EP1033530A2 - Leuchte mit multiplen Spektraleigenschaften - Google Patents

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EP1033530A2
EP1033530A2 EP00104273A EP00104273A EP1033530A2 EP 1033530 A2 EP1033530 A2 EP 1033530A2 EP 00104273 A EP00104273 A EP 00104273A EP 00104273 A EP00104273 A EP 00104273A EP 1033530 A2 EP1033530 A2 EP 1033530A2
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EP
European Patent Office
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light
beam path
lamp
luminaire according
emitted
Prior art date
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EP00104273A
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English (en)
French (fr)
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EP1033530A3 (de
EP1033530B1 (de
Inventor
Kurt-Gerhard Müggenburg
Kai Hendrik Sabla
Tobias Schiebold
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Osram SBT GmbH
Original Assignee
Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
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Publication date
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Application filed by Siteco Beleuchtungstechnik GmbH filed Critical Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
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Publication of EP1033530A3 publication Critical patent/EP1033530A3/de
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes

Definitions

  • the invention relates to luminaires with which light with different spectral properties can be delivered.
  • this object is achieved by a lamp with a lamp and Device which divides the light emitted by the lamp into at least two separate ones Splits beam bundles, which are each guided according to different beam paths, a wavelength-selective element being present at least in a first beam path is which gives color or changes color, while at least in another, second beam path no such element or an element with other wavelength selective Properties is in place so that the light coming from the lamp over the first Beam path is emitted, is different in color from the light that passes through the second Beam path is emitted.
  • At least two beams are spatially separated and in the Usually through different beam-directing elements in spatially separated beam paths headed.
  • the lamp can be white light or, more generally spoken, emit light with multiple spectral components by appropriate means (Spectral decomposition, absorption, etc.) can be separated.
  • the wavelength selective element can be a wavelength selective absorbing element such as a transmission filter. However, a colored reflector element is preferred, the color can be painted or anodized.
  • the wavelength selective Element can also be a selectively emitting element, and in particular a fluorescent element Have material that by irradiating preferably white light to a Fluorescence emission is excited with a certain color.
  • a wavelength selectivity can also be caused by light refraction, for example by means of prisms, or by light diffraction, for example by means of diffraction gratings or holograms.
  • the coloring or color change does not have to be uniform. For example, multi-colored mirrors or filters are used or the spectral decomposition properties of prisms or Grids are used.
  • the invention can be applied in particular to a lamp which has a main reflector has, in which the lamp is arranged and which has a light exit opening Luminaire specifies the light emitted by the lamp essentially directly becomes.
  • the lamp can have a secondary reflector on which part of the light the lamp is irradiated and which reflects this light.
  • the secondary mirror can expand the beam or have a beam-narrowing effect and are accordingly concave or convex.
  • a prism or other light-directing element is present in one of the beam paths which is e.g. All or part of the light in this beam path leads to the ceiling.
  • the luminous flux portion of the secondary reflector emitted light is smaller than that of the directly emitted light. This can the impression of a colored, preferably transparent background are generated.
  • the lamp has a diffuser element in the first beam path, which equalizes differences in intensity of the light irradiated thereon and this in particular in the beam path having the secondary reflector can be provided.
  • This diffuser element is in use for a user directly or indirectly, e.g. by Reflection, visible. It causes the user to have a uniformly luminous surface without Perceives contours or contrasts so that the light is essentially from the infinite seems to come and accordingly the viewer's eyes focus on a point in the Focus infinite (optical depth effect).
  • the diffuser element can, in particular, be at least partially transparent from behind Illuminated element that makes it impossible to resolve details behind this element.
  • a similar effect can, however, also be seen through a transparent one, from the observer's direction front and back-lit element can be achieved that makes it impossible to get details dissolve behind this element, for example by a partially transparent reflective Element that is preferably used simultaneously as a secondary reflector in the above Arrangement can be used.
  • this effect can also be spatially homogeneous transmission or reflection can be achieved, e.g. by the use of extremely diffuse reflective colors and avoiding shadows and shadows Contours in the area in question. In any case, a user essentially sees one Contour-free illuminated or luminous surface.
  • the diffuser element also has a color-providing one Effect and consists for example of a diffusely scattering, colored, at least partially translucent pane or a colored, diffusely scattering reflector.
  • the angular range into which light is emitted via the first beam path with the area into which light is emitted via the second beam path overlap in whole or in part.
  • a soft light transition can be achieved between different areas.
  • the angular ranges can have spectral properties by mixing the differently colored light components of the emitted light regardless of the properties of the lamp and be varied.
  • the angular range in which light is emitted via the first beam path essentially from the area into which light is emitted via the second beam path is different.
  • the lamp according to the invention can be set up so that the spectral properties of the light emitted via the first beam path as a function of an angle of radiation, which lies in a plane perpendicular to the luminaire axis vary.
  • the spectral properties are dependent on an angle that is in a Level parallel to the luminaire axis vary, so that for example a user who is moves in the room on the floor, sees different colored light in different places.
  • a prismatic plate is used to color To direct light in a given direction so that it is in a given area and is emitted with a predetermined critical angle.
  • This embodiment has the Advantage that the optical depth effect and the light control from the same element become.
  • prisms other light-directing elements, such as lenses or mirrors, can also be used are, these elements, similar to a prismatic plate, in the form of a Microstructuring can be implemented, for example by a plate, the a surface is formed by closely spaced microlenses or one Mirror with bulges close to each other.
  • light control light diffractive elements such as holograms or diffraction gratings are also used, that already have a microstructuring inherently and accordingly at the same time provide light control and an optical depth effect.
  • the optical depth effect and the Light control can be effected by one element and the coloring by another element, for example a colored reflector, can be according to another embodiment also be provided that all three functions by a single element, for example a Prism, a diffraction grating or a microstructured colored reflector.
  • one element in particular one, is in one of the beam paths Prism, which has a light-guiding and wavelength-selective function at the same time met in the beam path.
  • the color components which are caused by a wavelength selective Element generated by a user or by an external Control can be changed or blocked.
  • a wavelength selective Element generated by a user or by an external Control
  • the wavelength selective element is set up so that its selection properties and thus change the color of the light it emits can.
  • a simple possibility of implementation is, for example, a turret unit with different filters that can be rotated into the beam path.
  • the color of the emitted by rotating a wavelength-selectively arranged prism Change light with deviations in the beam direction possibly by a downstream rotatable mirror can be corrected.
  • the change the colored lighting of the room over time In particular, it is also possible the spectral distribution of the light emitted into the room as a function of time change and thereby e.g. the change in the spectral composition of natural daylight to reproduce with the time of day.
  • the lamp according to the invention can be implemented in a wide variety of applications be, for example, as a recessed light, surface-mounted light or pendant light.
  • the invention opens up new possibilities for room lighting. In particular it is possible to a much larger extent than before and with much simpler Use targeted means of colored light to stimulate a viewer or even just simply convey a subjectively more pleasant feeling of light than with hard white light.
  • With the lamp according to the invention soft light-dark transitions, in particular at the cut-off limit.
  • the spectral components of the emitted light can be adjusted in a controlled manner to make the viewer a subjectively more pleasant Convey feeling.
  • FIG. 1 shows a recessed ceiling light as an exemplary embodiment of the invention, which is generally designated 1 and which has a main reflector 3 which defines a light exit opening 5, via which a first part of the light of a lamp 7, the emits white light, is emitted essentially directly downwards, the edge of the Main reflector 3 defines the maximum radiation angle to the vertical and thus one Glare limitation causes.
  • a conventional manner there are 3 raster elements in the main reflector 9 arranged substantially perpendicular to the lamp axis, which is also the Serve to limit glare.
  • a lamp housing 11 with an essentially diffuse Scattering wall 12 is provided, in which a second light outlet opening 13 of the Main reflector 3 irradiated a second portion of the light emitted by the lamp 7 becomes.
  • the light emitted by the lamp 7 first falls on a roof reflector 15 and is reflected from there to colored additional mirrors 17a and 17b, which on both sides of the Main reflector 15 are provided and which the light to two further light exit openings 19a and 19b reflect. This appears because of the color of the mirrors 17a and 17b light emerging through the light exit openings 19a and 19b in color.
  • prismatic plates as light-directing elements 21a and 21b, which has a prism structure on one or both surfaces, the light that is incident or exiting from them in a given direction directs.
  • a prism structure With a one-sided prism structure, the surface with the prism structure facing or away from the housing 11. Both are exemplified in Fig. 1 with reference to the prism plates 21a and 21b.
  • the two prism plates 21a and 21b can have different light-directing properties have, so that overall an asymmetrical emission of colored light is achieved becomes.
  • the mirrors 17a and 17b can also be colored differently and / or each have different, differently colored areas. Is a symmetrical one If you want to distribute the colored light, you will need the two prism covers Orientate 21a and 21b in the same way and otherwise the light-directing ones Properties as well as the properties of the coloring elements, e.g. the reflectors 17a and 17b, choose symmetrical.
  • Coloring can also be done by refraction instead of light refraction, as with prisms Diffraction of light, for example by a grating, a hologram or the like, can be achieved.
  • a colored filter can be provided for the colored mirrors 17a and 17b.
  • a fluorescent element is present, which by white light is excited to fluorescence and thereby emits colored light.
  • Fig. 1 From the construction of Fig. 1 it can be seen that the direction of radiation of the white Light, which is emitted by the lamp 7 via the reflector opening 5, independently on the direction of radiation of the colored light, which passes through the light exit openings 19a and 19b is released, set and limited.
  • the corresponding Radiation areas are set up in such a way that an observer sees white light in an angular range ⁇ and in this angular range subsequent angular range ⁇ sees colored light.
  • the angular range ⁇ correspond to a work area that is to be brightly illuminated while the Light emission in the angular range ⁇ of the general background lighting or Color accents are used.
  • the reverse constellation is also possible, as in FIG.
  • angular range ⁇ and ⁇ can, of course, like the lighting task requires to be set differently, as is also shown in FIGS. 2 and 3. Instead of two areas, as shown in FIGS. 2 and 3, three or more areas can also be provided be, in each of which light with different spectral properties is emitted; as well the light emitted in the angular range ⁇ can be colored and a different color than that have light emitted in the angular range ⁇ .
  • Angular ranges ⁇ and ⁇ are delimited as clear for the sake of clarity Angular ranges are shown, which also applies to applications in which the white or colored light for marking purposes, for example around a certain area of the room to delimit optically, it makes sense to use the areas ⁇ and ⁇ overlap so that there is a soft optical transition between the areas.
  • the areas ⁇ and ⁇ can also overlap completely to achieve a specific spectral characteristic, for example to simulate daylight.
  • the prism plates 21a and 21b have, in addition to their light-directing and optionally also coloring function also the further function of creating an optical depth effect, i.e. an observer looking at the light exit openings 19a and 19b takes the end the luminaire housing, in particular the wall 12, is not true, but only sees a uniform one luminous surface apparently without any vertical limit.
  • This effect of the prismatic discs 21a and 21b, on the one hand, to shine transparently, on the other hand, making all the contours behind it disappear can also be done with others Funds can be achieved.
  • the prism plates 21a and 21b are replaced by diffusely scattering translucent plates 31a and 31b, wherein the function of light control and the limitation of the beam angle in this embodiment through the reflectors 12, 15, 17a and 17b and the edge 33 of the lamp housing is fulfilled.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of the invention in an application in the form of a Hanging lamp.
  • a main reflector 51 is again provided is accommodated in a lamp housing 53 and a lower light outlet opening 55 and has an upper light exit opening 57.
  • lamp 58 emitting white light.
  • Raster elements 59 are again known Raster elements 59 are provided to limit glare.
  • the upper light outlet 57 is wholly or partly of a translucent coloring element 61 closed, for example a filter that blocks the light passing through it certain color colors. The light emitted upwards through the opening 57 is from a reflective sail 63 thrown back down.
  • the sail is preferably 63 homogeneously diffusely reflective, possibly also partially transparent, so that here too again the optical depth effect described above occurs that the user to one the objects located above the sail 63 are covered and he on the other hand has the impression that the reflected light comes from the infinite from above.
  • the light-guiding properties of the luminaire with regard to colored light are in this Case primarily determined by the reflective sail 63, the shape of the top Light exit opening 57 and possibly also the shape of the lamp housing 53 contribute to limiting the beam of colored light.
  • a colored sail can also be used 63 can be used. It can also be provided that the sail 63 in areas which reflect in different areas, is colored differently.
  • the properties of the light control, the coloring and the generation of the preceding described optical depth effect by a single element, for example a Prism or a diffraction grating can be reached.
  • the various functions can perceived individually or in sub-combination by different elements become.
  • the coloring elements can also perform a complete spectral decomposition cause so that the color changes continuously depending on an angle.
  • This angle can in particular be an angle in a plane which is the vertical Axis includes.
  • it can also be an angle that is perpendicular to the plane Vertical lies, so that a viewer walking in a circle around the lamp is there sees different colors in different positions.
  • the invention is not thereupon limited and also includes multi-lamp embodiments.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Lampe (7) und einer Einrichtung (3), welche das von der Lampe abgegebene Licht in mindestens zwei getrennte Strahlbündel aufteilt, die jeweils entsprechend verschiedenen Strahlengängen gelenkt werden, wobei in zumindest einem ersten Strahlengang ein wellenlängenselektives Element (17a, 17b) vorhanden ist, welches farbgebend oder farbverändernd wirkt, während mindestens in einem zweiten Strahlengang kein derartiges Element oder ein Element mit anderen wellenselektiven Eigenschaften vorhanden ist, so daß das Licht, das von der Leuchte über den ersten Strahlengang abgegeben wird, farblich von dem Licht verschieden ist, das über den zweiten Strahlengang abgegeben wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Leuchten, mit denen Licht mit verschiedenen Spektraleigenschaften abgegeben werden kann.
Bei Beleuchtungsaufgaben ist es häufig wünschenswert, in verschiedenen Raumbereichen Licht unterschiedlicher Farbe oder allgemeiner Licht mit unterschiedlichen Spektralcharakteristiken zu verwenden oder Licht mit unterschiedlichen Spektralcharakteristiken zu mischen, um eine gewünschte Spektralcharakteristik zu erzeugen, beispielsweise, um Tageslicht zu simulieren.
Eine einfache, allgemein bekannte Möglichkeit besteht darin, einen in verschiedenen Farben gefärbten Schirm der Leuchte vorzusetzen. Wegen der in der Regel diffus streuenden Eigenschaften solcher Schirme lassen sich Beleuchtungsaufgaben, bei der es auf die geometrische Abstrahlcharakteristik der einzelnen Farbanteile ankommt, damit nicht oder nur schwer lösen. Im übrigen sind die Lichtverluste bei solchen Schirmen nachteilig.
Ebenfalls ist bekannt, Leuchten oder Scheinwerfer mit unterschiedlicher Farbcharakteristik einzusetzen. Dies gestattet zwar eine präzise Ausleuchtung im Sinne der gestellten Aufgabe, ist jedoch aufwendig. Die bei solchen Lösungen in der Regel eng beeinanderliegende Anordnung von Leuchten oder Scheinwerfern ist häufig auch aus ästhetischen Gründen nicht wünschenswert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Leuchte zur Verfügung zu stellen, mit der Licht mit verschiedener Farbcharakteristik abgegeben werden kann, bei der die geometrische Abstrahlcharakteristik für jeden Farbanteil unabhängig festgelegt werden kann und die sich problemlos in einer ästhetisch ansprechenden Weise realisieren läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Leuchte mit einer Lampe und einer Einrichtung, welche das von der Lampe abgegebene Licht in mindestens zwei getrennte Strahlbündel aufteilt, die jeweils entsprechend verschiedenen Strahlengängen gelenkt werden, wobei zumindest in einem ersten Strahlengang ein wellenlängenselektives Element vorhanden ist, welches farbgebend oder farbverändernd wirkt, während mindestens in einem anderen, zweiten Strahlengang kein derartiges Element oder ein Element mit anderen wellenlängenselektiven Eigenschaften vorhanden ist, so daß das Licht, das von der Leuchte über den ersten Strahlengang abgegeben wird, farblich von dem Licht verschieden ist, das über den zweiten Strahlengang abgegeben wird.
Erfindungsgemäß werden also mindestens zwei Strahlenbündel räumlich getrennt und in der Regel durch verschiedene strahllenkende Elemente in räumlich getrennten Strahlengängen geleitet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Lampe weißes Licht oder, allgemeiner gesprochen, Licht mit mehreren Spektralkomponenten abstrahlen, die durch geeignete Mittel (Spektralzerlegung, Absorption, etc.) separiert werden können.
Das wellenlängenselektive Element kann ein wellenlängenselektiv absorbierendes Element sein, wie beispielsweise ein Transmissionsfilter. Bevorzugt wird jedoch ein farbiger Reflektorelement, wobei die Farbe auflackiert oder eloxiert sein kann. Das wellenlängenselektive Element kann auch ein selektiv emittierendes Element sein, und insbesondere ein fluoreszierendes Material aufweisen, das durch Einstrahlen von vorzugsweise weißem Licht zu einer Fluoreszenzemission mit einer bestimmten Farbe angeregt wird. Eine Wellenlängenselektivität kann auch durch Lichtbrechung, beispielsweise mittels Prismen, oder durch Lichtbeugung, beispielsweise mittels Beugungsgitter oder Hologramme, erzeugt werden. Die Farbgebung oder Farbveränderung muß nicht einheitlich sein. Beispielsweise können mehrfarbige Spiegel oder Filter verwendet werden oder die spektralzerlegenden Eigenschaften von Prismen oder Gittern ausgenutzt werden.
Die Erfindung kann insbesondere auf eine Leuchte angewendet werden, die einen Hauptreflektor aufweist, in dem die Lampe angeordnet ist und der eine Lichtaustrittsöffnung der Leuchte festlegt, über welche Licht der Lampe im wesentlichen direktstrahlend abgegeben wird. Hierbei kann die Leuchte einen Sekundärreflektor aufweisen, auf den ein Teil des Lichts der Lampe eingestrahlt wird und der dieses Licht reflektiert.
Der Sekundärspiegel kann, je nach der gewünschten Abstrahlcharakteristik, strahlerweiternd oder strahlverengend wirken und dementsprechend konkav oder konvex ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Lichtlenkungseigenschaften kann insbesondere auch vorgesehen sein, daß in einem der Strahlengänge ein Prisma oder ein anderes lichtlenkendes Element vorhanden ist, welches z.B. das Licht in diesem Strahlengang ganz oder teilweise zur Decke leitet.
Es kann vorgesehen sein, daß in dem Strahlengang, der den Sekundärreflektor einschließt, ein wellenlängenselektives Element vorgesehen ist, während in dem Strahlengang von der Lampe zu der besagten ersten Lichtaustrittsöffnung kein wellenlängenselektives Element vorhanden ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Lichtstromanteil des über den Sekundärreflektor abgegebenen Lichts kleiner als derjenige des direkt abgestrahlten Lichts ist. Hierdurch kann der Eindruck eines farbigen, vorzugsweise transparenten Hintergrundes erzeugt werden.
Allgemein wird man bei der Raumbeleuchtung, insbesondere mit Hinblick auf die einschlägige Nonnen, welche die Farbe des für die Beleuchtung zu verwendenden Lichts festlegen und einschränken, den Lichtstromanteil des ungefärbten Lichts, also des Lichts, wie es von der Lampe abgestrahlt wird, erheblich größer wählen als den des farbigen Lichts, so daß die eigentliche Beleuchtung durch das ungefärbte Licht bewirkt wird und das farbige Licht im wesentlichen Farbakzente setzt, ohne wesentlich zur Beleuchtung beizutragen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchte ein Diffusorelement in dem ersten Strahlengang auf, welches Intensitätsunterschiede des darauf eingestrahlten Lichts vergleichmäßigt und das insbesondere in dem den Sekundärreflektor aufweisenden Strahlengang vorgesehen sein kann.
Dieses Diffusorelement ist im Einsatz für einen Benutzer direkt oder indirekt, z.B. durch Spiegelung, sichtbar. Es bewirkt, daß der Benutzer eine gleichmäßig leuchtende Fläche ohne Konturen oder Kontraste wahrnimmt, so daß das Licht im wesentlichen aus dem Unendlichen zu kommen scheint und sich dementsprechend die Augen des Betrachters auf einen Punkt im Unendlichen fokussieren (optische Tiefenwirkung).
Das Diffusorelement kann insbesondere ein zumindest teilweise transparentes, von hinten beleuchtetes Element sein, das es unmöglich macht, Details hinter diesem Element aufzulösen. Ein ähnlicher Effekt kann jedoch auch durch ein transparentes, aus Beobachterrichtung von vorne und hinten beleuchtetes Element erreicht werden, das es unmöglich macht, Details hinter diesem Element aufzulösen, beispielsweise durch ein teilweise transparentes reflektierendes Element, das vorzugsweise gleichzeitig als Sekundärreflektor bei der oben beschriebenen Anordnung eingesetzt werden kann. Dieser Effekt kann allerdings auch durch eine räumlich homogene Transmission oder Reflexion erreicht werden, z.B. durch die Verwendung von extrem diffus reflektierenden Farben und die Vermeidung von Schatten und schattenwerfenden Konturen in dem betreffenden Bereich. In jedem Fall sieht ein Benutzer eine im wesentlichen konturenfreie beleuchtete oder leuchtende Fläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das Diffusorelement gleichzeitig eine farbgebende Wirkung und besteht beispielsweise aus einer diffus streuenden, farbigen, zumindest teilweise lichtdurchlässigen Scheibe oder einem farbigen, diffus streuenden Reflektor.
Erfindungsgemäß kann der Winkelbereich, in den Licht über den ersten Strahlengang abgestrahlt wird, mit dem Bereich, in den Licht über den zweiten Strahlengang abgestrahlt wird, ganz oder teilweise überlappen. Mit einer teilweisen Überlappung läßt sich ein weicher Lichtübergang zwischen verschiedenen Bereichen erzeugen. Durch eine identische Überlappung der Winkelbereiche können durch die Mischung der verschieden gefärbten Lichtanteile Spektraleigenschaften des abgestrahlten Lichts unabhängig von den Eigenschaften der Lampe eingestellt und variiert werden.
Insbesondere zu Zwecken der optischen Markierung kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der Winkelbereich, in den Licht über den ersten Strahlengang abgestrahlt wird, im wesentlichen von demjenigen Bereich, in den Licht über den zweiten Strahlengang abgestrahlt wird, verschieden ist.
Die erfindungsgemäße Leuchte kann so eingerichtet sein, daß die Spektraleigenschaften des über den ersten Strahlengang abgestrahlten Lichts in Abhängigkeit von einem Abstrahlwinkel, der in einer Ebene senkrecht zur Leuchtenachse liegt, variieren. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Spektraleigenschaften in Abhängigkeit von einem Winkel, der in einer Ebene parallel zur Leuchtenachse liegt, variieren, so daß beispielsweise ein Benutzer, der sich im Raum am Boden bewegt, an verschiedenen Stellen verschieden farbiges Licht sieht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Prismenplatte verwendet, um farbiges Licht in eine vorgegebene Richtung zu lenken, so daß es in einen vorgegebenen Raumbereich und mit einem vorgegebenen Grenzwinkel abgestrahlt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die optische Tiefenwirkung und die Lichtlenkung von demselben Element bewirkt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Lichtlenkung durch ein separates Element, beispielsweise ein einziges Prisma oder einen Prismenring, zu erzeugen und die optische Tiefenwirkung durch ein zweites Element, beispielsweise eine transparente streuende Folie, herbeizuführen.
Statt Prismen können auch andere lichtlenkende Elemente, wie Linsen oder Spiegel verwendet werden, wobei auch diese Elemente, ähnlich wie bei einer Prismenplatte, in Form einer Mikrostrukturierung implementiert sein können, also beispielsweise durch eine Platte, deren eine Oberfläche durch dicht nebeneinanderliegende Mikrolinsen gebildet wird oder einen Spiegel, der dicht nebeneinanderliegende Wölbungen aufweist. Ebenso können zur Lichtlenkung auch lichtbeugende Elemente, wie Hologramme oder Beugungsgitter verwendet werden, die bereits von Hause aus eine Mikrostrukturierung aufweisen und dementsprechend gleichzeitig für eine Lichtlenkung und eine optische Tiefenwirkung sorgen.
Während gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die optische Tiefenwirkung und die Lichtlenkung durch ein Element bewirkt werden und die Farbgebung durch ein weiteres Element, beispielsweise einen gefärbten Reflektor, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch vorgesehen sein, daß alle drei Funktionen durch ein einziges Element, beispielsweise ein Prisma, ein Beugungsgitter oder einen mikrostrukturierten farbigen Reflektor erfüllt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist in einem der Strahlengänge ein Element, insbesondere ein Prisma, vorgesehen, welches gleichzeitig eine lichtlenkende und wellenlängenselektive Funktion in dem Strahlengang erfüllt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Farbanteile, welche durch ein wellenlängenselektives Element erzeugt werden, durch einen Benutzer oder durch eine externe Steuerung verändert oder blockiert werden. Im einfachsten Fall ist beispielsweise eine Blende vorhanden, um durch das wellenlängenselektive Element laufendes Licht auszublenden und somit das zusätzlich abgestrahlte farbige Licht ein- bzw. auszuschalten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das wellenlängenselektive Element so eingerichtet, daß seine Selektionseigenschaften und damit die Farbe des von ihm abgegebenen Lichts verändert werden können. Eine einfache Möglichkeit der Realisierung ist beispielsweise eine Revolvereinheit mit verschiedenen Filtern, die in den Strahlengang gedreht werden können. Ebenso läßt sich durch Drehung eines wellenlängenselektiv angeordneten Prismas die Farbe des abgegebenen Lichts verändern, wobei Abweichungen in der Strahlrichtung gegebenenfalls durch einen nachgeschalteten drehbaren Spiegel korrigiert werden können. Auf diese Weise läßt sich die farbige Beleuchtung des Raums gezielt zeitlich verändern. Insbesondere ist es auch möglich, die Spektralverteilung des in den Raum abgestrahlten Lichts in Abhängigkeit von der Zeit zu verändern und dadurch z.B. die Änderung der Spektralzusammensetzung des natürlichen Tageslichts mit der Tageszeit nachzubilden.
Die erfindungsgemäße Leuchte kann in den verschiedensten Anwendungsformen realisiert werden, beispielsweise als Einbauleuchte, Anbauleuchte oder Pendelleuchte.
Mit der Erfindung werden neue Möglichkeiten bei der Raumausleuchtung eröffnet. Insbesondere ist es möglich, in wesentlich größerem Umfang als bisher und mit wesentlich einfacheren Mitteln gezielt farbiges Licht einzusetzen, um einen Betrachter zu stimulieren oder auch nur einfach ein subjektiv angenehmeres Lichtempfinden als bei hartem weißen Licht zu vermitteln. Mit der erfindungsgemäßen Leuchte können weiche Hell-Dunkelübergänge, insbesondere an der Cut-Off-Grenze realisiert werden. Die Spektralanteile des abgestrahlten Lichts können in kontrollierter Weise eingestellt werden, um dem Betrachter ein subjektiv angenehmeres Gefühl zu vermitteln.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von besonderen Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichungen.
Fig. 1
zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Schnittansicht senkrecht zur Lampenachse,
Fig. 2
zeigt schematisch die Winkelverteilung von farbigem Licht bzw. weißem Licht bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3
zeigt, ähnlich wie Fig. 2, die Winkelverteilung von farbigem Licht bzw. weißem Licht bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4
zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Schnittansicht senkrecht zur Lampenachse,
Fig. 5
zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Schnittansicht senkrecht zur Lampenachse,
In Fig. 1 ist als beispielhafte Ausführungsform der Erfindung eine Deckeneinbauleuchte dargestellt, welche allgemein mit 1 bezeichnet ist und die einen Hauptreflektor 3 aufweist, der eine Lichtaustrittsöffnung 5 festlegt, über die ein erster Teil des Lichtes einer Lampe 7, die weißes Licht abgibt, im wesentlichen direkt nach unten abgestrahlt wird, wobei der Rand des Hauptreflektors 3 den maximalen Abstrahlwinkel zur Vertikalen festlegt und somit eine Blendungsbegrenzung bewirkt. In herkömmlicher Weise sind in dem Hauptreflektor 3 Rasterelemente 9 im wesentlichen senkrecht zur Lampenachse angeordnet, die ebenfalls der Blendungsbegrenzung dienen.
Oberhalb des Hauptreflektors 3 ist ein Leuchtengehäuse 11 mit einer im wesentlichen diffus streuenden Wand 12 vorgesehen, in das über eine zweite Lichtaustrittsöffnung 13 des Hauptreflektors 3 ein zweiter Anteil des von der Lampe 7 abgestrahlten Lichts eingestrahlt wird. Das von der Lampe 7 abgestrahlte Licht fällt zunächst auf einen Dachreflektor 15 und wird von dort zu farbigen Zusatzspiegeln 17a und 17b reflektiert, die zu beiden Seiten des Hauptreflektors 15 vorgesehen sind und welche das Licht zu zwei weiteren Lichtaustrittsöffnungen 19a und 19b reflektieren. Wegen der Farbigkeit der Spiegel 17a und 17b erscheint das durch die Lichtaustrittsöffnungen 19a und 19b austretende Licht farbig.
In den Lichtaustrittsöffnungen 19a und 19b sind als lichtlenkende Elemente Prismenplatten 21a und 21b vorgesehen, die auf einer oder auf beiden Oberflächen eine Prismenstruktur aufweist, die das auf sie einfallende bzw. aus ihnen austretende Licht in eine vorgegebene Richtung lenkt. Bei einer einseitigen Prismenstruktur kann die Oberfläche mit der Prismenstruktur dem Gehäuse 11 zugewandt oder von diesem weggewandt sein. Beides ist beispielhaft in Fig. 1 anhand der Prismenplatten 21a und 21b gezeigt.
Die beiden Prismenplatten 21a und 21b können durchaus verschiedene lichtlenkende Eigenschaften haben, so daß insgesamt eine asymmetrische Abstrahlung des farbigen Lichts erreicht wird. Ebenso können auch die Spiegel 17a und 17b unterschiedlich gefärbt sein und/oder jeweils verschiedene unterschiedlich gefärbte Bereiche aufweisen. Ist eine symmetrische Verteilung des farbigen Lichts gewünscht, wird man allerdings die beiden Prismenplanen 21a und 21b in derselben Weise orientieren und auch ansonsten die lichtlenkenden Eigenschaften sowie die Eigenschaften der farbgebenden Elemente, z.B. der Reflektoren 17a und 17b, symmetrisch wählen.
Bei der dargestellten Ausführungsform kommen als farbgebende Elemente nicht nur die Spiegel 17a und 17b in Betracht, sondern insbesondere auch die Prismenplatten 21a und 21b, die, gegebenenfalls in Verbindung mit strahlbegrenzenden Elementen, wie Blenden oder dergleichen, eine bestimmte Wellenlänge oder einen bestimmten Wellenlängenbereich selektieren können. Eine Farbgebung kann statt durch Lichtbrechung, wie bei Prismen, auch durch Lichtbeugung, beispielsweise durch ein Gitter, ein Hologramm oder dergleichen, erzielt werden. Ebenso kann in dem Strahlengang des indirekt abgestrahlten Lichts zusätzlich oder alternativ zu den farbigen Spiegeln 17a und 17b ein farbiger Filter vorgesehen sein. Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß in dem Strahlengang, insbesondere oberhalb der Prismenplatten 21a oder 21b, ein fluoreszierendes Element vorhanden ist, welches durch weißes Licht zu Fluoreszenz angeregt wird und dadurch farbiges Licht abgibt.
Anhand der Konstruktion der Fig. 1 kann man erkennen, daß die Abstrahlrichtung des weißen Lichts, welches von der Lampe 7 über die Reflektoröffnung 5 abgegeben wird, unabhängig von der Abstrahlrichtung des farbigen Lichts, welches über die Lichtaustrittsöffnungen 19a und 19b abgegeben wird, eingestellt und begrenzt werden kann. Insbesondere können die entsprechenden Abstrahlbereiche, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, so eingerichtet werden, daß ein Betrachter in einem Winkelbereich β weißes Licht sieht und in einem an diesen Winkelbereich anschließenden Winkelbereich α farbiges Licht sieht. Dabei kann der Winkelbereich β einem Arbeitsbereich entsprechen, der hell ausgeleuchtet werden soll, während die Lichtabstrahlung in dem Winkelbereich α der allgemeinen Hintergrundbeleuchtung bzw. dem Setzen von Farbakzenten dient. Auch die umgekehrte Konstellation ist möglich, wie in Fig. 3 gezeigt ist, d.h. in einen an die Vertikale anschließenden Winkelbereich α wird farbiges Licht abgegeben und an den daran anschließenden Winkelbereich bis zur Horizontalen wird weißes Licht abgegeben. Die Winkelbereiche α und β können natürlich, wie es die Beleuchtungsaufgabe erfordert, unterschiedlich eingestellt werden, wie dies auch Fig. 2 und 3 zeigen. Statt zwei Bereichen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, können auch drei oder mehr Bereiche vorgesehen sein, in die jeweils Licht mit anderen Spektraleigenschaften abgestrahlt wird; ebenso kann das in den Winkelbereich β abgestrahlte Licht farbig sein und eine andere Farbe als das in den Winkelbereich α abgestrahlte Licht aufweisen.
Während in Fig. 2 und 3 die Winkelbereiche α und β der Klarheit halber als schaff abgegrenzte Winkelbereiche dargestellt sind, was auch bei Anwendungen, bei denen das weiße oder farbige Licht zu Markierungszwecken dient, etwa um einen bestimmten Raumbereich optisch abzugrenzen, durchaus sinnvoll ist, wird man in der Regel die Bereiche α und β überlappen lassen, so daß ein weicher optischer Übergang zwischen den Bereichen entsteht. Die Bereiche α und β können auch vollständig überlappen, um eine bestimmte Spektralcharakteristik, etwa zur Simulation von Tageslicht, zu erreichen.
Die Prismenplatten 21a und 21b haben neben ihrer lichtlenkenden und gegebenenfalls auch farbgebenden Funktion auch die weitere Funktion, eine optische Tiefenwirkung zu erzeugen, d.h. ein Betrachter, der auf die Lichtaustrittsöffnungen 19a und 19b schaut, nimmt das Ende des Leuchtengehäuse, insbesondere die Wand 12, nicht wahr, sondern sieht nur eine einheitliche leuchtende Fläche scheinbar ohne Begrenzung in der Vertikalen. Dies hat den physiologisch vorteilhaften Effekt, daß sich die Augen des Betrachters auf einen Punkt im Unendlichen fokussieren und die Augenmuskeln sich daher beim Bewachten dieser Lichtaustrittsöffnungen entspannen. Dies ist ein ähnlicher Effekt, wie wenn ein Bewachter in den Himmel schaut. Dieser Effekt der Prismenscheiben 21a und 21b, einerseits transparent zu leuchten, andererseits sämtliche Konturen dahinter zum Verschwinden zu bringen, kann auch mit anderen Mitteln erreicht werden. Beispielsweise können, wie in Fig. 4 gezeigt, die Prismenplatten 21a und 21b durch diffus streuende lichtdurchlässige Platten 31a und 31b ersetzt werden, wobei die Funktion der Lichtlenkung und der Begrenzung des Abstrahlwinkels bei dieser Ausführungsform durch die Reflektoren 12, 15, 17a und 17b sowie den Rand 33 des Leuchtengehäuses erfüllt wird.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer Anwendung in Form einer Hängeleuchte. Bei dieser Ausführungsform ist wieder ein Hauptreflektor 51 vorgesehen, der in einem Leuchtengehäuse 53 aufgenommen ist und eine untere Lichtaustrittsöffnung 55 und eine obere Lichtaustrittsöffnung 57 aufweist. In dem Hauptreflektor 51 befindet sich eine weißes Licht abstrahlende Lampe 58. In der unteren Lichtaustrittsöffnung sind wieder in bekannter Weise Rasterlemente 59 zur Blendungsbegrenzung vorgesehen. Die obere Lichtaustrittsöffnung 57 ist ganz oder teilweise von einem lichtdurchlässigen farbgebenden Element 61 verschlossen, beispielsweise einem Filter, der das hindurchtretende Licht mit einer bestimmten Farbe färbt. Das nach oben durch die Öffnung 57 abgestrahlte Licht wird von einem reflektierenden Segel 63 nach unten zurückgeworfen. Vorzugsweise ist das Segel 63 homogen diffus reflektierend, ggf. auch teilweise transparent, ausgebildet, so daß auch hier wieder die vorangehend beschriebene optische Tiefenwirkung auftritt, daß dem Benutzer zum einen die oberhalb des Segels 63 befindlichen Gegenstände verdeckt werden und er andererseits den Eindruck hat, daß das reflektierte Licht von oben aus dem Unendlichen kommt. Die lichtlenkenden Eigenschaften der Leuchte hinsichtlich des farbigen Lichts werden in diesem Fall in erster Linie durch das reflektierende Segel 63 bestimmt, wobei die Form der oberen Lichtaustrittsöffnung 57 sowie gegebenenfalls auch die Form des Leuchtengehäuses 53 zu einer Strahlbegrenzung des farbigen Lichts beitragen.
Zusätzlich oder alternativ zu den farbgebenden Elementen 61 kann auch ein gefärbtes Segel 63 verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Segel 63 in Bereichen, welche in unterschiedliche Raumbereiche reflektieren, unterschiedlich gefärbt ist.
Im Rahmen der Erfindung können hinsichtlich der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zahlreiche Abwandlungen oder Änderungen vorgesehen sein. Beispielsweise können die Eigenschaften der Lichtlenkung, der Farbgebung sowie der Erzeugung der vorangehend beschriebenen optischen Tiefenwirkung durch ein einzelnes Element, beispielsweise ein Prisma oder ein Beugungsgitter erreicht werden. Die verschiedenen Funktionen können jedoch einzeln oder in Unterkombination auch von verschiedenen Elementen wahrgenommen werden. Weiterhin können die farbgebenden Elemente auch eine vollständige Spektralzerlegung bewirken, so daß sich die Farbe kontinuierlich in Abhängigkeit von einem Winkel ändert. Dieser Winkel kann insbesondere ein Winkel in einer Ebene sein, welche die vertikale Achse einschließt. Er kann jedoch auch ein Winkel sein, der in einer Ebene senkrecht zu der Vertikalen liegt, so daß ein Betrachter, der in einem Kreis um die Lampe herumgeht, dabei unterschiedliche Farben in verschiedenen Positionen sieht. Während vorangehend Ausführungsformen mit einer einzigen Lampe beschrieben wurden, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt und umfaßt auch mehrlampige Ausführungsformen.
Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Deckeneinbauleuchte
3
Hauptreflektor
5
Lichtaustrittsöffnung
7
Lampe
9
Rasterelement
11
Leuchtengehäuse
12
Wand des Leuchtengehäuses
13
Lichtaustrittsöffnung
15
Dachreflektor
17a, 17b
Spiegel
19a, 19b
Lichtaustrittsöffnung
21a, 21b,
Prismenplatte
31a, 31b
Lichtdurchlässige Platte
33
Rand des Leuchtengehäuses
51
Hauptreflektor
53
Leuchtengehäuse
55
Lichtaustrittsöffnung
57
Lichtaustrittsöffnung
58
Lampe
59
Rasterelement
61
Farbgebendes Element
63
Reflektierendes Segel
α, β
Abstrahlwinkel

Claims (12)

  1. Leuchte mit einer Lampe (7; 58) und einer Einrichtung (3; 51), welche das von der Lampe abgegebene Licht in mindestens zwei getrennte Strahlbündel aufteilt, die jeweils entsprechend verschiedenen Strahlengängen gelenkt werden, wobei zumindest in einem ersten Strahlengang ein wellenlängenselektives Element (17a; 17b; 61) vorhanden ist, welches farbgebend oder farbverändernd wirkt, während mindestens in einem zweiten Strahlengang kein derartiges Element oder ein Element mit anderen wellenlängenselektiven Eigenschaften vorhanden ist, so daß das Licht, das von der Leuchte über den ersten Strahlengang abgegeben wird, farblich von dem Licht verschieden ist, das über den zweiten Strahlengang abgegeben wird.
  2. Leuchte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hauptreflektor (3; 51), in dem die Lampe (7; 58) angeordnet ist und der eine Lichtaustrittsöffnung (5; 55) der Leuchte festlegt, über welche Licht der Lampe im wesentlichen direktstrahlend abgegeben wird.
  3. Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Lichts der Lampe (7; 57) auf einen Sekundärreflektor (12, 15, 17a, 17b; 63) eingestrahlt und von diesem reflektiert wird, wobei in dem Strahlengang, der den Sekundärreflektor (12, 15, 17a, 17b; 63) einschließt, ein wellenlängenselektives Element (17a, 17b; 61) vorgesehen ist, während in dem Strahlengang von der Lampe zu der besagten ersten Lichtaustrittsöffnung (5; 55) kein wellenlängenselektives Element vorhanden ist.
  4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Diffusorelement (21a, 21b; 31a, 31b; 63) in dem ersten Strahlengang, welches Intensitätsunterschiede des darauf eingestrahlten Lichts vergleichmäßigt.
  5. Leuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Diffusorelement (21a, 21b; 31a, 31b; 63) zumindest teilweise transparent ist.
  6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich (α), in den Licht über den ersten Strahlengang abgestrahlt wird, mit dem Bereich (β), in den Licht über den zweiten Strahlengang abgestrahlt wird, ganz oder teilweise überlappt.
  7. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich (α), in den Licht über den ersten Strahlengang abgestrahlt wird, im wesentlichen von demjenigen Bereich (β), in den Licht über den zweiten Strahlengang abgestrahlt wird, verschieden ist.
  8. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektraleigenschaften des über den ersten Strahlengang abgestrahlten Lichts in Abhängigkeit von einem Abstrahlwinkel, der in einer Ebene senkrecht zur Leuchtenachse liegt, variieren.
  9. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Strahlengänge ein Element vorgesehen ist, welches gleichzeitig eine lichtlenkende und wellenlängenselektive Funktion in dem Strahlengang erfüllt.
  10. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum selektiven Blockieren eines Strahlengangs, welcher ein wellenlängenselektives Element enthält.
  11. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseigenschaften des wellenselektiven Elements veränderbar sind.
  12. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß über den zweiten Strahlengang Licht mit im wesentlichen den Spektraleigenschaften der Lampe (7; 58) und über den ersten Strahlengang farbiges Licht abgegeben wird, wobei der Lichtstromanteil des zweiten Strahlengangs größer als derjenige des ersten Strahlengangs ist.
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