gerichtete Umlenkung an brechenden oder reflektierenden Strukturen handeln oder aber um eine ungerichtete Umlenkung z. B. an streuenden Strukturen. Die Natursteinplatte wird damit nicht - oder zumindest lediglich ergänzend - von ihrer Rückseite her hinterleuchtet, sondern das Licht wird seitlich eingekoppelt und durch die Umlenkung und Streuung an den natürlichen Strukturen in Lichtabstrahlrichtung durch die Lichtabstrahlfläche in die Umgebung abgestrahlt. Die Leuchtmittel selbst sind durch diese Anordnung für einen Betrachter nicht direkt sichtbar. Entsprechend wird das erzeugte Leuchtbild nicht in erster Linie durch die Leuchtmittel selbst bestimmt. Vielmehr lässt sich durch die erfindungsgemäße seitliche Einkopplung des Lichts durch die Kante eine besonders effiziente und gleichzeitig besonders homogene Ausleuchtung der Natursteinplatte erreichen, wodurch die Struktur der Natursteinplatte besonders gut zur Geltung kommt.
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Die Kante kann im Wesentlichen plan sein, wobei das Licht im Wesentlichen senkrecht auf die Kante fällt und so in die Natursteinplatte eingekoppelt wird. Die Kante kann aber auch eine Oberflächenstruktur aufweisen und/oder abgerundet sein. Ggf. kann so auch ein Streueffekt bzw. Linseneffekt erreicht werden, der Einfluss auf die Lichteinkopplung und/oder Lichtführung hat.
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Die Natursteinplatte kann eine beliebige Form aufweisen. Z. B. kann sie rechteckig oder vieleckig oder rund oder oval ausgebildet sein. Statt einer Natursteinplatte können auch mehrere Natursteinplatten vorgesehen sein. Diese können z. B. gezielt in einem Abstand zueinander angeordnet sein, wobei für jede Natursteinplatte mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind. Sie können aber auch mit möglichst geringem Abstand nebeneinander und optional mit einem spaltfüllenden optisch leitfähigem Kit angeordnet sein, wobei das Licht der Leuchtmittel mehrere Natursteinplatten durchstrahlt.
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Die Ausleuchtung der Natursteinplatte hängt u. a. von der Lichtstärke des Leuchtmittels sowie von der Anzahl und Anordnung der Leuchtmittel ab. Für eine gute und homogene Ausleuchtung sollten daher die Größe der Natursteinplatte und die Anzahl und Anordnung der verwendeten Leuchtmittel aufeinander abgestimmt sein. Grundsätzlich gilt, dass die Ausleuchtung der Natursteinplatte umso homogener wird, je mehr Leuchtmittel eingesetzt werden und je geringer der Abstand der Punkte der Lichteinkopplung in die Natursteinplatte ist. Verwendet man gängige LEDs als Leuchtmittel kann man beispielsweise mit einem Leuchtmittel einen Bereich einer Natursteinplatte gut ausleuchten bis zu einem Abstand von ca. 10 cm von dem Punkt der Lichteinkopplung.
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Das Leuchtmittel kann auf verschiedene Weisen relativ zu der Kante so angeordnet sein, dass das emittierte Licht durch die Kante in die Natursteinplatte gelangen kann. Für eine besonders kompakte Ausgestaltung und effiziente Lichteinkopplung ist das Leuchtmittel unmittelbar an der Kante angeordnet. Insbesondere können mehrere Leuchtmittel an der Kante angeordnet sein. Erfindungsgemäß sind diese an gegenüberliegenden Kantenabschnitten angeordnet. Sie können auch umlaufend um die gesamte Kante angeordnet sein. Die Leuchtmittel können auch von der Kante entfernt angeordnet sein, wobei das emittierte Licht mit Hilfe von optischen Elementen wie einem Lichtleiter und/oder reflektiven Elementen in Richtung der Kante geleitet bzw. umgelenkt wird.
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Für eine besonders einfache und effiziente Bauweise kann das emittierte Licht direkt durch die Kante in die Natursteinplatte eingekoppelt werden. Es kann jedoch auch bereits vor der Einkopplung des emittierten Lichts in die Natursteinplatte eine Homogenisierung der Lichteinstrahlung erfolgen. Dazu kann z. B. ein optischer Diffusor vorgesehen sein, den das von den Leuchtmitteln emittierte Licht durchläuft, bevor es durch die Kante in die Natursteinplatte eingekoppelt wird. So stechen die einzelnen Punkte der Lichteinkopplung für einen Betrachter noch weniger hervor. Vielmehr kann das Licht so nahezu gleichmäßig über die Kante eingekoppelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Leuchte einen Rahmen auf, durch den die Natursteinplatte im Bereich der Kante eingefasst ist. Die Leuchtmittel können dabei in einer Aufnahme, insbesondere einer Vertiefung z. B. in Form einer Nut in dem Rahmen aufgenommen sein. So sind die Leuchtmittel für einen Betrachter nicht direkt von außen sichtbar. Auch die Stellen der direkten Lichteinkopplung in die Natursteinplatte können durch den Rahmen kaschiert werden. Gleichzeitig sind die Leuchtmittel und auch die Kante der Natursteinplatte durch den Rahmen vor der Umgebung geschützt. In der Aufnahme in dem Rahmen kann auch ein optional vorgesehener Diffusor angeordnet sein, den das emittierte Licht passiert, bevor es durch die Kante in die Natursteinplatte einkoppelt wird. Der Diffusor kann gleichzeitig als Abstandhalter zwischen dem Leuchtmittel und der Natursteinplatte fungieren. Generell kann ein Abstandshalter sicherstellen, dass die Leuchtmittel nicht in direktem Kontakt mit der Natursteinplatte sind. So können die Leuchtmittel z. B. geschützt werden, falls der Stein trotz Versiegelung nass werden sollte oder anderweitig Wasser eintritt. Die Leuchtmittel können direkt an der Kante oder dem Rahmen befestigt sein. Z. B. können die Leuchtmittel dazu vollfächig oder punktuell an der Kante oder dem Rahmen festgeklebt oder anderweitig befestigt sein. Es kann aber auch ausreichend sein, wenn die Leuchtmittel zwischen dem Rahmen und der Kante klemmend erfasst oder auch mehr oder weniger lose eingelegt werden, z. B. in Form eines Sandwichaufbaus. Es kann aber auch eine anderweitige Fixierung vorgesehen sein. Z. B. kann ein LED-Streifen mittels eines doppelseitigen Klebebands an der Natursteinplatte fixiert werden. Ein möglichst guter Kontakt zwischen den Leuchtmitteln und der Natursteinplatte kann einerseits gut sein für eine sichere Lichteinkopplung. Andererseits kann die Natursteinplatte durch einen festen Kontakt zwischen den Leuchtmitteln und der Natursteinplatte auch als eine Art Kühlkörper für die Leuchtmittel dienen, wodurch sich die Lebensdauer der Leuchtmittel erhöhen lässt. Hierzu kann ein Klebeband verwendet werden, welches sich durch besonders gute Wärmeleiteigenschaften auszeichnet.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung der Leuchtmittel in einer Aufnahme des Rahmens kann die Natursteinplatte im Bereich der Kante eine Vertiefung z. B. in Form einer Nut aufweisen. Die Leuchtmittel können bei dieser Ausgestaltung in dieser Vertiefung aufgenommen sein. Je nach Ausgestaltung der Vertiefung kann diese eine optische Funktion haben und z. B. als eine Art Linse wirken.
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Durch die der Lichtabstrahlfläche gegenüberliegende Oberfläche der Natursteinplatte kann eine weitere Lichtabstrahlfläche gebildet sein, durch die das von den Leuchtmitteln emittierte Licht abgestrahlt wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Licht von der Natursteinplatte somit in zwei Richtungen abgestrahlt. Insbesondere kann in beide Richtungen in etwa gleich viel Licht abgestrahlt werden. Indem die Natursteinplatte rückseitig nicht durch eine opake Rückwand verschlossen ist, sondern das Licht beidseitig abgestrahlt wird, kann das von den Leuchtmitteln bereitgestellte Licht besonders effizient genutzt werden. Für einen Betrachter kann sich so auch ein besonderer Haloeffekt ergeben, wenn die Leuchte z. B. in der Nähe einer weißen Wand aufgestellt ist. Das rückseitig abgestrahlte Licht beleuchtet die Wand und sorgt für eine dem direkt erzeugten Leuchtbild korrespondierende Hintergrundbeleuchtung als eine Art Ambilight oder Backlighting.
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Wie voranstehend erläutert, weist die Leuchte mehrere Leuchtmittel auf, die z. B. umlaufend an der Kante angeordnet sind. Die mehreren Leuchtmittel können insbesondere in Form eines LED-Streifens ausgebildet sein. Konkret kann es sich um einzeln adressierbare LEDs handeln, die umlaufend an der umlaufenden Kante der Natursteinplatte angeordnet sind. Für eine Natursteinplatte mit den Abmessungen 20 cm x 10 cm können z. B. 60 bis 86 LEDs ausreichend sein für eine homogene Ausleuchtung. Im Vergleich dazu benötigt man für die aus dem Stand der Technik bekannte Hinterleuchtung für eine Natursteinplatte dieser Größe mindestens 128 LEDs, die in einem Abstand von 2 cm zu dieser angeordnet sind, um eine weitgehend homogene Hinterleuchtung zu erreichen.
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Um Farbeffekte erzielen zu können, können Leuchtmittel mit verschiedenen oder steuerbaren spektralem Emissionsverhalten eingesetzt werden. Z. B. können RGB-LEDs oder RGBW-LEDs eingesetzt sein. Wenn die Leuchtmittel einzeln ansteuerbar sind, kann so an unterschiedlichen Punkten der Kante unterschiedlich farbiges Licht und/oder Licht mit verschiedener Intensität eingekoppelt werden. Dabei kann die Farbe und/oder Intensität jedes einzelnen Leuchtmittels zeitlich variieren. Wenn sich die Farbe und/oder Intensität nur langsam mit der Zeit ändern, kann eine Art Morpheffekt erzielt werden, bei dem die Übergänge zwischen verschiedenen Lichtbildern so fließend und langsam sind, dass ein Betrachter sie kaum wahrnehmen kann. Dadurch wirkt die Leuchte in gewisser Weise hypnotisch und beruhigend, womit sie sich z. B. insbesondere auch für den Einsatz zu therapeutischen Zwecken eignet.
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Um die Leuchtmittel steuern zu können, ist gemäß einer Ausführungsform eine entsprechende Steuereinheit vorgesehen. Baulich kann die Steuereinheit unmittelbar in den Rahmen integriert sein, z. B. im Bereich der Standfläche. Die Steuereinheit erzeugt abhängig von verschiedenen Parametern ein Steuersignal, mit dem sich z. B. die Farbe und/oder Helligkeit der Leuchtmittel steuern lässt. Wenn mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind, kann für jedes Leuchtmittel ein eigenes Steuersignal ausgegeben werden. Alternativ kann das ausgegebene Steuersignal adressierte Informationen für jedes einzelne Leuchtmittel enthalten, welche bei dem entsprechenden Leuchtmittel herausgefiltert werden. Um kaum merkbare Übergänge zu ermöglichen, sind Steuersignale mit einer Taktung von mindestens 30 frames pro Sekunde wünschenswert. Die Steuerung jedes Leuchtmittels oder einer Gruppe von Leuchtmitteln kann abhängig sein von einem oder mehreren der folgenden Parametern:
- - Absolute Zeit: Z. B. kann jedes Leuchtmittel zu einer bestimmten absoluten Zeit aktiviert werden, so dass Licht emittiert wird, z. B. bei Eintritt der Dämmerung oder zur Realisierung einer Weck- oder Einschlaffunktion.
- - Relative Zeit: Durch die Steuerung in Abhängigkeit von einer relativen Zeit, d. h. einer Zeitspanne, kann z. B. Einfluss genommen werden auf die Geschwindigkeit von Effektwechseln, wie einem Farbwechsel oder einem Wechsel in der Helligkeit.
- - Signal eines Audio- und/oder Lichtsensors: Bei dem jeweiligen Sensor kann es sich um einen externen Sensor oder einen in die Leuchte integrierten Sensor handeln. Bei der Verwendung des Signals eines Audiosensors kann die Steuerung der Lichtemission in Abhängigkeit von Tönen in der Umgebung erfolgen. Das Lichtbild kann sich sozusagen entsprechend einem Musikstück laufend in Echtzeit verändern. Dazu können z. B. Frequenzbereiche und/oder die Lautstärke oder auch einzelne Tonlagen analysiert und das Lichtbild entsprechend geändert werden. Bei der Verwendung des Signals eines Lichtsensors kann die Lichtemission automatisiert aktiviert oder deaktiviert werden, insbesondere wenn die Umgebungshelligkeit einen vorgegebenen Schwellwert unter- bzw. überschreitet. Auch kann die Lichtfarbe der Umgebung angepasst werden.
- - Zeitabhängige Zufallsgröße: Durch eine zeitabhängige Zufallsgröße kann ein sich ständig veränderndes Leuchtbild erzeugt werden.
- - Steuersignal für ein zu dem Leuchtmittel benachbart angeordnetes Leuchtmittel: Wenn die Steuersignale benachbarter Leuchtmittel in einem Abhängigkeitsverhältnis stehen, können z. B. sanfte Lichtwechsel erzeugt werden. Es kann auch zu einer Vereinfachung der Steuerung beitragen, wenn ein Steuersignal direkt kopiert werden kann für ein Steuersignal eines benachbarten Leuchtmittels oder lediglich eine einfache Modifikation erforderlich ist. Die mehreren Leuchten können dazu z. B. per WiFi oder Bluetooth zu einem Mesh-Netzwerk verbunden sein.
- - Steuersignal für eine weitere Leuchte, die mit der Leuchte in Kommunikationsverbindung steht: Auf diese Weise kann eine Kopplung der Leuchte mit einer weiteren Leuchte erreicht werden. Das System ist somit auf einfache Weise erweiterbar, wobei die erzeugten Leuchtbilder aufeinander abgestimmt sind. Für die Kommunikation der Leuchte und der weiteren Leuchte sind gängige Verfahren möglich, z. B. eine kabelgebundenen Verbindung, eine (drahtlose) Netzwerkverbindung, Bluetooth, NFC etc.
- - Signal eines Bewegungsmelders, eines infrarotbasierten Sensors und/oder eines Gestensensors: Der Bewegungsmelder bzw. jeweilige Sensor kann extern zu der Leuchte angeordnet sein oder es kann sich um eine in die Leuchte integrierten Bewegungsmelder bzw. Sensor handeln. Die Leuchte kann so z. B. abhängig davon aktiviert werden, ob Bewegungen im Umfeld erkannt werden. Auch kann das genaue Leuchtbild bzw. ein Betriebsmodus auf besonders intuitive Weise durch Gesten gesteuert werden.
- - Steuersignal einer externen Lichtsteuereinheit: Gerade wenn im häuslichen Umfeld (oder auch in einem anderen Umfeld, in dem die Leuchte zum Einsatz kommt) bereits andere Lichtsteuereinheiten zum Einsatz kommen, können diese auch für die Steuerung der Leuchte genutzt werden. Solche externen Lichtsteuereinheiten können sogenannte Lightingkonsolen oder Systeme mit entsprechender Lightingsoftware, Systeme mit Hausautomatisierungsoftware, Wandschalter oder ähnliches sein.
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Um den Betriebsmodus der Steuereinheit und somit der Leuchte wählen zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Insbesondere lassen sich diese unterteilen in drahtlose und drahtgebundene Schnittstellen. Bevorzugt ist die Leuchte dabei so ausgebildet, dass sich der Betriebsmodus wahlweise durch eine drahtlose Schnittstelle und durch eine drahtgebundene Schnittstelle einstellen lässt. Beispiele für drahtgebundene Schnittstellen sind ein Drehregler oder Schalter. Beispiele für drahtlose Schnittstellen sind WLAN, Bluetooth, NFC etc. Über diese Schnittstellen kann z. B. ein Ein- und Ausschalten der Leuchte erfolgen. Die Leuchte kann dabei auch nach Nutzerwünschen gedimmt werden oder es können Farbwechsel, Effektwechsel und die entsprechenden Geschwindigkeiten dafür eingestellt werden. Eine entsprechende Steuerung kann z. B. mittels einer App auf einem Smartphone, Tablet oder auf dem PC erfolgen. Ferner kann die Leuchte ein berührungsloses Bedienelement umfassen, mit dem der Betriebsmodus der Steuereinheit eingestellt werden kann. Z. B. können dazu in dem Rahmen ein oder mehrere kapazitive oder resistive Berührungssensoren vorgesehen sein.
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Die Energieversorgung der Leuchte und insbesondere des mindestens einen Leuchtmittels und der Steuereinheit erfolgt über eine Energieversorgungseinheit. Die Energieversorgungseinheit kann klassisch eine Schnittstelle für eine externe Energieversorgung und insbesondere ein Kabel aufweisen, um die Leuchte mit elektrischer Energie zu versorgen. Um die Leuchte möglichst flexibel einsetzen zu können, kann die Leuchte alternativ oder zusätzlich über einen integrierten Energiespeicher verfügen. D. h. die Leuchte ist gemäß dieser Ausführungsform auch unabhängig von einer externen Energieversorgung betreibbar. Die Energieversorgungseinheit und der Energiespeicher können z. B. in den Rahmen oder einen Sockel der Leuchte integriert sein. Bevorzugt ist ein Betrieb wahlweise über die Schnittstelle für die externe Energieversorgung oder über den integrierten Energiespeicher möglich, so dass situationsabhängig von dem einen Betrieb zu dem anderen gewechselt werden kann. Bei dem in die Leuchte integrierten Energiespeicher kann es sich insbesondere um einen aufladbaren Akku handeln. Z. B. kann es sich um einen oder mehrere Akkus handeln, der/die - wenn er/sie mit einer externen Energieversorgung verbunden ist/sind - ein gleichzeitiges Laden und Betreiben der elektrischen Bauteile der Leuchte ermöglicht/ermöglichen. Um den Ladezustand für einen Nutzer sichtbar zu machen, kann eine Anzeige zum Anzeigen des Ladezustands des Energiespeichers vorgesehen sein. Ferner können von einem Signalgeber Warntöne oder optische oder sonstige Signale bei einem geringen Ladezustand ausgegeben werden. Dazu können auch die Leuchtmittel der Leuchte genutzt werden. Z. B. können die Leuchtmittel an einer Seite den Ladezustand anzeigen, während die Leuchtmittel an der anderen Seite der Natursteinplatte die Stärke des WLAN-Signals visualisieren.
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Dadurch dass die Versorgungsspannung üblicherweise lediglich 5V beträgt wird die allgemeine Sicherheit erhöht. Außerdem sind 5V ein Standard für USB, so dass quasi jede Stromquelle mit USB genutzt werden kann (Phone Charger, Powerbank etc.).
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Da insgesamt weniger Leuchtmittel erforderlich sind für eine homogene Ausleuchtung als beispielsweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten Leuchten mit Hinterleuchtung, ergibt sich insgesamt ein geringerer Energieverbrauch und damit eine längere Laufzeit, die im Akkubetrieb möglich ist. Zusätzlich können auch verbrauchsärmere Leuchtmittel eingesetzt werden, wie z. B. sogenannte miniLEDs, wodurch die Laufzeit noch einmal verlängert werden kann.
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Die Natursteinplatte kann zumindest an ihren zu der Umgebung hin offenen Oberflächen versiegelt oder beschichtet sein. Für einen besonders guten Schutz kann die Natursteinplatte rundum versiegelt oder beschichtet sein. Insbesondere kann es sich um eine schmutz- und/oder wasserabweisende Versiegelung oder Antireflexionsbeschichtung handeln. So kann ein wirksamer Schutz der Natursteinplatte und insbesondere deren zur Umgebung hin exponierten Oberfläche vor Einflüssen von außen gewährleistet werden. Wenn es sich um bei der Natursteinplatte um eine Salzsteinplatte handelt, kann mit der Beschichtung z. B. ein Schutz gegenüber an der Oberfläche entstehender Feuchtigkeit erreicht werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Die in den Ansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Begriffs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Leuchtmittel die Rede ist, so ist dies so zu verstehen, dass genau ein Leuchtmittel, zwei Leuchtmittel oder mehrere Leuchtmittel vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Ansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Ansprüche leichter verständlich zu machen.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte;
- 2 eine Seitenansicht der Leuchte gemäß 1;
- 3 eine Variante der seitlichen Lichteinkopplung in eine Natursteinplatte einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Seitenansicht;
- 4 eine Variante der seitlichen Lichteinkopplung in eine Natursteinplatte einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Seitenansicht;
- 5 ein Schema zur Steuerung und elektrischen Versorgung einer erfindungsgemäßen Leuchte;
- 6 eine Variante einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Seitenansicht.
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1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Leuchte 1, wobei einige nach außen nicht sichtbare Bauteile der Leuchte 1 durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Die Leuchte 1 umfasst eine Natursteinplatte 2, welche durch einen Rahmen 3 mit integrierten Sockel 4 umlaufend eingefasst und gehalten ist. Dazu ragt die Natursteinplatte 2 mit einem Randbereich 5 in eine in dem Rahmen 3 vorgesehene umlaufende Aufnahme hinein, wobei die Aufnahme in 1 nicht näher dargestellt ist.
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In der Aufnahme in dem Rahmen 3 ist ein Leuchtmittel 6 angeordnet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Leuchte 1 handelt es sich bei dem Leuchtmittel 6 um einen LED-Streifen 7, der umlaufend in der Aufnahme aufgenommen ist.
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In dem Sockel 4 ist eine Steuereinheit 8 vorgesehen zum Steuern des Leuchtmittels 6. Ferner ist in dem Sockel 4 ein Bedienelement 9 vorgesehen, mit dem ein Nutzer die Leuchte 1 manuell bedienen kann. Z. B. kann ein Nutzer die Leuchte 1 über das Bedienelemente 9 einschalten, wobei durch die Steuereinheit 8 gesteuert das Leuchtmittel 6 zur Emission von Licht aktiviert wird. Ferner kann sich ein Nutzer mit Hilfe des Bedienelements 9 durch ein umfassendes Bedienmenü navigieren, um weitere Parameter für den gewünschten Betriebsmodus vorzugeben. Z. B. kann die Farbe und Helligkeit des Lichts angepasst werden, es können zufallsgesteuerte Farbwechsel und deren Schnelligkeit vorgegeben werden, es kann eine Weckfunktion aktiviert werden, bei der die Leuchte 1 zu einem vorgegebenen absoluten Zeitpunkt eingeschaltet wird, und vieles mehr.
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Zusätzlich kann die Steuereinheit 8 über eine nicht näher dargestellte drahtlose Schnittstelle verfügen, so dass der Nutzer die Leuchte 1 zumindest auch auf andere Weise bedienen kann, z. B. über Bluetooth oder WLAN mit seinem Smartphone oder einer externen Lichtsteuerungseinheit.
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In 2 ist in einer Seitenansicht der Leuchte 1 näher dargestellt, wie das von dem Leuchtmittel 6 emittierte Licht durch die Natursteinplatte 2 in die Umgebung abgestrahlt wird. Wie in 2 gezeigt, ist der LED-Streifen 7 so angeordnet und ausgerichtet, dass das von den einzelnen LEDs emittierte Licht in Lichteinstrahlrichtung 10 der innenliegend angeordneten Natursteinplatte 2 abgestrahlt wird. Das Licht wird dabei durch eine seitliche Kante 11 der Natursteinplatte 2 in diese eingekoppelt und propagiert in der Natursteinplatte 2 zunächst im Wesentlichen in Richtung ihrer Haupterstreckungsebene. Anders ausgedrückt wird das Licht von der Seite her in lateraler Richtung der Natursteinplatte 2 in diese eingekoppelt. Da die Kante 11 im Wesentlichen quer zu der Lichteinstrahlrichtung 10 orientiert ist, spielen Reflexionsverluste beim Eintritt des Lichts durch die Kante 11 lediglich eine untergeordnete Rolle.
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Die Natursteinplatte 2 umfasst eine natürliche Struktur mit Einschlüssen, Bruchstellen und Bereichen, die sich z. B. durch unterschiedliche Zusammensetzungen entsprechend unterschiedlichen optischen Eigenschaften auszeichnen. Entsprechend wird das eingekoppelte Licht an diesen Strukturen gebrochen, reflektiert, gestreut oder anderweitig umgelenkt. Zu wesentlichen Teilen wird es dabei in Lichtabstrahlrichtung 12 durch die einander gegenüberliegenden Oberflächen 13 der Natursteinplatte 2 abgestrahlt, welche somit als Lichtabstrahlflächen fungieren. Die Oberflächen 13 sind dabei im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene und im Wesentlichen quer zu der Kante 11 orientiert sind. Die Lichtabstrahlrichtung 12 ist entsprechend im Wesentlichen quer zu der Lichteinstrahlrichtung 10, in jedem Fall aber geneigt dazu, orientiert. D. h. das Licht wird nicht direkt von dem Leuchtmittel 6 in Richtung eines Betrachters emittiert. Vielmehr wird es erst durch die natürlichen Strukturen in der Natursteinplatte 2 in Richtung des Betrachters umgelenkt. Entsprechend blickt der Betrachter nicht direkt auf das Leuchtmittel 6. Dadurch werden die Strukturen der Natursteinplatte 2 deutlich hervorgehoben und das von dem Leuchtmittel 6 selbst erzeugte Leuchtbild tritt demgegenüber deutlich in den Hintergrund. Insgesamt kann so eine homogene Durchleuchtung der Natursteinplatte 2 erreicht werden, die die Strukturen der Natursteinplatte 2 deutlich hervortreten lässt.
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In den 3 und 4 sind beispielhaft zwei Varianten der Lichteinkopplung in die Natursteinplatte 2 näher dargestellt. Der Rahmen 3 ist dazu in beiden Fällen mit einer Aufnahme 14 in Form einer Nut versehen, in der das Leuchtmittel 6 in Form des LED-Streifens 7 aufgenommen ist. Z. B. kann der LED-Streifen 7 durch Kleben in der Nut an dem Rahmen 3 befestigt sein. Bei den beiden in 3 und 4 dargestellten Varianten ist ein optisches Diffusorelement 15 vorgesehen, durch das das emittierte Licht propagiert, bevor es durch die Kante 11 in die Natursteinplatte 2 eingekoppelt wird. Durch das Diffusorelement 15 wird eine Streuung des Lichts von den einzelnen LEDs des LED-Streifens und somit eine Homogenisierung des Lichts erreicht, bevor es in die Natursteinplatte eingekoppelt wird. So wird das erzeugte Leuchtbild noch weniger von den einzelnen punktartigen Lichtquellen geprägt, von denen die Natursteinplatte 2 durchleuchtet wird.
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Bei der in 3 dargestellten Variante der Lichteinkopplung ist die Aufnahme 14 stufenartig ausgebildet, wobei ein Absatz 16 zwischen einem Abschnitt 17, in dem das Leuchtmittel 6 und das Diffusorelement 15 aufgenommen sind, und einem Abschnitt 18 für die Natursteinplatte 2, als eine Art Anschlag für die Natursteinplatte 2 dient. So kann ein bevorzugter Abstand zwischen dem Leuchtmittel 6 und der Kante 11 der Natursteinplatte 2 erreicht und sicher eingehalten werden, wie es für eine optimale Lichteinkopplung erforderlich ist.
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Bei der in 4 dargestellten Variante umfasst die Aufnahme 14 ebenfalls zwei Abschnitte 17 und 18: In dem Abschnitt 17 sind die Leuchtmittel 6 und der Diffusor 15 aufgenommen, während im Abschnitt 18 die Natursteinplatte 2 angeordnet ist. Die beiden Abschnitte 17 und 18 sind durch einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 19 miteinander verbunden. Um eine noch höhere Lichtausbeute zu erreichen, ist eine den Abschnitt 19 verjüngende Wandung mit einer reflektierenden Beschichtung 20 versehen.
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In 5 ist eine mögliche Steuerung und Energieversorgung der Leuchte 1 schematisch dargestellt. Demnach umfasst die Leuchte 1 eine Energieversorgungseinheit, welche einen Akku 21, eine Ladeelektronik 22 und eine zugeordnete Schnittstelle 23 aufweist. Der Akku 21 kann z. B. ein Lithium-Ionen-Akku sein und die Schnittstelle 23 kann z. B. als eine universelle USB-C-Schnittstelle ausgebildet sein. Die Ladeelektronik 22 kann so ausgestaltet sein, dass die Leuchte 1 wahlweise direkt über die Schnittstelle 23 von einer externen Energieversorgung oder über den Akku 21 mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Der Akku 21 kann dabei, wenn über die Schnittstelle 23 von extern elektrische Energie zugeführt wird auch gleichzeitig geladen werden.
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Um die Leuchte 1 Ein- und Ausschalten zu können, gibt es einen Schalter 24. Abhängig von der Schaltstellung wird ein entsprechendes Steuersignal an die Ladeelektronik 22 ausgegeben und darüber letztlich die elektrische Versorgung des Leuchtmittels 6 und der Steuereinheit 8 gesteuert.
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Kernelement der Steuerung ist die Steuereinheit 8, welche die entsprechenden Steuersignale für das Leuchtmittel 6 (hier die einzelnen LEDs des LED-Streifens 7) erzeugt und an eine Schnittstelle 25, z. B. einen JST-Konnektor, und so das Leuchtmittel 6 übermittelt. Die Steuersignale werden auf Basis verschiedener Eingangsparameter ermittelt. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind z. B. ein Audiosensor 26 und ein Drehregler 27 vorgesehen, deren Signale der Steuereinheit 8 zugeführt werden. Durch das Signal des Audiosensors 26 kann die Steuerung des Leuchtmittels 6 und somit das Erscheinungsbild der Leuchte 1 entsprechend einem Musikstück oder mündlichen Befehlen gesteuert werden. Mit dem Drehregler 27 wird eine manuelle Navigation durch ein u. U. mehrstufiges Steuermenü ermöglicht, wobei z. B. Farb- und Intensitätswechsel oder anderweitige Vorgaben ausgewählt werden könne. Um einem Nutzer die Bedienung zu erleichtern, kann dabei z. B. auf einem in die Leuchte 1 integrierten Display das Steuermenü angezeigt werden. Über das Display können auch weitere Parameter für den Betrieb der Leuchte 1 angegeben werden, wie z. B. der Ladezustand des Akkus 21.
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In 6 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Leuchte 1 gezeigt, bei der die Natursteinplatte 2 nicht vollständig umlaufend durch einen Rahmen eingefasst ist. Vielmehr ist die Natursteinplatte 2 nur mit ihrer unteren Kante 11 in den Rahmen 3 eingesetzt, der auch als eine Art Standfuß dient. In dem Rahmen 3 sind auch weitere Komponenten der Leuchte 1, insbesondere die wesentlichen optischen und elektronischen Komponenten aufgenommen. Der Rahmen 3 umfasst eine Grundplatte 28, die unterseitig z. B. mit einem Filz beklebt sein kann. Von der Grundplatte 28 ragen eine erste Frontplatte 29 und eine zweite Frontplatte 29 ab. So wird insgesamt eine Aufnahme 14 für die optischen und elektronischen Komponenten, u. a. das Leuchtmittel 6 in Form eines LED-Streifens 7, geschaffen. Der Filz kann dabei als Verbindungsmittel zwischen der Grundplatte 28 und den Frontplatten 29 dienen, indem die Platten 28, 29 jeweils auf den Filz geklebt sind. Insbesondere kann durch ein einfaches Lösen des Filzes die Grundplatte 28 entfernt werden, um z. B. Teile wie Akkus tauschen und/oder zu Reparaturzwecken die LED-Streifen 7 zu entfernen. Die Verbindung der Grund- und Frontplatten 28, 29 kann aber auch auf beliebige andere Weise gelöst sein, z. B. durch Verschraubungen o. ä.
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In der Aufnahme 14 befindet sich nahe der Grundplatte eine Batterie oder ein Akku 21 für die elektrische Versorgung der Leuchte 1. Oberhalb davon ist eine Hauptleiterplatte 30 angeordnet mit den wesentlichen Komponenten für die Steuer- und Regelelektronik der Leuchte 1. Konkret kann darauf ein Microcontroller 31, z. B. des Typs ESP32, angeordnet sein. Für das Wärmemanagement kann der Microcontroller 31 mit einem Kühlkörper 32, z. B. auf Basis von Aluminium, verbunden sein, wobei für eine besonders gute thermische Anbindung eine Wärmeleitpaste zwischen dem Microcontroller 31 und dem Kühlkörper 32 vorgesehen sein kann. Oberhalb der Hauptleiterplatte 30 ist bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Leiterplatte 33 für den LED-Streifen 7 angeordnet. Das Licht des LED-Streifens 7 wird dabei in Richtung der oberhalb der Leiterplatte 33 angeordneten Natursteinplatte 2 emittiert und strahlt in diese hinein und wird an den in der Natursteinplatte 2 vorhandenen Strukturen gestreut bzw. umgelenkt. Der LED-Streifen 7 und die Natursteinplatte 2 sind in einem Abstand zueinander angeordnet. Als eine Art Abstandshalter dienen dabei Kupfer-/Aluprofile 34, welche gegenüberliegend jeweils im Bereich der gegenüberliegenden Frontplatten 29 positioniert sind. Die Kupfer-/Aluprofile 34 dienen nicht nur als Abstandshalter, sondern insbesondere als Wärmeleitelement für die Leiterplatte 33. Die Wärme wird dabei von der Leiterplatte 33 zu der Natursteinplatte 22 abgeführt. Für eine optimierte thermische Anbindung kann zwischen der Leiterplatte 33 und dem Kupfer-/Aluprofil 34 und/oder zwischen dem Kupfer-/Aluprofil 34 und der Natursteinplatte 2 Wärmeleitpaste 35 vorgesehen sein.
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Gemäß weiteren Varianten des in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels kann statt eines LED-Streifens 7 zumindest noch ein weiterer LED-Streifen auf der Leiterplatte 33 angeordnet sein. Auch kann zwischen dem bzw. den LED-Streifen 33 und der Natursteinplatte 2 ein Diffusor angeordnet sein zur Homogenisierung des in die Natursteinplatte 2 eingestrahlten Lichts. Davon abgesehen sind weitere Varianten möglich, insbesondere gemäß den anderen dargestellten Ausführungsbeispielen und Varianten der erfindungsgemäßen Leuchte 1.
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Durch die Kombination von High-Density-LEDs (120-144 LEDs / Meter) und einem pre-Diffusor, der in dem Rahmen seitlich eingelassen ist, sieht man die einzelnen LEDs nicht mehr. Dadurch entsteht eine gewisse „Magie“, da die eigentliche Lichtquelle nicht gesehen wird, sondern nur der beleuchtete Naturstein. Zudem entsteht so eine nahezu perfekte (homogene) Ausleuchtung dessen. Dadurch dass das Licht durch zwei gegenüberliegende Lichtabstrahlflächen emittiert werden kann, erzeugt es (wenn es vor einer weißen Wand steht) ein „Halo“.
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Mögliche Anwendungen bzw. Betriebsmodi der Leuchte können wie folgt sein:
- • Chillout-Licht (Entspannung, selbsthypnotisierend, Lichtbad, Meditation, Taglicht, Feierabendlicht, Nachtlicht, Lagerfeuer)
- • Partylicht, Tanzstein/Totem
- • Leuchte zur Erzeugung eines umfassenden Umgebungslichts (z. B. mit einer zentralen Leuchte, zwei frontalen Leuchten und zwei bis vier Umgebungsleuchten)
- • Leuchte für Pflanzen, ein Terrarium oder Aquarium oder für einen Schaukasten
- • Balkon-, Terrassen- oder Gartenlicht
- • Kontroll-/Anzeigeleuchte, z. B. in Zusammenhang mit Smarthome-Anwendungen
- • Baby-/Kinderlicht
- • Bar-, Club- oder Lounge-Licht
- • Licht für Foyers
- • Licht für Wartezimmer (z. B. beim Arzt, Therapeuten oder in der Work-Life-Balance-Branche)
- • Licht für Spas oder in der Wellnessbranche
- • Licht für Hotels
- • Licht für Geschäfte im Allgemeinen oder um Gegenstände besonders in Szene zu setzen
- • Licht für Schaufenster
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Weitere optionale Merkmale sind:
- • Integration eines infrarotbasierten Moduls für eine berührungslose Steuerung durch Gesten
- • Steuerung der Leuchte durch ein integriertes oder mit der Leuchte kommunizerendes Touchpad
- • Verwendung von einschiebbaren transluzenten Prismascheiben zur Lichtstreuung an der Rückseite
- • Verwendung von einschiebbaren opaken Scheiben mit Mustern oder Schriftzügen an der Rückseite
- • Die Leuchte kann eine Wandaufhängung umfassen.
- • Es kann eine Ladeschale vorgesehen bzw. integriert sein.
- • Es kann ein PD/QC-Anschluss vorgesehen sein um die Leuchte schnellladefähig zu machen und die Stromstärke zu erhöhen.
- • Die Leuchte kann insgesamt Outdoortauglichkeit aufweisen durch IP Zertifizierung (IP65, IP67, IPX).
- • Erweiterung der drahtlosen Schnittstellen um Protokolle wie ZigBee, Bluetooth Low Energy (BLE), Fastcon BLE, Thread.
- • Steuerung der Leuchte mittels Fernbedienungen von Drittherstellern.
- • Erweiterung um einen Bluetooth-Audio-Receiver zur Echtzeitvisualisierung von mittels Smartphone gestreamter Musik.
- • Für eine lange Laufzeit können zwei wechselbare 18650 Li-Ion Akkus (18mm Durchmesser, 650mm Länge) vorgesehen sein. Ebenso können größere Akkus (z.B. 21700) verwendet werden, Akkus in flexibler Bauform (z.B. Lithium-Ion), oder neuartigere Akkus mit erhöhter Leistung (z.B. LiFePo4).
- • Einfaches Nachpatchen von zusätzlichen Effekten mittels NFC- oder Bluetooth-Schnittstelle
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Leuchte
- 2
- Natursteinplatte
- 3
- Rahmen
- 4
- Sockel
- 5
- Randbereich
- 6
- Leuchtmittel
- 7
- LED-Streifen
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Bedienelement
- 10
- Lichteinstrahlrichtung
- 11
- Kante
- 12
- Lichtabstrahlrichtung
- 13
- Oberfläche
- 14
- Aufnahme
- 15
- Diffusorelement
- 16
- Absatz
- 17
- Abschnitt
- 18
- Abschnitt
- 19
- Abschnitt
- 20
- Beschichtung
- 21
- Akku
- 22
- Ladeelektronik
- 23
- Schnittstelle
- 24
- Schalter
- 25
- Schnittstelle
- 26
- Audiosensor
- 27
- Drehregler
- 28
- Grundplatte
- 29
- Frontplatte
- 30
- Hauptleiterplatte
- 31
- Microcontroller
- 32
- Kühlkörper
- 33
- Leiterplatte
- 34
- Kupfer-/Aluprofil
- 35
- Wärmeleitpaste
