-
Technisches Gebiet
-
Das Gebrauchsmuster gehört zum technischen Bereich der Beleuchtung und bezieht sich speziell auf eine Linsenanordnung für Lichtverteilung und eine Lampe.
-
Stand der Technik
-
Um das von der Lichtquelle emittierte Licht bedarfsgerecht verteilen zu können, ist es im technischen Bereich der Beleuchtung in der Regel erforderlich, dass verschiedene Lichtkonversionsvorrichtungen verwendet werden, um das Licht zu reflektieren, zu brechen, zu sammeln oder zu divergieren. Damit kann der Lichtweg geändert und so ein gewünschter Beleuchtungsbereich erhalten werden. Bei der derzeitigen Strahlumwandlungsvorrichtung wird eine weit verbreitete Linsenanordnung zur Lichtverteilung verwendet. Jede Seite der Linsenanordnung zur Lichtverteilung kann als reflektierende Oberfläche zum Reflektieren von Licht oder als brechende Oberfläche zum Brechen von Licht verwendet werden. Gute Zuverlässigkeit und Konsistenz durch einheitliche relative Position aller Seiten.
-
Das vorhandene Lichtverteilungsschema, in dem der aus dem Lichtquellenpunkt emittierte Lichtstrahl durch die Linsenanordnung für Lichtverteilung nach vorne und in die Umgebung verläuft, hat jedoch normalerweise folgende Nachteile: Der von der Linsenanordnung zur Lichtverteilung erzielte Beleuchtungsbereich ist schwer zu steuern, was den Blendeffekt vergrößert. Außerdem kann die nachfolgende Beleuchtungsanforderung nicht erfüllt werden, dass der Lichtstrahl nur von der unmittelbaren Umgebung der Linsenanordnung zur Lichtverteilung nach außen ausgesandt wird.
-
Beschreibung des Gebrauchsmusters
-
Um alle oder einen Teil der obigen Probleme zu lösen, besteht die Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters darin, eine Linsenanordnung zur Lichtverteilung bereitzustellen, wobei der vom Lichtquellenpunkt emittierte Lichtstrahl durch die Linsenanordnung zur Lichtverteilung verläuft und dann von der unmittelbare Umgebung der Linsenanordnung zur Lichtverteilung nach außen ausgesandt wird. Damit kann der Blendeffekt vermindert werden.
-
Die Aufgabe des Gebrauchsmusters besteht auch darin, eine Lampe bereitzustellen, die mit der oben erwähnten Linsenanordnung zur Lichtverteilung ausgestattet ist. Gemäß einem Aspekt des vorliegenden Gebrauchsmusters wird eine Linsenanordnung zur Lichtverteilung bereitgestellt, die einen kreissymmetrisch ausgelegten Linsenkörper umfasst, an dem ein erster Hohlraum und ein zweiter Hohlraum angeordnet sind, wobei der erste Hohlraum unterhalb des zweiten Hohlraums angeordnet ist. An der oberen Fläche des ersten Hohlraums ist eine Eintrittsfläche angeordnet. An der Seitenfläche des zweiten Hohlraums ist eine reflektierende Fläche angeordnet. Außerdem ist an der Außenfläche des Linsenkörpers eine Austrittsfläche angeordnet. Der Lichtstrahl tritt durch die Eintrittsfläche in den Linsenkörper ein, wobei die Richtung des Lichtstrahls durch die reflektierende Fläche verändert wird. Schließlich verlässt der Lichtstrahl den Linsenkörper durch die Austrittsfläche.
-
Alternativ ist der Schnitt der Eintrittsfläche eben, kegelförmig, konvex oder konkav ausgebildet.
-
Alternativ hat der Schnitt der reflektierenden Oberfläche eine Schnittsform des umgekehrten Kegels, wobei die Seite des umgekehrten Kegels eben, konvex oder konkav ausgebildet ist.
-
Alternativ hat der Schnitt der Austrittsfläche eine Schnittform des Rechtecks oder des Trapezes, wobei die Außenfläche des Rechtecks oder des Trapezes eben, konvex oder konkav ausgebildet ist.
-
Alternativ sind die Außenflächen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen.
-
Alternativ ist die Außenfläche der reflektierenden Fläche mit einer Spiegelbeschichtung versehen.
-
Alternativ ist der Lichtstrahl entsprechend der Schnittsform der Eintrittsfläche, der Schnittsform der reflektierenden Fläche und der Schnittsform der Austrittsfläche von der vertikalen Linie des Linsenkörpers im Bereich von 0° bis 80° oder 100° bis 180° in die Umgebung ausgesandt.
-
Alternativ ist der Linsenkörper einteilig geformt. Das Material des Linsenkörpers ist aus optischem PMMA-Kunststoff, optischem Polycarbonat-Kunststoff oder optischem B270-Glas. Der Linsenkörper ist zylindrisch, kegelstumpfförmig, trommelförmig ausgebildet oder mit einer Form des einschaligen Hyperboloids versehen.
-
Ein weiterer Aspekt des vorliegenden Gebrauchsmusters stellt eine Lampe bereit, die die oben erwähnte Linsenanordnung zur Lichtverteilung umfasst. Außerdem umfasst die Lampe einen Lichtquellenpunkt und einen Montagesockel. Der Lichtquellenpunkt und der Montagesockel sind innerhalb des ersten Hohlraums angeordnet, wobei der Lichtquellenpunkt auf der oberen Fläche des Montagesockels angeordnet ist und die Richtung der Emissionsmittelachse des Lichtquellenpunkts senkrecht zu der oberen Fläche ist.
-
Alternativ ist der Lichtquellenpunkt mit einer halbkugelförmigen, lambertschen Linse versehen. Der Abstrahlwinkel des Lichtstrahls aus dem Lichtquellenpunktes ist in dem Bereich von 130° bis 140°.
-
Aus der obigen technischen Lösung ist ersichtlich, dass bei der Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem Gebrauchsmuster alle emittierten Lichtstrahlen von der vertikalen Linie im Bereich von 0° bis 80° oder 100° bis 180° abgestrahlt werden. Die emittierten Lichtstrahlen werden von der unmittelbaren Umgebung der Linsenanordnung zur Lichtverteilung nach außen ausgesandt. Damit kann der Blendeffekt weitgehend vermindert oder ganz vermieden werden.
-
Die durch das Gebrauchsmuster bereitgestellte Linsenanordnung für Lichtverteilung weist die Eigenschaften einer hohen optischen Effizienz und einer sehr gleichmäßigen Lichtverteilung innerhalb des Durchmessers des Strahls, der auf die bestrahlte Oberfläche trifft, auf.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 2 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 3 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 4 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 5 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 6 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 7 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 8 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 9 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 10 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 11 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht des Aufbaus der Lampe mit einer Linsenanordnung zur Lichtverteilung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 12 zeigt einen Verlauf der Lichtintensität der in 2 gezeigten Linsenanordnung zur Lichtverteilung;
- 13 zeigt ein Diagramm der Beleuchtungsstärkeverteilung der in 2 gezeigten Linsenanordnung zur Lichtverteilung;
- 14 zeigt einen Verlauf der Beleuchtungsstärke der in 2 gezeigten Linsenanordnung zur Lichtverteilung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Linsenkörper
- 2
- Austrittsfläche
- 3
- reflektierende Fläche
- 4
- Eintrittsfläche
- 5
- Lichtquellenpunkt
- 6
- Montagesockel
- 7
- Strahlungsfläche
- 8
- diffuser Reflexionsbereich der Lambertschen Lichtquelle
- 9
- erster Hohlraum
- 10
- zweiter Hohlraum
-
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
-
Um den Zweck, die Struktur und die Funktionsweise des Gebrauchsmusters besser zu verstehen, werden eine Linsenanordnung zur Lichtverteilung und eine Lampe des Gebrauchsmusters nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
-
Wie in 1, 2, 11 gezeigt, stellt eine der Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters eine Linsenanordnung zur Lichtverteilung bereit, welche einen Linsenkörper 1 umfasst. Der Linsenkörper 1 ist kreissymmetrisch (um die Mittelachse des Linsenkörpers 1 symmetrisch in einem Winkelbereich von 360 Grad) ausgebildet. Außerdem ist der Linsenkörper 1 mit einer ersten Kavität 9 und einer zweiten Kavität 10 versehen, wobei die erste Kavität 9 unterhalb der zweiten Kavität 10 angeordnet ist. Die obere Oberfläche der ersten Kavität 9 ist mit einem Eintrittsfläche 4 versehen. Die Seitenfläche des zweiten Hohlraums 10 ist mit einer reflektierenden Fläche 3 versehen. Die Außenfläche des Linsenkörpers 1 ist mit einer Austrittsfläche 2 versehen. Der Lichtstrahl tritt durch die Eintrittsfläche 4 in den Linsenkörper 1 ein, wobei die Richtung des Lichtstrahls durch die reflektierende Fläche 3 verändert wird. Schließlich verlässt der Lichtstrahl den Linsenkörper 1 durch die Austrittsfläche 2. Alle emittierten Lichtstrahlen werden von der vertikalen Linie des Linsenkörpers 1 im Bereich von 0° bis 80° oder 100° bis 180° abgestrahlt und dann in die Umgebung und in Richtung der Strahlungsfläche 7 abgestrahlt. Damit kann ein Effekt von extrem geringer Blendung oder sogar keiner Blendung erreicht werden.
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt, verläuft die vertikale Linie des Linsenkörpers 1 durch die Austrittsfläche 2 parallel zur Mittelachse des Linsenkörpers 1. Der Winkel, unter dem der Lichtstrahl aus dem Linsenkörper 1 austritt, kann in Bezug auf die vertikale Linie bestimmt werden.
-
Es ist zu beachten, dass, wenn der Lichtstrahl in den Linsenkörper 1 durch die Eintrittsfläche eintritt, dieser Lichtstrahl gebrochen wird. Wenn der Lichtstrahl aus dem Linsenkörper 1 durch die Austrittsfläche 2 austritt, wird dieser Lichtstrahl gebrochen.
-
Wie in 12 gezeigt, bei der in 2 gezeigten Linsenanordnung für Lichtverteilung, wird das Licht an der Stelle 110 mm über der Montagefläche im Bereich von 90° bis 180° abgestrahlt. Bevorzugt wird das Licht im Bereich von 110° bis 170° abgestrahlt. Damit kann eine gleichmäßigere Beleuchtungsstärke des Lichts erreicht werden.
-
Wie in 13 und 14 gezeigt, bei der in 2 gezeigten Linsenanordnung zur Lichtverteilung, wird eine gleichmäßige Lichtverteilung des Lichts, das in einer kreisförmigen Fläche mit einem Durchmesser von etwa 120 cm gebildet wird, erzeugt, wobei der Beleuchtungsstärkewert nur 1:5 (100 lux, 500 lux, Gesamtlichtstrom 320 Im) ist. Außerhalb der Kreisfläche fällt das Licht steil ab, was darauf hindeutet, dass es keine Blendung in der Beleuchtung gibt.
-
Der Schnitt der Eintrittsfläche 4 kann in verschiedenen Formen ausgestaltet sein. Wie in den 1, 2, 6, 7, 8, 9 und 10 gezeigt, ist der Schnitt der Eintrittsfläche 4 eben ausgestaltet. Wie in 3 gezeigt, ist der Schnitt der Eintrittsfläche 4 konisch ausgestaltet. Wie in 4 gezeigt, der Schnitt der Eintrittsfläche 4 konvex ausgestaltet. Wie in 5 gezeigt, ist der Schnitt der Eintrittsfläche 4 konkav ausgestaltet.
-
Der Schnitt der reflektierenden Fläche 3 kann eine Schnittform des umgekehrten Kegels haben. Wie in 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 und 10 gezeigt, ist die Seitenform eben ausgestaltet. Wie in 6 gezeigt, ist die Seitenform konvex ausgebildet ist. Wie in 7 gezeigt, ist die Seitenform konkav ausgebildet ist.
-
Der Schnitt der Austrittsfläche 2 kann in verschiedenen Formen ausgestaltet sein. Wie in den 2, 3, 4, 5, 6 und 7 gezeigt, hat der Schnitt der Austrittsfläche die Schnittform eines Rechtecks, wobei die Seitenform des Rechtecks eben ausgebildet ist. Wie in 1, 8, 9, 10 gezeigt, hat der Schnitt der Austrittsfläche 2 die Schnittform eines Trapezes. Wie in 8 gezeigt, kann die Seitenform des Trapezes eben sein. Wie in 9 gezeigt, kann die Seitenform des Trapezes konkav sein. Wie in 10 gezeigt, kann die Seitenform des Trapezes konvex sein.
-
Durch Einstellen der Oberflächenform der Eintrittsfläche 4, der reflektierenden Fläche 3 und der Austrittsfläche 2 kann der Winkel der emittierten Lichtstrahlen so eingestellt werden, dass das ursprünglich in einem steilen Winkel von nahe 180° verlaufende Licht in einen kleineren Winkel von nahezu 100° geführt wird, wodurch an der Strahlungsfläche 7 eine gleichmäßigere Beleuchtungsstärke innerhalb des Durchmesserbereichs des ausgestrahlten Lichts erzielt werden kann.
-
Bei dieser Ausführungsform ist die Außenfläche der Eintrittsfläche 4 mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen. Die Antireflexionsbeschichtung kann aus einem AR-Material bestehen, um den Lichttransmissionseffekt zu verstärken, Lichtverlust zu vermeiden und den Blendeffekt zu reduzieren. Mittels des AR-Materials kann der am Lichtquellenpunkt 5 emittierte Lichtstrahl vollständig durch die Eintrittsfläche 4 in den Linsenkörper 1 eintreten, ohne reflektiert zu werden. Die Außenfläche der reflektierenden Fläche 3 ist mit einer Verspiegelung versehen, wobei an der Verspiegelung eine 100 % Reflexion erfolgt wird, so dass die Richtung des auf die reflektierende Fläche 3 eingestrahlten Lichtstrahls durch Reflexion verändert werden kann. Die äußere Oberfläche der Austrittsfläche 2 ist mit einer Antireflexbeschichtung versehen, wobei die Antireflexbeschichtung aus einem AR-Material besteht, um den Lichttransmissionseffekt zu verstärken, Lichtverlust zu vermeiden und den Blendeffekt zu reduzieren. Mittels des AR-Materials können die an der reflektierenden Fläche 3 reflektierten Lichtstrahlen vollständig durch die Austrittsoberfläche 2 aus den Linsenkörper 1 ausgestrahlt werden, ohne reflektiert zu werden.
-
In dieser Ausführungsform ist der Linsenkörper 1 einteilig ausgebildet. Damit kann eine bequeme Verarbeitung und eine einfache Herstellung realisiert werden.
-
In dieser Ausführungsform besteht der Linsenkörper 1 aus optischem PMMA-Kunststoff mit einem Beugungsindex größer als 1,4, optischem Polycarbonat-Kunststoff oder optischem B270-Glas.
-
In dieser Ausführungsform ist der Linsenkörper zylindrisch, kegelstumpfförmig, trommelförmig ausgebildet oder mit einer Form des einschaligen Hyperboloids versehen.
-
In einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters wird eine Lampe bereitgestellt, die einen Lichtquellenpunkt 5, einen Montagesockel 6 und eine Linsenanordnung zur Lichtverteilung umfasst. Der Lichtquellenpunkt 5 und der Montagesockel 6 sind innerhalb des ersten Hohlraums 9 angeordnet, wobei der Lichtquellenpunkt auf der oberen Fläche des Montagesockels angeordnet ist. Der Lichtquellenpunkt 5 ist mittels Schraubverbindung oder Kleben an dem Montagesockel 6 befestigt. Die Richtung der Emissionsmittelachse des Lichtquellenpunkts 5 ist senkrecht zu der oberen Fläche des Montagesockels 6.
-
In dieser Ausführungsform ist der Lichtquellenpunkt 5 vorzugsweise mit einer halbkugelförmigen, Lambertschen Linse versehen. Der Abstrahlwinkel ist in dem diffusen Reflexionsbereich 8 einer Lambertschen Lichtquelle, wie in 11 gezeigt. Durch die Kreuzung des diffusen Reflexionsbereich 8 der Lambertschen Lichtquelle und der Eintrittsfläche 4 wird der Abstrahlwinkel des Lichtstrahls aus dem Lichtquellenpunktes von 130° bis 140° erreicht.
-
Die Lampen in dieser Ausführungsform, wie in den 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 gezeigt, eignen sich für folgenden Anwendungsfall, dass der Lichtquellenpunkt 5 mit einem Abstand zu der Montagefläche der Lampe angeordnet ist und die von der Lichtquelle erzeugte Wärme nicht zu groß ist, wie z.B. im Außenbereich am Boden angeordnete Kontrollleuchten, Straßenleuchten, Tischlampen. Die in 1 gezeigte Lampe, als Deckenlampe, Wandlampe usw., eignet sich für folgenden Anwendungsfall, dass sich der Lichtquellenpunkt 5 sehr nahe an der Montagefläche der Lampe befindet. Die Montagefläche der Lampe ist von außen zugänglich und steht in direktem Kontakt mit der Luft. Damit kann die von der Lichtquelle erzeugte Wärme leicht von der Lampe an die Umgebungsluft abgegeben werden.
-
Zusammenfassend ist bei der durch diese Ausführungsform bereitgestellten Linsenanordnung zur Lichtverteilung der Linsenkörper 1 mit einem ersten Hohlraum 9 und einem zweiten Hohlraum 10 versehen, wobei der erste Hohlraum 9 unter dem zweiten Hohlraum 10 angeordnet ist. Der erste Hohlraum 9 ist mit einer Eintrittsfläche 4 versehen, während die Seite des zweiten Hohlraums 10 mit einer reflektierenden Fläche 3 versehen ist. Die Außenfläche des Linsenkörpers 1 ist mit einer Austrittsfläche 2 versehen. Der Lichtstrahl tritt durch die Eintrittsfläche 4 in den Linsenkörper 1 ein. Danach wird die Richtung des Lichtstrahls durch die reflektierende Fläche 3 geändert. Schließlich wird der Lichtstrahl durch die Austrittsfläche 2 vom Linsenkörper 1 abgelenkt. Der Winkel der ausgestrahlten Lichtstrahlen von der vertikalen Linie des Linsenkörpers 1 ist im Bereich von 0° bis 80° oder 100° bis 180°. Dadurch, dass die ausgestrahlten Lichtstrahlen vom Umfang der Linsenanordnung zur Lichtverteilung ausgesandt werden, kann der Effekt einer extrem geringen Blendung oder sogar keine Blendung erreicht werden. Die in dieser Ausführungsform bereitgestellte Linsenanordnung zur Lichtverteilung weist die Eigenschaften einer hohen optischen Effizienz und einer sehr gleichmäßigen Lichtverteilung an der Bestrahlungsoberfläche innerhalb des Durchmesserbereichs der Lichtstrahlen auf.
-
Es sollte beachtet werden, dass die in dieser Anmeldung verwendeten technischen Begriffe oder wissenschaftlichen Begriffe vom Fachmann herkömmlich verstanden werden, sofern nicht anders angegeben.
-
Darüber hinaus werden die Begriffe „erste“, „zweite“ usw. nur der Übersichtlichkeit halber verwendet. Die Bedeutung der zugehörigen Komponenten und deren spezifische Anzahl werden nicht durch die Begriffe eingeschränkt.
-
Schließlich ist anzumerken, dass die obigen jeweiligen Ausführungsbeispiele nur verwendet werden, um die technischen Lösungen des Gebrauchsmusters zu veranschaulichen, nicht um dieses einzuschränken. Obwohl das Gebrauchsmuster unter Bezugnahme auf die vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben wird, sollte der Fachmann es verstehen, dass er weiterhin die in den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen beschriebenen technischen Lösungen modifizieren oder einige oder alle technischen Merkmale gleichwertig ersetzen kann, und dass diese Modifikationen oder Ersetzungen das Wesen der entsprechenden technischen Lösungen den Umfang der technischen Lösungen der jeweiligen Ausführungsbeispielen des vorliegenden Gebrauchsmusters nicht verlassen und in den Umfang der Ansprüche und der Beschreibung des Gebrauchsmusters fallen.
