DE202020101683U1 - Luminaire with light source and associated optics - Google Patents
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Abstract
Leuchte (100), aufweisend
• eine Lichtquelle (15),
• eine der Lichtquelle (15) zugeordnete Primäroptik (25), welche einen sich von der Lichtquelle (15) in eine Lichtabstrahlrichtung erstreckenden ersten Wandbereich (26) aufweist, der reflektierend ausgebildet ist,
• eine der Primäroptik (25) in Lichtabstrahlrichtung nachfolgende Sekundäroptik (30), die einen sich in eine Lichtabstrahlrichtung erstreckenden zweiten Wandbereich (32) aufweist, wobei der zweite Wandbereich (32) eine Lichtabstrahlöffnung (35) der Leuchte (100) bildet, sowie
• ein zwischen der Primäroptik (25) und der Sekundäroptik (30) angeordnetes lichtstreuendes Element (40), wobei der Wandbereich (26) der Primäroptik (25) eine andere Oberflächeneigenschaft aufweist als der Wandbereich (32) der Sekundäroptik (30).
Lamp (100), having
• a light source (15),
• one of the light source (15) assigned primary optics (25), which has a first wall area (26) which extends from the light source (15) in a light emission direction and is designed to be reflective,
• a secondary optics (30) following the primary optics (25) in the light emission direction and having a second wall area (32) extending in a light emission direction, the second wall area (32) forming a light emission opening (35) of the lamp (100), and
• a light-diffusing element (40) arranged between the primary optics (25) and the secondary optics (30), the wall area (26) of the primary optics (25) having a different surface property than the wall area (32) of the secondary optics (30).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte, die eine Lichtquelle sowie einen zur Beeinflussung der Lichtabgabe vorgesehenen Reflektor aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein sog. Downlight.The present invention relates to a lamp which has a light source and a reflector provided for influencing the light output. In particular, the invention relates to a so-called downlight.
Unter Downlights werden zur Deckenmontage vorgesehene, in der Regel kompakt ausgestaltete Leuchten verstanden, welche eine beispielsweise runde oder eckige Öffnung zur Lichtabgabe aufweisen. Derartige Downlights strahlen ihr Licht nach unten ab und erzeugen so auf dem Boden oder einer unterhalb der Leuchte befindlichen Wand einen Lichtkegel, wobei Downlights mit unterschiedlicher Lichtverteilung angeboten werden. Wie breit die Lichtverteilung ist, hängt hierbei von der Ausgestaltung des optischen Systems der Leuchte ab.Under downlights are meant for ceiling mounting, usually compactly designed lights which have, for example, a round or angular opening for emitting light. Such downlights emit their light downwards and thus create a light cone on the floor or on a wall below the luminaire, with downlights being offered with different light distribution. How wide the light distribution is depends on the design of the optical system of the luminaire.
Bei derartigen Downlights findet die Beeinflussung der Lichtabgabe in der Regel über einen der Lichtquelle zugeordneten Reflektor statt. Insbesondere ist hierbei die Verwendung entsprechend topfartiger Reflektoren bekannt, deren Form derart gewählt ist, dass das Licht der Lichtquelle in geeigneter Weise reflektiert und nach unten gelenkt wird. Je nach Form des Reflektortopfs ergibt sich dann eine entsprechende Verteilung der Lichtabgabe.In the case of such downlights, the light output is generally influenced via a reflector assigned to the light source. In particular, the use of corresponding cup-like reflectors is known here, the shape of which is selected such that the light from the light source is reflected in a suitable manner and directed downwards. Depending on the shape of the reflector pot, there is then a corresponding distribution of the light output.
Um das Erscheinungsbild derartiger Leuchten ansprechender zu gestalten, ist oftmals bekannt, den Reflektor des Downlights, der in der Regel unabhängig von der Art der Montage für einen Betrachter sichtbar ist, in besonderer Weise zu gestalten. Bekannt ist hierbei beispielsweise, die Reflektoroberfläche in bestimmten Farben oder mit bestimmten Oberflächenbeschaffenheiten wie z.B. Facetten auszuführen, die dem Reflektor und damit der Leuchte insgesamt ein ansprechendes Aussehen insbesondere bei aktivierter Lichtquelle verleihen. Hierdurch wird die Leuchte nicht nur zur Beleuchtung eines sich darunter befindenden Bereichs genutzt, sondern wirkt insgesamt als optisch ansprechendes Objekt, welches sich positiv auf die Raumgestaltung auswirkt.In order to make the appearance of such lights more appealing, it is often known to design the reflector of the downlight, which is usually visible to an observer regardless of the type of installation, in a special way. It is known, for example, to design the reflector surface in certain colors or with certain surface properties such as facets, which give the reflector and thus the luminaire as a whole an attractive appearance, especially when the light source is activated. As a result, the luminaire is not only used to illuminate an area underneath, but also acts as a visually appealing object overall, which has a positive effect on the interior design.
Problematisch in diesem Zusammenhang ist allerdings, dass sich die Farbe und die Oberflächenbeschaffenheit des zur Lichtbeeinflussung genutzten Reflektors in der Regel sehr markant auf die Form der durch die Leuchte erzielten Lichtstärkeverteilung und den Wirkungsgrad der Leuchte auswirkt. Soll bspw. der für einen Betrachter sichtbare Reflektor in besonderer Weise gestaltet, also bspw. eingefärbt oder in spezieller Weise Licht reflektierend ausgestaltet sein, so besteht oftmals das Problem, dass dann mit diesem Reflektor nicht mehr die gewünschte Lichtverteilung, die für eine effiziente Beleuchtung erforderlich wäre, realisierbar ist.The problem in this context, however, is that the color and the surface properties of the reflector used to influence the light usually have a very marked effect on the shape of the light intensity distribution achieved by the lamp and the efficiency of the lamp. If, for example, the reflector that is visible to an observer is to be designed in a special way, e.g. colored or designed to reflect light in a special way, then there is often the problem that this reflector no longer provides the desired light distribution that is required for efficient lighting would be feasible.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabenstellung zugrunde, eine Leuchte anzugeben, bei der hinsichtlich der Möglichkeiten zur Gestaltung des für einen Betrachter sichtbaren Reflektors eine große Flexibilität besteht und dennoch im Wesentlichen unabhängig von der Gestaltung dieses Reflektors eine zu Beleuchtungszwecken geeignete Lichtverteilung erzielt werden kann.The present invention is therefore based on the object of specifying a luminaire in which there is great flexibility with regard to the possibilities for designing the reflector visible to a viewer and nevertheless a light distribution suitable for lighting purposes can be achieved essentially independently of the design of this reflector.
Die Aufgabe wird durch eine Leuchte, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a lamp which has the features of
Das erfindungsgemäße Konzept beruht auf dem Gedanken, das zur Beeinflussung der Lichtabgabe genutzte lichttechnische System der Leuchte im Wesentlichen in zwei Teile zu unterteilen, die dann allerdings sandwichartig wieder miteinander verbunden werden. Hierzu ist vorgesehen, der Lichtquelle der Leuchte eine Primäroptik in Form eines vorzugsweise verspiegelten Reflektors zuzuordnen, der in unmittelbarer Umgebung der Lichtquelle für die Erstellung der gewünschten Lichtstärkeverteilungskurve der Leuchte verantwortlich ist. Eine vorzugsweise schwach diffuse, also lichtstreuende Schicht trennt dann diese Primäroptik von einer zusätzlich genutzten Sekundäroptik, über die die eigentliche Lichtabgabe der Leuchte erfolgt. Auch diese Sekundäroptik weist eine Reflexionsfläche auf, die nun allerdings - im Gegensatz zur Primäroptik - für einen Betrachter sichtbar ist und in gewünschter Weise z.B. eingefärbt oder mit bestimmten Oberflächeneigenschaften versehen sein kann. Dieser sichtbare Reflektorteil wirkt sich allerdings nahezu kaum bzw. nur unwesentlich auf die eigentliche Lichtabgabe aus und ist allenfalls zur Festlegung eines Entblendungswinkels für den Direkteinblick in die Leuchte verantwortlich. Die eigentliche Lichtstärkeverteilung hingegen wird durch die im Wesentlichen nicht sichtbare Primäroptik festgelegt.The concept according to the invention is based on the idea of dividing the lighting system of the luminaire used to influence the light output essentially into two parts, which, however, are then connected to one another again in a sandwich-like manner. For this purpose, it is provided that the light source of the lamp is assigned a primary optic in the form of a preferably mirrored reflector, which is responsible for creating the desired light intensity distribution curve of the lamp in the immediate vicinity of the light source. A preferably weakly diffuse, that is to say light-scattering, layer then separates this primary optic from an additionally used secondary optic, via which the actual light output of the luminaire takes place. These secondary optics also have a reflective surface which, however - in contrast to the primary optics - is visible to an observer and can be colored or provided with certain surface properties as desired. This visible reflector part, however, has almost no or only insignificant effect on the actual light output and is at most responsible for establishing a glare-free angle for looking directly into the luminaire. The actual light intensity distribution, on the other hand, is determined by the essentially invisible primary optics.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es somit, die Farbe und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des sichtbaren Teils der Leuchte in gewissen Grenzen zu wählen, ohne die angestrebte charakteristische Form der Lichtstärkeverteilungskurve maßgeblich zu verändern. Hierdurch wird der Spielraum zum Gestalten des sichtbaren Reflektorbereichs deutlich vergrößert, wobei dennoch qualitativ hochwertig in gewünschter Weise Licht abgegeben werden kann.The solution according to the invention thus makes it possible to select the color and / or the surface properties of the visible part of the lamp within certain limits without significantly changing the desired characteristic shape of the light intensity distribution curve. This significantly increases the scope for designing the visible reflector area, while light can still be emitted in the desired manner in a high quality.
Erfindungsgemäß wird also eine Leuchte vorgeschlagen, welche aufweist:
- • eine Lichtquelle,
- • eine der Lichtquelle zugeordnete Primäroptik, welche einen ersten sich von der Lichtquelle in eine Lichtabstrahlrichtung erstreckenden Wandbereich aufweist, der reflektierend ausgebildet ist,
- • eine der Primäroptik in Lichtabstrahlrichtung nachfolgende Sekundäroptik, die einen zweiten, sich in eine Lichtabstrahlrichtung erstreckenden Wandbereich aufweist, wobei der zweite Wandbereich eine Lichtabstrahlöffnung der Leuchte bildet, sowie
- • ein zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik angeordnetes lichtstreuendes Element,
- • a light source,
- • one of the primary optics assigned to the light source, the first one extending from the light source in a light emission direction Has wall area which is reflective,
- • a secondary optics following the primary optics in the light emission direction, which has a second wall area extending in a light emission direction, the second wall area forming a light emission opening of the luminaire, and
- • a light-diffusing element arranged between the primary optics and the secondary optics,
Das lichtstreuende Element ist wie bereits erwähnt vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein direkter Blick auf die Lichtquelle sowie auf die Primäroptik weitestgehend verhindert wird. Es kann sich um eine schwach streuende Folie oder eine Scheibe handeln. Wie bereits erwähnt ist ferner die Gestaltung der Komponenten des optischen Systems derart, dass die Primäroptik eine Lichtverteilung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts hervorruft, welche durch das Streuelement sowie die nachfolgende Sekundäroptik allenfalls geringfügig beeinflusst wird.As already mentioned, the light-scattering element is preferably designed in such a way that a direct view of the light source and of the primary optics is largely prevented. It can be a weakly scattering film or a pane. As already mentioned, the design of the components of the optical system is such that the primary optics produce a light distribution of the light emitted by the light source, which is at most slightly influenced by the scattering element and the subsequent secondary optics.
Der Wandbereich der vorzugsweise als Reflektortopf ausgebildeten Primäroptik, der hauptsächlich für die Gestaltung der Lichtabgabe der Leuchte verantwortlich ist, ist vorzugsweise verspiegelt, also hochreflektierend ausgebildet, wobei grundsätzlich allerdings auch eine diffus reflektierende Ausgestaltung dieses Reflektorbereichs denkbar wäre. Der Wandbereich der Sekundäroptik hingegen ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er der Leuchte ein ansprechendes Erscheinungsbild verleiht. Denkbar wäre also z.B., diesen Wandbereich farbig beschichtet auszugestalten und/oder mit bestimmten Oberflächeneigenschaften in Form von Facetten, Riffelungen oder anderen Strukturierungen zu versehen.The wall area of the primary optics, which is preferably designed as a reflector cup and is mainly responsible for the design of the light output of the lamp, is preferably mirrored, i.e. designed to be highly reflective, although a diffusely reflective design of this reflector area would in principle also be conceivable. The wall area of the secondary optics, on the other hand, is preferably designed in such a way that it gives the lamp an attractive appearance. It would therefore be conceivable, for example, to design this wall area with a colored coating and / or to provide it with certain surface properties in the form of facets, corrugations or other structures.
Die Sekundäroptik, die ebenfalls vorzugsweise topfartig ausgestaltet ist, soll wie bereits erwähnt maßgeblich das Erscheinungsbild der Leuchte aus Sicht eines Beobachters beeinflussen. Dementsprechend ist vorzugsweise vorgesehen, dass die durch den Wandbereich der Sekundäroptik gebildete Lichtabstrahlöffnung der Leuchte entweder geöffnet oder allenfalls durch ein transparentes, die Lichtabgabe nicht beeinflussendes Element geschlossen ist, sodass ein Einblick in diesen Bereich der Leuchte ermöglicht und damit der Wandbereich der Sekundäroptik für einen Beobachter sichtbar ist.The secondary optics, which are also preferably designed in the form of a pot, should, as already mentioned, significantly influence the appearance of the lamp from the point of view of an observer. Accordingly, it is preferably provided that the light emission opening of the luminaire formed by the wall area of the secondary optics is either opened or at most closed by a transparent element that does not influence the light output, so that an observer can look into this area of the luminaire and thus the wall area of the secondary optics is visible.
Die Primäroptik ist wie bereits erwähnt vorzugsweise in Form eines topfartig ausgebildeten Reflektors ausgestaltet. Der umlaufend geschlossene Wandbereich ist in diesem Fall also ausgehend von der Lichtquelle divergierend geformt, bspw. in Art der Mantelfläche eines Pyramiden- oder Kegelstumpfs. Die Krümmung der Reflektorfläche kann hierbei derart gewählt werden, dass die gewünschte Lichtverteilung für die Leuchte erzielt wird. Hierbei wäre beispielsweise an eine parabelförmige Krümmung zu denken, wobei dann die Lichtquelle im Bereich des Brennpunktes der Parabel positioniert ist, um eine starke Bündelung des Lichts erzielen zu können, wie sie beispielsweise entsprechend den einschlägigen Normen für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen erforderlich ist.As already mentioned, the primary optics are preferably designed in the form of a pot-shaped reflector. In this case, the circumferentially closed wall area is thus formed in a diverging manner starting from the light source, for example in the manner of the outer surface of a truncated pyramid or a truncated cone. The curvature of the reflector surface can be selected in such a way that the desired light distribution for the luminaire is achieved. For example, a parabolic curvature should be considered, in which case the light source is positioned in the area of the focal point of the parabola in order to be able to achieve a strong focus of the light, as is required, for example, according to the relevant standards for the lighting of workplaces.
Die Lichtquelle ist vorzugsweise durch eine LED-Lichtquelle gebildet, welche in einem Lichteintrittsbereich der Primäroptik angeordnet ist. Es kann sich hierbei sowohl um eine Einzel-LED als auch um ein LED-Cluster handeln, welches aus mehreren LEDs besteht, die in diesem Fall dann ggf. auch getrennt voneinander ansteuerbar sind.The light source is preferably formed by an LED light source which is arranged in a light entry area of the primary optics. It can be both a single LED and an LED cluster, which consists of several LEDs, which in this case can also be controlled separately from one another.
Die Leuchte kann bspw. in Form eines Kompakt-Downlights mit einer einzelnen Lichtquelle realisiert werden. Denkbar wäre allerdings auch, in einer Längsrichtung hintereinander mehrere Lichtquellen anzuordnen, denen dann jeweils eine Primäroptik zugeordnet ist. In diesem Fall besteht dann die Möglichkeit, jeder Primäroptik eine einzelne Sekundäroptik zuzuordnen. Alternativ wäre es allerdings auch denkbar, Sekundäroptiken zu nutzen, welche mehreren Primäroptiken zugeordnet sind. Im Falle mehrerer Sekundäroptiken, bilden diese vorzugsweise ein einstückiges Bauteil.The luminaire can be implemented, for example, in the form of a compact downlight with a single light source. However, it would also be conceivable to arrange several light sources one behind the other in a longitudinal direction, each of which is then assigned a primary lens. In this case there is then the possibility of assigning an individual secondary lens to each primary lens. Alternatively, however, it would also be conceivable to use secondary optics which are assigned to several primary optics. In the case of several secondary optics, these preferably form a one-piece component.
Die Leuchte gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner vorzugsweise ein Gehäuse auf, wobei dann insbesondere die Möglichkeit besteht, die Sekundäroptik als tragendes Element zur Halterung weiterer Leuchtenbestandteile zu nutzen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sekundäroptik oder das mehrere Sekundäroptiken bildende Bauteil eine Halterung für die Primäroptik bzw. Primäroptiken in dem Gehäuse bildet. Hierbei wird insbesondere auch eine gewisse Zentrierungsfunktion durch die Sekundäroptik ausgeübt, durch die gewährleistet ist, dass beide Optiken in der gewünschten Weise zusammenwirken, um die oben genannten angestrebten Effekte zu erzielen.The luminaire according to the present invention also preferably has a housing, with the possibility then in particular of using the secondary optics as a load-bearing element for holding further luminaire components. In particular, it can be provided that the secondary optics or the component forming a plurality of secondary optics forms a holder for the primary optics or primary optics in the housing. In particular, a certain centering function is also exercised by the secondary optics, which ensures that both optics interact in the desired manner in order to achieve the above-mentioned desired effects.
Letztendlich wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine Leuchte, insbesondere ein Downlight zur Verfügung gestellt, welche eine große Flexibilität hinsichtlich der Gestaltung der für einen Beobachter sichtbaren Komponenten aufweist, wobei trotz allem sichergestellt ist, dass Licht in gewünschter Weise für eine qualitativ hochwertige Beleuchtung abgegeben wird.Ultimately, the solution according to the invention provides a luminaire, in particular a downlight, which has great flexibility with regard to the design of the components visible to an observer, although it is ensured that light is emitted in the desired manner for high-quality lighting.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchte; -
2 eine Darstellung des optischen Systems der Leuchte von1 ; und -
3 und4 Darstellungen des Erscheinungsbildes einer Leuchte bei zwei verschieden gestalteten Sekundäroptiken sowie der resultierenden Li chtstärkeverteil ungskurven.
-
1 a perspective sectional view of an embodiment of a lamp according to the invention; -
2 a representation of the optical system of the lamp of1 ; and -
3 and4th Representations of the appearance of a luminaire with two differently designed secondary optics as well as the resulting light intensity distribution curves.
Die Leuchte
Für die Lichterzeugung verantwortlich sind mehrere in Längsrichtung L der Leuchte
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dabei jedes LED-Leuchtmittel
Kernbestandteil der erfindungsgemäßen Leuchte
Wie hierbei
Insbesondere weist das optische System
Jeder LED-Lichtquelle
Grundsätzlich kann der reflektierende Wandbereich
An die Primäroptik
Die Wandbereiche
Dadurch, dass entsprechend den obigen Ausführungen der Einfluss der Sekundäroptik
Während die reflektierenden Oberflächen
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Konzepts wird anhand der
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jeder Primäroptik
Unabhängig davon, ob eine einzige oder mehrere Sekundäroptiken vorgesehen ist bzw. sind, ist allerdings vorzugsweise vorgesehen, dass diese durch ein einziges Bauteil gebildet ist bzw. sind. Dieses Bauteil kann dann entsprechend mit dem Gehäuse
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird also eine Lösung zur Verfügung gestellt, durch die gewährleistet ist, dass bei einer Leuchte, insbesondere bei einem Downlight eine Lichtabgabe in gewünschter Weise erzielt werden kann und dennoch Möglichkeiten bestehen, das Erscheinungsbild der Leuchte durch eine spezielle Gestaltung von für einen Beobachter sichtbaren optischen Komponenten der Leuchte zu verändern.With the help of the present invention, a solution is made available by which it is ensured that a light output can be achieved in the desired manner with a lamp, in particular with a downlight, and still there are possibilities to change the appearance of the lamp by a special design of for an observer to change visible optical components of the luminaire.
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