EP3438524A1

EP3438524A1 - Leuchte

Info

Publication number: EP3438524A1
Application number: EP18175680.0A
Authority: EP
Inventors: Matthias Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Bremerich
Original assignee: Erco GmbH
Current assignee: Erco GmbH
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-02-06
Also published as: US11536436B2; US20220042669A1; US20190041028A1; US11199306B2

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem eine Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen (17) oder Gebäudeteilflächen, umfassend ein Gehäuse (11), wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED (12, 12a, 12b, 12c), und wenigstens eine Kollimatoroptik (15, 15a, 15b, 15c) zur Bündelung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes. Die Besonderheit liegt unter anderem darin, dass im Lichtpfad hinter der Kollimatoroptik wenigstens zwei Linsenplatten (18, 19) vorgesehen sind, auf denen jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c), insbesondere gruppiert, angeordnet ist, wobei der Abstand (32) zwischen den beiden Linsenplatten mittels einer Verstelleinrichtung (20) änderbar ist, und wobei die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten unterschiedliche Lichtverteilungen (37, 38, 39, 50a, 50b, 50c) bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Leuchte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Leuchten werden von der Anmelderin seit geraumer Zeit entwickelt und gefertigt.
Leuchten der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen und Patenten DE 10 2008 063 369 B1 , DE 10 2010 022 477 A1 , DE 10 2009 060 897 B1 , DE 10 2010 008 359 A1 , EP 2 327 927 B1 , DE 10 2012 006 999 A1 , DE 10 2013 011 877 B1 und DE 10 2013 021 308 B1 beschrieben, die sämtlich auf die Anmelderin zurückgehen.
Aus den druckschriftlich vorbekannten Leuchten der gattungsgemäßen Art ist es bereits bekannt, das von einer Lichtquelle, insbesondere von einer LED, stammende Licht durch eine Kollimatoroptik zu bündeln, und sodann einer Tertiäroptik in Form einer Linsenplatte zuzuführen. Eine solche Linsenplatte ist beispielsweise in der EP 2 204 604 B1 beschrieben.
Um die Abstrahlcharakteristik der Leuchte, also die mit der Leuchte generierbare Lichtverteilung, zu ändern, ist es bekannt, Linsenplatten mit unterschiedlichen Linsenelementen zu verwenden. Durch Austausch einer ersten Linsenplatte durch eine zweite Linsenplatte, welche Linsenelemente mit anderen Krümmungsradien oder anderen Facetten aufweist, kann so beispielsweise der Abstrahlwinkel der Leuchte geändert werden.
Ausgehend von einer Leuchte der gattungsgemäßen Art besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine bekannte Leuchte derartig weiterzubilden, dass die Leuchte eine Änderung ihrer Abstrahlcharakteristik auf komfortable Weise erlaubt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass im Lichtpfad hinter der Bündelungsoptik, insbesondere einer Kollimatoroptik, wenigstens zwei Linsenplatten vorgesehen sind, auf denen jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen, insbesondere gruppiert, angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen den beiden Linsenplatten mittels einer Verstelleinrichtung änderbar ist, und wobei die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten unterschiedliche Lichtverteilungen bereitstellt.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, zwei Linsenplatten vorzusehen. Die Linsenplatten sind seriell hintereinander geschaltet. Das von der Bündelungsoptik abgestrahlte Licht durchdringt zunächst die erste Linsenplatte und sodann die zweite Linsenplatte. Jede der beiden Linsenplatten weist eine Mehrzahl von Linsenelementen auf. Die Linsenelemente sind insbesondere gruppiert, weiter insbesondere gemäß einem vorgegebenen Raster, oder gemäß einer vorgegebenen Struktur, gruppiert angeordnet.
Gemäß dem Prinzip der Erfindung umfasst die Leuchte wenigstens eine Bündelungsoptik. Als Bündelungsoptik wird eine Einrichtung verstanden, die das von der Lichtquelle emittierte Licht bündeln kann. Es kann sich dabei insbesondere um eine Kollimatoroptik handeln, also um ein Linsenelement, welches die Bündelung bewirkt. Alternativ kann die Bündelungsoptik auch von einem Reflektorelement bereitgestellt sein.
Entscheidend ist, dass das von der Lichtquelle und der Bündelungsoptik, die gemeinsam auch als Lichtantrieb bezeichnet werden, paralleles oder im wesentlichen paralleles Licht oder näherungsweise paralleles Licht emittiert wird.
Soweit im Zuge dieser Patentanmeldung die Erfindung anhand einer Kollimatoroptik beschrieben wird, soll dies lediglich beispielhaft für Bündelungsoptiken generell verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Leuchte umfasst darüber hinaus eine Verstelleinrichtung. Mittels der Verstelleinrichtung ist der Abstand zwischen den beiden Linsenplatten änderbar. Die Verstelleinrichtung kann in einer ersten Variante die erste Linsenplatte relativ zu der fest am Gehäuse angeordneten zweiten Linsenplatte verlagern, oder alternativ die zweite Linsenplatte relativ zu der fest relativ zu dem Gehäuse angeordneten ersten Linsenplatte verlagern. Gemäß einer weiteren Variante sind beide Linsenplatten relativ zu dem Gehäuse verlagerbar, und werden durch die Verstelleinrichtung unter Änderung ihres Abstandes zueinander verlagert.
Das Prinzip besteht weiter darin, dass die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten voneinander unterschiedliche Lichtverteilungen bereitstellt. So kann die Leuchte bei einer ersten Abstandsstellung der beiden Linsenplatten eine erste Abstrahlcharakteristik, beispielsweise eine enge Lichtabstrahlung, beispielsweise eine Spot-Abstrahlcharakteristik bereitstellen, und bei einer zweiten unterschiedlichen Abstandsstellung der Linsenplatten voneinander eine zweite Lichtverteilung, beispielsweise einen größeren Abstrahlwinkel, insbesondere eine Flood- oder Wideflood-Lichtverteilung bereitstellen.
Als Leuchte zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen werden jegliche Leuchten angesehen, die als Boden-, Wand- oder Deckenleuchte eines Gebäudes, gegebenenfalls als Strahler oder als Einbauleuchte, der Ausleuchtung einer Gebäudefläche oder einer Gebäudeteilfläche dienen. Gleichermaßen werden hierunter Leuchten verstanden, die Flächen eines Außenbereichs eines Gebäudes, also z. B. Parkplatzflächen, Grünflächen oder Wegflächen, ausleuchten können. Unter auszuleuchtenden Gebäudeflächen im Sinne des Anspruches 1 werden auch auszuleuchtende Gemälde oder Kunstobjekte verstanden.
Die Leuchte kann beispielsweise als Strahler ausgebildet sein, und z. B. deckenseitig in einem Gebäuderaum oder bodenseitig, auch in einem Außenraum, lageveränderbar und feststellbar angeordnet sein. Sie kann aber beispielsweise auch als Downlight ausgebildet sein, und Bodenbereiche oder Wandbereiche des Gebäuderaumes ausleuchten.
Die Leuchte umfasst ein Gehäuse, in dem zumindest die Lichtquelle untergebracht ist. Insbesondere umfasst die Leuchte ggf. auch selbstverständliche Bauelemente, wie z. B. einen Sockel für die Lichtquelle, z. B. im Falle einer als LED ausgebildeten Lichtquelle eine Platine, und elektronische Steuerelemente oder andere elektronische Bauelemente. Die Leuchte kann auch eine Spannungsversorgung aufweisen. Der Leuchte kann ein integriertes oder externes Betriebsgerät zugeordnet sein, das in einem gesonderten Gehäuse, oder in demselben Gehäuse angeordnet ist.
Als Lichtquelle sind vorzugsweise eine oder mehrere LEDs vorgesehen. Alternativ kommen auch andere Lichtquellen, wie beispielsweise Laser, in Betracht. Vorzugsweise werden punktförmige, oder nahezu punktförmige, Lichtquellen eingesetzt.
Als Lichtquelle kommen auch sogenannte COB-LEDs (d. h. Chip on Board LEDs) in Betracht. Diese können beispielsweise auch mit einem Reflektor zusammen eine Bündelungsoptik im Sinne der Erfindung bereitstellen.
Die Lichtquelle bildet gemeinsam mit der Kollimatoroptik eine Einheit. Die Kollimatoroptik dient zur Bündelung des von der Lichtquelle, insbesondere von der LED, emittierten Lichtes. Die Kollimatoroptik kann im Falle einer Verwendung einer LED als Lichtquelle eine herkömmliche Kollimatoroptik sein, wie sie in den eingangs beschriebenen Schutzrechten der Anmelderin, deren Inhalt hiermit in den Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung mit eingeschlossen werden, offenbart ist.
Im Rahmen dieser Patentanmeldung wird die Lichtquelle zusammen mit der Bündelungsoptik, insbesondere der Kollimatoroptik, auch als Lichtantrieb bezeichnet. Der Lichtantrieb dient insbesondere dazu, paralleles, oder im wesentlichen paralleles Licht, auf die Eingangsseite einer ersten Linsenplatte zu werfen. Die Linsenplatten sind beide transparent oder transluzent ausgebildet, und bestehen z. B. aus einem durchsichtigen Kunststoff, oder aus Glas. Vorzugsweise sind die Linsenplatten jeweils aus Kunststoff, z. B. aus PMMA, oder Acrylglas, oder einem vergleichbaren Kunststoff bereitgestellt, und können insbesondere von einem Spritzgießteil gebildet sein.
Die beiden Linsenplatten können identisch oder im wesentlichen identisch ausgebildet sein. Bei einer Variante der Erfindung sind die beiden Linsenplatten unterschiedlich ausgebildet.
Das von der Kollimatoroptik emittierte Licht tritt in die Eintrittsfläche der ersten Linsenplatte ein, und tritt durch die Austrittsseite der ersten Linsenplatte aus. Von dort wird es auf die Eintrittsseite der zweiten Linsenplatte gerichtet, und tritt durch die Austrittsfläche der zweiten Linsenplatte aus.
Im Lichtweg hinter der zweiten Linsenplatte kann die Leuchte noch ein Abschlussglas aufweisen. Von der Erfindung sind aber insbesondere Leuchten umfasst, bei denen im Lichtpfad hinter der zweiten Linsenplatte keine weiteren optischen Elemente mehr angeordnet sind. Freilich sind von der Erfindung auch Leuchten umfasst, bei denen noch eine Diffusorfolie oder vergleichbare Elemente im Lichtweg hinter der zweiten Linsenplatte angeordnet sind.
Gemäß der Erfindung ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen. Mittels der Verstelleinrichtung kann der Abstand zwischen den beiden Linsenplatten geändert werden. Die Verstelleinrichtung kann motorisch angetrieben sein, oder infolge einer manuellen Betätigung den Abstand zwischen den beiden Linsenplatten ändern. Der Verstellweg kann beispielsweise einige Millimeter betragen. Die Linsenplatten sind zumindest zwischen einer ersten Abstandsstellung und einer zweiten Abstandsstellung einstellbar. In einer ersten Abstandsstellung der beiden Linsenplatten generiert die Leuchte eine erste Lichtverteilung, und in einer zweiten, unterschiedlichen Abstandsstellung der beiden Linsenplatten generiert die Leuchte eine zweite, von der ersten unterschiedliche Verteilung. Die beiden unterschiedlichen Lichtverteilungen können beispielsweise unterschiedliche Abstrahlwinkel der Leuchte umfassen.
Bei einer Variante der Erfindung ist der Abstand zwischen den beiden Linsenplatten kontinuierlich, und weiter vorzugweise im wesentlichen stufenlos, änderbar. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen den beiden Linsenplatten in diskreten Schritten, das heißt, z. B. stufenweise, änderbar.
Auf den beiden Linsenplatten sind jeweils zahlreiche Linsenelemente angeordnet. Die Linsenelemente können beispielsweise von sphärisch oder asphärisch gewölbten Facetten bereitgestellt sein. Bei einer Variante der Erfindung ist jeweils einem Linsenelement auf der ersten Linsenplatte ein Linsenelement auf der zweiten Linsenplatte zugeordnet. Das auf das Linsenelement der ersten Linsenplatte von der Kollimatoroptik fallende Licht wird bei dieser Variante ausschließlich auf ein gegenüberliegendes Linsenelement auf der zweiten Linsenplatte hin gerichtet. Diese eineindeutige Zuordnung zweier Linsenelemente an den unterschiedlichen Linsenplatten bleibt auch für unterschiedliche Abstandsstellungen gemäß einer Variante der Erfindung bewahrt.
Aufgrund des Umstandes, dass die Kollimatoroptik paralleles oder im wesentlichen paralleles Licht auf die erste Linsenplatte einstrahlt, sind die einzelnen Strahlenbündel vergleichbar:
Jedem oder nahezu jedem Linsenelement an der ersten Linsenplatte ist ein Linsenelement an der zweiten Linsenplatte gegenüberliegend festzugeordnet. Entsprechende Paare von einander gegenüberliegenden Linsenelementen zeigen jeweils ein gleiches optisches Verhalten bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten voneinander.
Die feste Zuordnung der Linsenelemente der ersten Linsenplatte zu den Linsenelementen der zweiten Linsenplatte bleibt dadurch gewährleistet, dass während der Abstandsänderung die Drehposition der beiden Linsenplatten relativ zueinander nicht verändert wird. Hierfür kann eine Positioniereinrichtung sorgen.
Die Linsenelemente können gemäß der Erfindung jeweils an einer oder auch jeweils an beiden Seiten der Linsenplatten angeordnet sein.
Wenn die Linsenelemente nur an einer Seite der Linsenplatte angeordnet sind, können diese einander zugewandt angeordnet sein oder voneinander abgewandt angeordnet sein.
Von der Erfindung ist weiter umfasst, wenn die Linsenelemente einer Linsenplatte sämtlich identisch ausgebildet sind oder ähnlich zueinander ausgebildet sind. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn die Linsenplatten verschiedene Linsenelemente oder mehrere Gruppen unterschiedlicher Linsenelemente tragen, wobei die Linsenelemente einer Gruppe identisch ausgebildet sind.
Die Linsenelemente einer Linsenplatte können beispielsweise einen identischen Radius aufweisen, so dass sämtliche Linsenelemente einer Linsenplatte eine identische Brennweite aufweisen.
Die Linsenelemente der jeweils anderen Linsenplatte können einen gleichen oder einen unterschiedlichen Radius aufweisen. Bei einer Variante der Erfindung ist die Brennweite der Linsenelemente oder Linsenplatte, die der Kollimatoroptik benachbart ist, größer, als die Brennweite der Linsenelemente der Linsenplatte, die fern der Kollimatoroptik angeordnet ist.
Die einzelnen Linsenelemente können beispielsweise von sphärischen oder asphärischen Wölbungen, beispielsweise auch von Rotationsparaboloiden, bereitgestellt sein. Die einzelnen Linsenelemente können angenähert von einer Kugelform bzw. durch einen Radius beschrieben werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verstelleinrichtung einen motorischen, insbesondere elektromotorischen, Antrieb. Die Verstelleinrichtung ist beispielsweise mit einem Elektromotor ausgestattet, der für eine unmittelbare Verlagerung einer der beiden Linsenplatten relativ zu der anderen Linsenplatte Sorge tragen kann. Der Antrieb kann mit einer Steuerung kooperieren, die Steuerbefehle empfangen kann. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass unmittelbar an der Leuchte, insbesondere im Gehäuse der Leuchte, oder an einem Gehäuse des Betriebsgerätes, oder in unmittelbarer Zuordnung zu der Leuchte, eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die es einem Benutzer erlaubt, unmittelbar oder mittelbar Steuerbefehle zur Änderung der Lichtabstrahlcharakteristik der Leuchte einzugeben. Alternativ kann der Antrieb auch über ein zentrales Leuchtensteuerungssystem, z. B. von einer entfernt oder distanziert von der Leuchte angeordneten Kommandozentrale, z. B. von einer Lichtsteuerungszentrale, angesprochen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verstelleinrichtung ein manuell betätigbares Verstellelement. Hier kann beispielsweise durch eine manuelle Betätigung, z. B. durch einen Drehschalter, einen Knebel, einen drehbaren Stellring, oder ein anderes Stellelement oder Stellglied, für eine Abstandsveränderung zwischen den beiden Linsenplatten gesorgt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verstelleinrichtung eine Positioniereinrichtung zugeordnet, die bei Durchführung einer Abstandsänderung zwischen den beiden Linsenplatten für eine Beibehaltung der relativen Drehposition zwischen den beiden Linsenplatten sorgt. Die relative Drehposition der einen Linsenplatte relativ zu der anderen Linsenplatte wird dabei während der Abstandsänderung beibehalten. Dies kann beispielweise für eine Drehverhinderung sorgen, die z. B. Führungsstangen oder entsprechende Aufnahmen oder dergleichen umfasst.
Auch können axiale Lagerungen für die gewünschte Axialbewegung der beiden Linsenplatten relativ zueinander ohne Durchführung einer Drehbewegung sorgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die unterschiedlichen Lichtverteilungen unterschiedliche Abstrahlwinkel der Leuchte. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Leuchte eine im wesentlichen rotationssymmetrische Lichtverteilung generiert, wobei ein erster Abstrahlwinkel von beispielsweise 8° oder 10° und ein zweiter Abstrahlwinkel von beispielsweise 60° oder 90° vorgesehen ist. Dazwischen können beliebig viele kontinuierlich geänderte Abstrahlwinkel entsprechend unterschiedlichen Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten zueinander erzielt werden.
Die unterschiedlichen Abstrahlwinkel können gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung z. B. Lichtverteilungen zwischen Spot und Wideflood umfassen.
Eine Änderung der Lichtverteilung gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Änderung des Abstrahlwinkels von einer Spot- zu einer Flood-Charakteristik, oder von einer Flood- zu einer Wideflood-Charakteristik, oder von einer Spot-Charakteristik über eine Flood-Charakteristik zu einer Wideflood-Charakteristik umfassen. Eine Spot-Charakteristik umfasst gemäß der Erfindung insbesondere Abstrahlwinkel von weniger als 30°, eine Flood-Lichtverteilung umfasst insbesondere etwa Abstrahlwinkel zwischen 30 und 45°, und eine Wide-Flood-Lichtverteilung umfasst insbesondere Abstrahlwinkel zwischen 45 und 70°.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind insbesondere Abstrahlwinkel zwischen einer Spotverteilung von etwa 8° und einer Widefloodverteilung entsprechend einem Abstrahlwinkel von etwa 65° kontinuierlich änderbar.
Der guten Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass als Abstrahlwinkel bzw. als Winkelangabe einer Lichtverteilung im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere derjenige Winkel bezeichnet wird, der im fachmännischen Sinne als Öffnungswinkel bezeichnet wird, und den sogenannten "full width half max"-Wert darstellt. Es handelt sich dabei also um denjenigen Wert des Lichtabstrahlwinkels, bei dem die Lichtintensität etwa auf die Hälfte der maximalen Lichtintensität gefallen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen den Linsenplatten kontinuierlich änderbar. Dies kann durch eine stufenlos operierende Verstelleinrichtung gewährleistet werden. Mit einer kontinuierlichen Änderung des Abstandes zwischen den beiden Linsenplatten kann eine kontinuierliche Änderung der Abstrahlcharakteristik der Leuchte, insbesondere eine kontinuierliche Änderung des Abstrahlwinkels, erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine der beiden Linsenplatten fest relativ zu dem Gehäuse angeordnet, und die andere Linsenplatte ist mittels der Verstelleinrichtung relativ zu der anderen Linsenplatte und/oder relativ zu dem Gehäuse verlagerbar.
Hierdurch kann für eine besonders präzise Verstellung der Linsenplatten relativ zueinander gesorgt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Linsenelemente an wenigstens einer der beiden Linsenplatten Facetten. Insbesondere sind die Facetten gewölbt ausgebildet. Vorteilhaft sind sämtliche oder nahezu sämtliche Linsenelemente als Facetten ausgebildet. Weiter vorteilhaft sind sämtliche oder nahezu sämtliche Facetten identisch ausgebildet.
Die Facetten können sphärisch oder asphärisch gewölbt sein. Sie können insbesondere auch an eine Sphäre angenähert sein. Weiter können die Facetten von einem Rotationsparaboloid bereitgestellt sein, und beispielsweise einen parabelförmigen oder im wesentlichen parabelförmigen Querschnitt aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann einem Linsenelement eine Brennweite zugeordnet werden. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass jedem oder nahezu jedem der Linsenelemente dieselbe oder nahezu dieselbe Brennweite zugeordnet ist.
Weiter vorteilhafterweise liegt der Verstellweg, entlang dem eine Änderung des Abstandes zwischen den beiden Linsenplatten voneinander vorgenommen werden kann, etwa in der Größenordnung von zwei Brennweiten. Dies bedeutet, dass die Linsenplatten zwischen einer ersten Abstandsstellung, in der sie einander kontaktieren, und in einer zweiten Abstandsstellung, in der sie etwa zwei Brennweiten voneinander beabstandet sind, verlagerbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils ein Linsenelement einer Linsenplatte einem Linsenelement der anderen Linsenplatte zugeordnet. Die Zuordnung kann insbesondere fest getroffen sein. Dies bedeutet, dass auch während einer Änderung des Abstandes zwischen zwei Linsenplatten die Zuordnung beibehalten bleibt. Dabei kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass das von der Kollimatoroptik auf ein bestimmtes Linsenelement der ersten Linsenplatte fallende Licht ausschließlich zu einem bestimmten gegenüberliegenden Linsenelement der zweiten Linsenplatte hin gelenkt wird. Weiter vorteilhaft ist diese feste Zuordnung entlang des gesamten Verstellweges unveränderlich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuordnung derart getroffen, dass Lichtanteile, die von der Kollimatoroptik ausgehen, auf ein Linsenelement der ersten Linsenplatte treffen, und von diesem nur zu einem Linsenelement der zweiten Linsenplatte hin gerichtet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Zuordnung der Linsenelemente des ersten Linsenelementes zu den Linsenelementen des zweiten Linsenelementes bei einer Änderung des Abstandes zwischen den Linsenplatten beibehalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Linsenelemente an wenigstens einer der beiden Linsenplatten Lentikularfacetten. Es handelt sich dabei um axial langgestreckte, zylindrische Facetten, die entlang einer ersten Ebene gekrümmt sind, und entlang einer zweiten, quer dazu stehenden Ebene, nicht gekrümmt, oder allenfalls schwach gekrümmt sind.
Die Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren nach Anspruch 15.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf komfortable Weise eine Änderung der Abstrahlcharakteristik einer Leuchte erreichbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 15.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen, zu den Ansprüchen 1 bis 14 geltenden Ausführungen und Bemerkungen verwiesen, die in analoger Weise auch auf die Erfindung nach Anspruch 15 zutreffen.
Die oben beschriebene Aufgabe wird des weiteren gelöst durch eine Leuchte nach Anspruch 16.
Das Prinzip besteht hier darin, anstelle zweier im Lichtweg hinter der Bündelungsoptik angeordnete Linsenplatten eine Vielzahl von Linsenelementen unmittelbar an der Kollimatoroptik, insbesondere an deren Ausgangsseite oder Lichtaustrittsseite, vorzusehen, und die zweite Linsenplatte relativ zu der Kollimatoroptik zum Zwecke der Änderung der Abstrahlcharakteristik der Leuchte mittels einer Verstelleinrichtung zu verlagern.
Im übrigen wird zur Erläuterung dieser Erfindung und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen für Leuchten der Ansprüche 1 bis 14 verwiesen, deren Erklärungen und merkmalsmäßige vorteilhafte Ausgestaltung gleichermaßen zu der Erfindung nach Anspruch 16 Anwendung finden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen, sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der zahlreichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.
Darin zeigen:

Fig. 1: in einer teilgeschnittenen, blockschaltbildartigen, schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte mit einem Lichtantrieb umfassend eine LED und einen Kollimator und zwei mittels einer Verstelleinrichtung relativ zueinander verstellbaren Linsenplatten,
Fig. 2: in einer abgebrochenen, schematischen Unteransicht, etwa entlang Ansichtspfeil II in Fig. 1, eine Linsenplatte in Draufsicht unter Andeutung der relativen Positionen der Lichtantriebe,
Fig. 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 2,
Fig. 4: in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht einen Ausschnitt aus der Leuchte der Fig. 1, mit angedeuteter Verstelleinrichtung und den beiden Linsenplatten in einer ersten maximalen Abstandsstellung,
Fig. 5: ein Ausführungsbeispiel der Fig. 4 in einer zweiten Abstandsstellung,
Fig. 6: das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 in einer dritten Abstandsstellung unter höchstmöglicher Annäherung der beiden Linsenplatten aneinander,
Fig. 7: schematisch eine auszuleuchtende Gebäudefläche mit der von der Leuchte der Fig. 1 auf der Gebäudefläche generierten Lichtverteilung entsprechend der Abstandsstellung der beiden Linsenplatten gemäß Fig. 4,
Fig. 8: die Lichtverteilung in einer Darstellung gemäß Fig. 7 entsprechend der Abstandsstellung der beiden Linsenplatten gemäß der Fig. 5,
Fig. 9: die Lichtverteilung auf der Gebäudefläche entsprechend einer Darstellung der Fig. 7 entsprechend einer Abstandsstellung der beiden Linsenplatten gemäß Fig. 6,
Fig. 10: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte unter Veranschaulichung einer manuell betätigbaren Verstelleinrichtung in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht unter Veranschaulichung eines Verstellrings,
Fig. 11: in einer teilgeschnittenen, schematischen Ansicht einen Schnitt durch die Leuchte der Fig. 10 etwa entlang Schnittlinie XI-XI in Fig. 10,
Fig. 12: eine teilgeschnittene, schematische Draufsicht auf die Leuchte der Fig. 10 etwa entlang Ansichtspfeil XII in Fig. 10,
Fig. 13: eine abgebrochene, teilgeschnittene, schematische Ansicht nur des Verstellringes in Einzeldarstellung etwa entlang Ansichtsschnittlinie XIII-XIII der Fig. 12,
Fig. 14: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 2 unter Veranschaulichung von Lentikularlinsen,
Fig. 15: eine teilgeschnittene, schematische Ansicht der Linsenplatten etwa gemäß Schnittlinie XV-XV in Fig. 14,
Fig. 16: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte unter Verwendung von zwei Linsenplatten gemäß Fig. 14 in einer Darstellung gemäß Fig. 4,
Fig. 17: eine Veranschaulichung der Lichtverteilung der von der Leuchte der Fig. 16 erzeugten Lichtverteilung in einer Darstellung gemäß Fig. 7,
Fig. 18: die Leuchte der Fig. 16 mit einer geänderten Abstandsstellung der beiden Linsenplatten zueinander,
Fig. 19: die Lichtverteilung der Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 17 bei einer Abstandsstellung der Linsenplatten gemäß Fig. 18,
Fig. 20: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linsenplatte unter Verwendung von Lentikularfacetten in einer Darstellung gemäß Fig. 14,
Fig. 21: eine vergrößerte schematische Einzeldarstellung einer einzigen Lentikularfacette gemäß Teilkreis XXI in Fig. 20,
Fig. 22: eine teilgeschnittene Ansicht durch die Facette der Fig. 21 entlang Schnittlinie XII-XII in Fig. 21,
Fig. 23: eine teilgeschnittene Ansicht durch die Facette der Fig. 21 entlang Schnittlinie XXIII-XXIII in Fig. 21,
Fig. 24: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte unter Verwendung einer ersten, gemäß Fig. 24 unteren, Linsenplatte gemäß Fig. 20 und einer zweiten Linsenplatte gemäß Fig. 14 in einer Darstellung gemäß Fig. 16,
Fig. 25: die Leuchte der Fig. 24 mit einer geänderten Abstandsstellung der Linsenplatten zueinander,
Fig. 26: die Lichtverteilung der Leuchte der Fig. 24 auf der auszuleuchtenden Gebäudewand bei einer Abstandsstellung gemäß Fig. 24,
Fig. 27: die Lichtverteilung auf der Gebäudewand bei der Abstandsstellung der Fig. 21,
Fig. 28: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der Lichtantrieb durch eine Chip on Board LED und einen Reflektor als Bündelungsoptik bereitgestellt ist,
Fig. 29: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1, wobei hier anstelle zweier Linsenplatten eine Kollimatoroptik mit unmittelbar daran angebrachten Linsenelementen und eine unter einem veränderbaren Abstand hierzu angeordnete Linsenplatte vorgesehen ist,
Fig. 30: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 2, unter Verwendung von zentrisch angeordneten ringförmigen Lentikullarlinsen,
Fig. 31: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1, wobei die der Kollimatoroptik ferne Linsenplatte - im Unterschied zu der Darstellung der Fig. 1 - um 180°gedreht oder geometrisch invertiert angeordnet ist, mithin die Linsenelemente voneinander weggewandt sind,
Fig. 32: ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß Fig. 31, wobei die Linsenelemente der der Kollimatoroptik näheren Linsenplatte einen größeren Radius und die Linsenelemente der gegenüberliegenden zweiten Linsenplatte einen demgegenüber kleineren Radius aufweisen,
Fig. 33: eine teilgeschnittene, abgebrochene und schematische Darstellung eines Ausschnittes der Linsenplatte gemäß Fig. 31, etwa gemäß Teilkreis XXXIII in Fig. 31, und
Fig. 34: in einer Darstellung gemäß Fig. 31, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte, bei der die Linsenelemente beider Linsenplatten auf der jeweiligen, der Kollimatoroptik abgewandten Seite der jeweiligen Linsenplatte angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung, auch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, beispielhaft beschrieben. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber - auch soweit unterschiedliche Ausführungsbespiele betroffen sind - gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente oder Bereiche mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben, bezeichnet.
Merkmale, die nur in Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, können im Rahmen der Erfindung auch bei jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen werden. Derartig geänderte Ausführungsbeispiele sind - auch wenn sie in den Zeichnungen nicht dargestellt sind - von der Erfindung mit umfasst.
Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der zitierten Druckschriften und der beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, einzelne oder mehrere Merkmale dieser Unterlagen in einen oder in mehrere Ansprüche der vorliegenden Anmeldung mit aufzunehmen.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte wird zunächst anhand der Fig. 1 erläutert:
Dort ist nur sehr schematisch eine Leuchte 10 dargestellt, die ein Gehäuse 11 aufweist. Innerhalb des nur abgebrochen dargestellt und angedeuteten Gehäuses 11 ist eine LED 12 auf einer schematisch angedeuteten Platine 13 angeordnet. Die LED wird über nicht dargestellte Spannungsversorgungsleitungen (in Fig. 10 z. B. mit 14 bezeichnet) mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt. Weitere elektronische Bauelemente, die zur Erzeugung der für die LED erforderliche Betriebsspannung vorgesehen sind, sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die LED strahlt über einen großen Raumwinkelbereich von beispielsweise 180° verteilt Licht ab. Dies soll durch die Lichtstrahlen 55a, 55b, 55c angedeutet werden. Die LED 12 liegt in einer Höhlung 57 einer eine Bündelungsoptik bereitstellenden Kollimatoroptik 15. Die Kollimatoroptik 15 umfasst Totalreflektionsflächen 58 und einen Deckenabschnitt 59. Insgesamt stellt die Kollimatoroptik 15 zusammen mit der LED 12 einen Lichtantrieb dar, der der Erzeugung eines im wesentlichen parallelen Lichtbündels 27 dient.
Innerhalb des Leuchtengehäuses 11 sind darüber hinaus eine erste Linsenplatte 18 und eine zweite Linsenplatte 19 angeordnet. Das von der LED 12 bzw. von der Austrittsfläche 56 der Kollimatoroptik 15 emittierte parallele Lichtstrahlenbündel 27 fällt als paralleles Teillichtstrahlenbündel 60 auf die Lichteintrittsfläche 28 der ersten Linsenplatte 18, durchtritt diese, und tritt im Bereich der Lichtaustrittsfläche 29 der ersten Linsenplatte 18 aus. Von dort fällt das Licht auf die Lichteintrittsfläche 30 der zweiten Linsenplatte 19 und tritt durch die Lichtaustrittsfläche 31 der zweiten Linsenplatte 19 aus.
Im Lichtpfad hinter der zweiten Linsenplatte 19 ist bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Leuchte kein weiteres optisches Element angeordnet. Das Licht kann von dort unmittelbar auf eine auszuleuchtende Gebäudefläche 17 treffen, die lediglich schematisch und nicht maßstäblich in Fig. 1 angedeutet ist.
Im Bereich der Lichtaustrittsöffnung 16 der Leuchte 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel also kein Abschlussglas oder dergleichen vorgesehen. Hier kann die zweite Linsenplatte 19 als eine Art Abschlussglas der Leuchte 16 fungieren.
Der Abstand zwischen der ersten Linsenplatte 18 und der zweiten Linsenplatte 19 wird in den Figuren mit 32 bezeichnet. Gemessen wird hierbei z. B. der Abstand zwischen der Lichteintrittsfläche 29 der ersten Linsenplatte 18 und der Lichteintrittsfläche 30 der zweiten Linsenplatte 19. Auch andere Bezugspunkte sind von der Erfindung umfasst.
Gemäß der Erfindung ist der Abstand 32 zwischen den beiden Linsenplatten 18, 19 mittels einer Verstelleineinrichtung 20 veränderbar. Die Verstelleinrichtung 20 kann einen motorischen Antrieb 21 umfassen, der in Fig. 1 lediglich angedeutet ist. Der motorische Antrieb 21 kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Signal- oder Steuerleitung Steuerbefehle von einer Leuchtensteuerung erhalten.
Die Verstelleinrichtung 20 kann aber auch ein manuell ansprechbares Betätigungselement umfassen, und auf einen motorischen Antrieb gänzlich verzichten. Anhand des später noch detailliert darzustellenden Ausführungsbeispiels der Figuren 10 bis 13 wird ein solches Betätigungselement einer rein manuell wirkenden Verstelleinrichtung vorgestellt.
Auf die Ausbildung der Verstelleinrichtung kommt es gemäß der Erfindung aber nicht an. Der Erfindung geht es grundsätzlich darum, dass die beiden Linsenplatten 18, 19 relativ zueinander in Axialrichtung Y unter Änderung ihres Abstandes 32 voneinander verlagerbar sind.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ist ersichtlich, dass entlang der Lichteintrittsfläche 28 der ersten Linsenplatte 18 eine Vielzahl von Linsenelementen in Form von gewölbten Facetten 22a, 22b, 22c angeordnet sind. Die Anordnung der Facetten ergibt sich beispielsweise aus den unterschiedlichen Varianten der Ausführungsbeispiele der Figuren 2 und 3. Die Linsenelemente 22a, 22b, 22c in Form gewölbter Facetten sind einander unmittelbar benachbart angeordnet. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn zwischen den Linsenelementen 22a, 22b, 22c geringfügige Abstände vorgesehen sind.
Auch auf der zweiten Linsenplatte 19 ist eine Vielzahl von Linsenelementen 23a, 23b, 23c angeordnet. Die beiden Linsenplatten 18, 19 können identisch ausgebildet sein.
Die einzelnen Facetten 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 bzw. die einzelnen Facetten 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 können jeweils einen sphärischen Querschnitt aufweisen, und dementsprechend beispielsweise von einem sphärisch gewölbten Körper, z. B. einem Kugelschnitt gebildet oder einem solchen Körper angenähert sein. Die Facetten können auch von einem Körper mit einer anderen Wölbung, z. B. einer asphärischen Wölbung, gebildet sein. Insbesondere können die einzelnen Facetten jeweils einen parabelförmigen Querschnitt aufweisen, und dementsprechend als Rotationsparaboloid gebildet sein.
Ausweislich der Darstellung der Fig. 1 ist jeder der Facetten 22a, 22b, 22c eine Brennweite 25 zugeordnet. Dies führt dazu, dass sich ein einfallendes Strahlenbündel 60 aus parallelem Licht, das z. B. gemäß Fig. 1 auf die Facette 22b fällt, in einem Brennpunkt 61 bündelt. Hier kreuzen sich alle einzelnen Lichtstrahlen.
Dem Pfad des Lichtes weiter folgend divergiert das Licht ausgehend von dem Brennpunkt 61 und fällt auf das Linsenelement 23b an der zweiten Linsenplatte 19. Da die Facette 23b zu der Facette 22b der ersten Linsenplatte 18 identisch gewölbt ist, ist ihr eine identische Brennweite 26 zuzuordnen. Die Brennweite 25 der Facette 22b der ersten Linsenplatte 18 und die Brennweite 26 der Facette 23b der zweiten Linsenplatte 19 sind also identisch.
Fig. 1 zeigt eine Beabstandung der beiden Linsenplatten 18, 19 unter einem Abstand 32, der dem Doppelten oder etwa dem Doppelten der Brennweite 25 (also zugleich auch dem Doppelten der Brennweite 26) entspricht.
Das von dem Brennpunkt 61 ausgehende und auf die Facette 23b treffende Teillichtstrahlenbündel 63 wird insoweit von der Facette 23b wieder kollimiert, und in ein paralleles Lichtstrahlenbündel 64 transformiert.
Ergänzend sei angemerkt, dass die blockschaltbildartige schematische Darstellung in Fig. 1 eine Linearführung 62 andeutet. Demnach ist die erste Linsenplatte 18 fest relativ zu dem Gehäuse 11 angeordnet, und die zweite Linsenplatte 19 relativ zu der ersten Linsenplatte unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung 20 entlang der Linearführung 62 in Axialrichtung Y verlagerbar.
Ausweislich der Figuren 2 und 3 ist deutlich, dass auf jeder Linsenplatte 18, 19 eine Vielzahl von Linsenelementen 22a, 22b, 22c angeordnet sind, wobei nur ein Teil dieser Facetten mit Bezugszeichen versehen ist.
In Zusammenschau mit der Fig. 1 ergibt sich, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c auf der ersten und auf der zweiten Linsenplatte 18, 19 jeweils auf der Lichteintrittsseite 28, 30 angeordnet sind, und die Lichtaustrittsfläche 29, 31 der jeweiligen Linsenplatte 18, 19 plan gehalten ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen können die jeweiligen Linsenplatten 18, 19 auch anders orientiert sein, so dass z. B. die Linsenelemente auf der Lichtaustrittsseite 29, 31 angeordnet sind, und die jeweilige Lichteintrittsseite 28, 30 von Linsenelementen freigehalten ist. Auf die Orientierung der Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c in Bezug zur Lichtquelle 12 kommt es gemäß der Erfindung nicht an.
Ausweislich der Figuren 2 und 3 wird deutlich, dass die Leuchte 10 eine im wesentlichen kreisförmige Lichtaustrittsöffnung 16 aufweisen kann, und dementsprechend auch die beiden Linsenplatten 18, 19 kreisscheibenförmig sind. Auf diese Geometrie ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Von der Erfindung sind auch Leuchten umfasst, die eine quadratische oder rechteckige oder einen anderen, z. B. polygonalen Kurvenzug aufweisende Lichtaustrittsöffnung aufweisen.
Aus den Figuren 2 und 3 wird des weiteren deutlich, dass bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 jede Leuchte drei Kollimatoroptiken 15a, 15b, 15c aufweist. Die Zahl der Kollimatoroptiken 15, 15a, 15b, 15c ist allerdings beliebig. Sie hängt insbesondere auch von der Zahl und der Ausbildung der LEDs ab.
Weiter wird aus den Figuren 2 und 3 deutlich, dass jeder Kollimatoroptik 15 (und damit auch jeder LED 12) eine Vielzahl einzelner Linsenelemente 22a, 22b, 22c zugeordnet ist. So zeigt beispielsweise die Darstellung der Fig. 2, dass der Kollimatoroptik 15c mehr als zwanzig einzelne Facetten 22a, 22b, 22c zugeordnet sind.
Dadurch, dass jeder Kollimatoroptik 15 bzw. jeder LED 12 jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen 22a, 22b, 22c zugeordnet ist, kann die Struktur der Lichtquelle 12 aufgelöst werden, und ist für einen im Raum befindlichen Betrachter nicht mehr erkennbar. Gleichermaßen sind die Strukturen der LED bzw. der Kollimatoroptik in der Lichtverteilung auf der Gebäudewand 17 nicht mehr erkennbar. Die Lichtverteilung auf der Gebäudewand ist homogen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Linsenplatte 18 und die zweite Linsenplatte 19 jeweils identisch ausgebildet. Insbesondere bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren 4 bis 9 soll nun weiter angenommen werden, dass die erste Linsenplatte 18 mit einer Vielzahl facettenartiger Linsenelemente 22a, 22b, 22c und die zweite Linsenplatte 19 mit einer Vielzahl weiterer facettenartiger Linsenelemente 23a, 23b, 23c versehen sind, wobei die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 und die Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 identisch zueinander ausgebildet und identisch zueinander positioniert sind.
Werden zwei identisch ausgebildete Linsenplatten 18, 19, wie in Fig. 4 dargestellt, axial beanstandet voneinander zueinander positioniert, so erfolgt die Positionierung derart, dass jedem Linsenelement der ersten Linsenplatte 18 ein anderes Linsenelement der zweiten Linsenplatte 19 fest zugeordnet ist. So ist ausweislich der Fig. 4 das Linsenelement 22b der ersten Linsenplatte 18 immer fest dem Linsenelement 23b der zweiten Linsenplatte 19 zugeordnet. Diese feste Zuordnung bleibt auch nach der Durchführung einer Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 bestehen.
Ausweislich der Figuren 4 bis 6 kann unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung 20 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Änderung des Abstandes 32 zwischen einem ersten Abstand gemäß Fig. 6, der einem Minimalabstand entspricht, und wobei es nahezu zu einem Kontakt zwischen der Eintrittsseite 30 der zweiten Linsenplatte 19 und der Austrittsseite 29 der ersten Linsenplatte 18 kommt, oder kommen kann, und einem zweiten, maximalen Abstand 32 gemäß Fig. 4, wobei die beiden Linsenplatten 18, 19 etwa um das Doppelte der Brennweite 25, 26 voneinander beabstandet sind, verlagert werden. Die Verlagerung kann dabei durch die Verstelleinrichtung z. B. kontinuierlich, insbesondere stufenlos, erfolgen.
Anhand der Figuren 7 bis 9 soll die auf der Gebäudefläche 17 generierte Lichtverteilung entsprechend den unterschiedlichen Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 18, 19 gemäß den Figuren 4 bis 6 erläutert werden:
Bei einer Abstandsstellung gemäß Fig. 4, in der der Abstand der beiden Linsenplatten 18, 19 zueinander etwa dem Doppelten der Brennweite 25, 26 entspricht, ist der Abstrahlwinkel 37 minimal. Er beträgt ausweislich der schematischen Darstellung der Fig. 4 0°, da es sich um paralleles Licht handelt. Tatsächlich wird im Hinblick auf den großen, in Fig. 1 natürlich nicht maßstäblich dargestellten, tatsächlichen Abstand der Gebäudefläche 17 von der Leuchte 10 der Abstrahlwinkel 37 beispielsweise etwa 12 bis 16° betragen. Dieser Abstrahlwinkel entspricht bereits dem Abstrahlwinkel des von der Kollimatoroptik 15 emittierten Lichtes.
Werden unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung 20 die beiden Linsenplatten 18, 19 aufeinander unter Verringerung des Abstandes 32 zubewegt, und beispielsweise eine Zwischenstellung gemäß Fig. 5 mit einem Abstand 32 erreicht, kann die zweite Linsenplatte 19 das von der ersten Linsenplatte 18 empfangene Licht nicht mehr maximal bündeln. Fig. 5 veranschaulicht, dass das Linsenelement 23b das von dem Linsenelement 22b empfangene Lichtstrahlenbündel nur noch in einem geringeren Maße kollimieren kann, und entsprechend ein zweiter Abstrahlwinkel 38 bereitgestellt wird. Dieser zweite Abstrahlwinkel 38 ist größer als der erste Abstrahlwinkel 37.
Während die Fig. 7 die Lichtverteilung zeigt, die einer Spot-Verteilung nahe kommt, ist der Lichtkegel ausweislich der Fig. 8 - entsprechend der Abstandsstellung der Linsenplatten 18, 19 gemäß Fig. 5 - bereits aufgeweitet. Sowohl die Höhe 52b als auch die Breite 51b der Lichtverteilung gemäß Fig. 8 sind gegenüber der Höhe 52a und der Breite 51a der Lichtverteilung gemäß Fig. 7 erheblich größer.
Unter der Annahme, dass die Lichtverteilung der Fig. 7 eine Spot-Lichtverteilung darstellt, stellt die Lichtverteilung der Fig. 8 bereits eine Flood-Lichtverteilung bereit.
Werden ausgehend von einer Abstandsstellung gemäß Fig. 5 die beiden Linsenplatten 18, 19 noch weiter aufeinander zubewegt, und ein Kontakt oder nahezu eine Kontaktstellung gemäß Fig. 6 erreicht, findet durch die zweite Linsenplatte 19 keine oder nahe keine Bündelung des von der ersten Linsenplatte 18 empfangenen Lichtes mehr statt. Hier ist der Abstrahlwinkel 39 erheblich größer als der Abstrahlwinkel 38 in der Abstandsstellung gemäß Fig. 5.
Die Lichtverteilung auf der Wand 17 gemäß Fig. 9 weist demzufolge eine noch größere Höhe 52c und Breite 51c, verglichen mit der Lichtverteilungskurve gemäß Fig. 8.
Hier ist eine Wide-Flood-Lichtverteilung erreicht.
Durch die Änderung des Abstandes zwischen den Linsenplatten 18, 19 und die feste Zuordnung der Linsenelemente 22a, 22b, 22c, der ersten Linsenplatte 18 zu den Linsenelementen 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 kann insoweit eine Änderung der Abstrahlcharakteristik der Leuchte 10, insbesondere eine Änderung des Abstrahlwinkels 37, 38, 39 erreicht werden.
Ausweislich der Figuren 10 bis 13 wird eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Verstelleinrichtung 20 erläutert, die über ein manuelles Stellglied verfügt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 weist die Leuchte 10 eine erste Linsenplatte 18 auf, die der Einfachheit halber ohne Linsenelemente dargestellt sind. Die Linsenplatte 18 ist fest relativ zu dem Gehäuse 11 angeordnet. Die Linsenplatte 19 ist relativ zu dem Gehäuse 11 und relativ zu der ersten Linsenplatte 18 und in Axialrichtung entlang des Pfeils Y verstellbar. Auch die Linsenplatte 19 weist Linsenelemente auf, die jedoch gleichermaßen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
Die zweite Linsenplatte 19 ist an einer Ringhalterung 40 fest angebracht. Die Ringhalterung 40 umfasst einen Ringkörper, der die zweite Linsenplatte 19 einfasst. An dem Ringkörper sind drei Kulissensteine 41a, 41b, 41c (vgl. Fig. 10, Fig. 11) um etwa 120°umfangsversetzt angeordnet und stehen radial nach außen über den Rand der Ringhalterung 40 hinaus vor.
Die Ringhalterung 40 umfasst weiter drei Positioniereinrichtungen 42a, 42b, 42c, die jeweils einen Positioniersteg 43a, 43b, 43c umfassen. Jedem Positioniersteg 43a, 43b, 43c an der Ringhalterung 40 zugehörig ist eine Positionieraufnahme 44a, 44b, 44c an dem Gehäuse 11 zugeordnet.
Fig. 10 zeigt zwei Positionierstege 43a und 43b und die zugehörigen Positionieraufnahmen 44a, 44b.
Die Positioniereinrichtungen 42a, 42b, 42c gewährleisten einen Drehschluss zwischen dem Leuchtengehäuse 11 und der Ringhalterung 40. Die Ringhalterung 40 ist zwar in Richtung des Doppelpfeils Y, also in Axialrichtung, axial verschieblich zu dem Leuchtengehäuse 11 angeordnet, aber um die Mittellängsachse 65 der Leuchte 10 nicht drehbar zu dem Leuchtengehäuse 11.
Ausweislich Fig. 10 weist die Verstelleinrichtung 20 darüber hinaus einen Verstellring 47 auf.
Dieser umgreift mit einer Kragenaufnahme 46 einen nach außen stehenden Kragen 45 des Gehäuses 11. Der Verstellring 47 ist insoweit um die Längsmittelachse 65 der Leuchte 10 drehbar, wird aber in Axialrichtung Y durch den Kragen 45 an einer relativen Axialbewegung relativ zu dem Leuchtengehäuse 11 gehindert.
An dem Verstellring 47 sind drei Kulissenschlitze 48a, 48b, 48c angeordnet, die der Aufnahme der Kulissensteine 41a, 41b, 41c dienen. Die drei Kulissenschlitze 48a, 48b, 48c sind, wie beispielsweise aus Fig. 11 ersichtlich, jeweils 120° umfangsversetzt angeordnet, und können sich beispielsweise entlang einem Winkelbereich von etwa 75° erstrecken.
Ausweislich der Fig. 13, einer abgebrochenen Innenansicht des Verstellrings 47 in Einzeldarstellung, wird deutlich, dass die Kulissenschlitze 48, 48a, 48b, 48c wendelartig verlaufen.
Wird ausgehend von Fig. 10 der Verstellring 47 betätigt, das heißt relativ zu dem Gehäuse 11 gedreht, wird hierdurch die zweite Linsenplatte 19 aus ihre in durchgezogenen Linien in Fig. 10 dargestellten unteren Position in ihre in Fig. 10 in gestrichelten Linien dargestellte obere Position verlagert, das heißt axial verschoben.
Hierdurch wird der Abstand 32 zwischen der ersten Linsenplatte 18 und der zweiten Linsenplatte 19 geändert.
Durch die Positioniereinrichtung 42,a, 42b, 42c wird während der Abstandsänderung die Drehumfangsposition der zweiten Linsenplatte 19 relativ zu der ersten Linsenplatte 18 auch während des Verstellvorgangs beibehalten. Dies gewährleistet, dass die feste Zuordnung jeweils eines bestimmten Linsenelementes 22a, 22b, 22c, an der ersten Linsenplatte 18 zu jeweils einem bestimmten Linsenelement 23a, 23b, 23c an der zweiten Linsenplatte 19 für unterschiedliche Abstände 32 beibehalten wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte wird anhand der Figuren 14 bis 19 beschrieben.
Ausweislich der Figuren 14 und 15 weist die Linsenplatte 19 bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils Lentikularlinsen auf. Es handelt sich dabei um zylindrische Linsen, die entlang einer ersten Schnittebene (vgl. Fig. 15) sphärische oder asphärische Krümmungen aufweisen, und die entlang einer zweiten zu der ersten Schnittebene senkrechten Schnittebene nicht gekrümmt sind. Die Lentikularlinsen 49a, 49b, 49c sind insoweit zylindrisch ausgebildet, und sind parallel zueinander ausgerichtet.
Ausweislich der Figuren 16 und 18 werden bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei identisch ausgebildete Linsenplatten 18, 19 relativ zueinander positioniert, so dass die beiden Lentikularlinsenelemente 49a, 49b, 49b der ersten Linsenplatte 18 und 49a, 49b, 49c der zweiten Linsenplatte 19 parallel zueinander ausgerichtet sind.
Dabei gilt wiederum, dass einem bestimmten Linsenelement (z. B. dem Linsenelement 49b) der ersten Linsenplatte 18 ein bestimmtes Linsenelement (z. B. das Linsenelement 49e) an der zweiten Linsenplatte 19 zugeordnet ist, wobei diese Zuordnung wiederum bei unterschiedlichen Abständen 32 beibehalten bleibt.
Die Figuren 16 und 18 veranschaulichen unterschiedliche Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 18, 19.
Man erkennt anhand der Lichtverteilungen der Figuren 17 und 19, dass diese Leuchte gemäß den Figuren 24 und 25 auch bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 18, 19 jeweils eine ovale Lichtverteilung generiert. Als ovale Lichtverteilung oder Beleuchtungsstärkeverteilung auf der Wand 17 wird im fachmännisch üblichen Sinne eine Lichtverteilung verstanden, die eine von einer Kreisform einer Lichtverteilung, wie beispielsweise gemäß den Figuren 7, 8 und 9 dargestellt, abweichende Kontur 53 aufweist.
So zeigt Fig. 17 eine ovale Lichtverteilung 50a mit einer entsprechend ovalen Kontur 53a, und eine Lichtverteilung - vereinfacht dargestellt - die eine Breite 51a der Lichtverteilung und eine Höhe 52a der Lichtverteilung aufweist. Die Lichtverteilung ist also oval, oder näherungsweise elliptisch. Die genaue Kontur 53a der Lichtverteilung 50a hängt freilich von den verwendeten Krümmungsradien ab.
Mit abnehmenden Abstand der beiden Linsenplatten 18, 19 zueinander wird die Lichtverteilung auf der auszuleuchtenden Gebäudefläche 17 breiter. Fig. 19 zeigt die Lichtverteilung 53a auf der auszuleuchtenden Gebäudefläche 17, die der Abstandsstellung der beiden Linsenplatten 18, 19 gemäß Fig. 18 entspricht. Man erkennt, dass die Breite 51b dieser Lichtverteilung 53c erheblich größer ist, als die Breite 51a der Lichtverteilung 53a der Fig. 17. Dieser Effekt ergibt sich daraus, dass die Linsenelemente (beispielhaft aufgezählt) 49d, 49e, 49f jeweils das von den Linsenelementen 49a, 49b, 49c der ersten Linsenplatte 18 empfangene Teillichtbündel nicht mehr so gut oder so vollständig wie bei der Abstandsstellung in Fig. 16 gezeigt, kollimieren können.
Entsprechend ist der Abstrahlwinkel 39c wie in Fig. 18 angedeutet erheblich größer, als der Abstrahlwinkel 37 der Fig. 16. Hier wird wiederum angemerkt, dass der Abstrahlwinkel 37 gemäß Fig. 16 gemäß der schematischen Darstellung eigentlich dort 0° beträgt, weil hier ein paralleles Lichtstrahlenbündel dargestellt ist. Andererseits ist dem Fachmann deutlich, dass tatsächlich eine maximal enge Lichtverteilung von beispielsweise 8° bei einer Abstandsstellung gemäß Fig. 16 erreicht wird.
Entscheidend ist jedenfalls, dass die Lichtverteilung 53c durch die Änderung des Abstandes 32 zwischen den Linsenplatten 18, 19 in ihrer Breite 51b geändert wird, und mithin der Abstrahlwinkel 37, 39 in der Schnittebene der Figuren 16 und 18 vergrößert wird.
In einer dazu senkrechten Schnittebene wird der Abstrahlwinkel nicht beeinflusst. Dies erklärt, warum die Höhe 52b der Lichtverteilung 53c praktisch nicht von der Höhe 52a der Lichtverteilung 53a gemäß Fig. 17 abweicht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 soll nun noch anhand der Figuren 20 bis 27 erläutert werden:
Fig. 20 zeigt in einer Darstellung gemäß Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Linsenplatte 18, die nun über sogenannte Lentikullarfacetten 54a, 54b, 54c verfügt. Es handelt sich hier um Facetten, die beispielsweise eine komplexere Wölbung aufweisen können.
Ausweislich der Figuren 20 bis 23 wird deutlich, dass Facetten 54a, 54b, 54c entlang einem vorgegebenen Raster angeordnet sein können. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Anordnung dieser Facetten 54a, 54b, 54c gemäß der Darstellung der Fig. 20 entlang einem Raster erfolgt, das Zeilen und Spalten aufweist. Die Zahl der Spalten kann dabei derartig bemessen sein, dass sie der Zahl der Lentikullarlinsen einer Linsenplatte 18 gemäß Fig. 14 entspricht.
Jede Spalte dieser Facettenanordnung kann dabei in eine Vielzahl von einzelnen Facetten unterteilt sein.
Diese Lentikularfacetten können eine besonders gewölbte Oberfläche mit zwei unterschiedlichen Krümmungsradien aufweisen.
Ausweislich Fig. 21 wird eine einzige Lentikullarfacette 54 aus der Linsenplatte 18 gemäß Fig. 20 in vergrößerter Einzeldarstellung betrachtet. Die beiden Schnittdarstellungen der Figuren 22 und 23 machen deutlich, dass entlang unterschiedlicher, zueinander senkrechter Schnittebenen unterschiedliche Krümmungsradien vorgesehen sein können. Dabei sei der Einfachheit halber angenommen, dass sämtliche Facetten 54a, 54b, 54c der Linsenplatte 18 identisch ausgebildet sind.
Weiter sei angemerkt, dass die Facetten gemäß den Schnittdarstellungen der Figuren 22 und 23 Krümmungsradien aufweisen, wobei dem Fachmann deutlich ist, dass auch andere gekrümmte Flächen, wie beispielsweise elliptische oder parabelförmige Krümmungen Anwendung finden können.
Die Figuren 24 und 25 zeigen nun eine erfindungsgemäße Leuchte, bei der jeweils die erste Linsenplatte 18 eine Linsenplatte 18 gemäß Fig. 20 umfasst, und die zweite Linsenplatte 19 von einer Lentikullarlinsenplatte gemäß Fig. 14 bereitgestellt wird.
Wiederum sind - in Anlehnung an die Darstellung der vorherigen Ausführungsbeispiele - in den Figuren 24 und 25 zwei unterschiedliche Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 18, 19 voneinander dargestellt.
Ausweislich Fig. 24 wird eine Abstandsstellung angedeutet, bei der der Abstand 32 etwa dem Doppelten der Brennweite 25 entspricht. Hier findet eine maximale Bündelung des Lichtes statt. Aufgrund der gewählten Wölbungen der einzelnen Linsenelemente 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f wird wiederum eine ovale Lichtverteilung 50c auf der auszuleuchtende Gebäudefläche generiert. Diese weist eine ovale Lichtkontur 53a auf, mit einer angenommenen Lichtverteilungsbreite 51a und einer angenommenen Lichtverteilungshöhe 52a.
Höhe 52a und Breite 51a können dabei, müssen allerdings nicht zwingend, der Lichtverteilung 50a gemäß Fig. 17 entsprechen.
Wird nun ausgehend von einer Abstandsstellung gemäß Fig. 24 durch die Verstelleinrichtung 20 eine Abstandsänderung herbeigeführt, und werden die beiden Linsenplatten 18, 19 aneinander bis zu einer Kontaktstellung gemäß Fig. 15 angenähert, können die Linsenelemente 54d, 54e, 54f das von den jeweiligen Linsenelementen 54a, 54b, 54c an der ersten Linsenplatte 18 empfangene Licht nicht mehr kollimieren oder nicht mehr in einem besonderen Maße bündeln. Die Lichtverteilung wird insoweit breiter, was in einem größeren Abstrahlwinkel 39 gegenüber dem Abstrahlwinkel der Fig. 24 resultiert. Dabei sei angenommen, dass - wie aus Fig. 27 ersichtlich - nunmehr die Höhe 52b der Lichtverteilung 50d gemäß Fig. 27 erheblich größer ist, als die Höhe 52a der Lichtverteilung 50c der Fig. 26. Dieser Betrachtung liegt allerdings zugrunde, dass die Schnittebenen der Figuren 24 und 25 nun in einer Ebene senkrecht zu den Schnittebenen der Figuren 16 und 18 betrachtet werden. Ansonsten würde sich nicht die Höhe 52b vergrößern im Verhältnis zur Höhe 52a der Lichtverteilung 50c, sondern wiederum die Breite.
Bei Betrachtung der Figuren 26 und 27 ist des weiteren deutlich, dass die Lichtverteilungen 50c und 50d eine konstante Breite 51a, 51b aufweisen. Diese Breite wird durch den Abstrahlwinkel vorgegeben, der der entsprechenden anderen Krümmung (also der in Fig. 25 nicht dargestellten Krümmung) der entsprechenden Lentikullarfacetten 54 entspricht.
Die Figuren 22 und 23 zeigen ja beide Krümmungen entlang unterschiedlicher Schnittebenen, wobei angenommen wurde, dass Fig. 25 nur die Schnittebene entsprechend der Fig. 23 zeigt.
Der durch die Krümmung gemäß Fig. 22 erzeugte Abstrahlwinkel, also ebenfalls eine Aufspreizung des von der ersten Linsenplatte 18 empfangenen parallelen Lichtstrahlenbündels, sorgt bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 24 bis 27 für die vorgegebene Breite 51a, 51b der entsprechenden Lichtverteilung 50c, 50d und ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht veränderlich.
Gemäß der Ausführungsbeispiele der Zeichnungen ist auf jeweils einer Linsenplatte 18, 19 die Mehrzahl von Facetten 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 49a, 49b, 49c, 49d, 49e, 49f, 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f identisch ausgebildet. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn auf einer Linsenplatte 18, 19 unterschiedliche Facetten, beispielsweise unterschiedliche Arten von Facetten, angeordnet sind.
Von der Erfindung ist weiter umfasst, wenn auf einer Linsenplatte gänzlich unterschiedliche Facetten, z. B. unter Zuhilfenahme von Simulationen errechnete Freiformkörper, angeordnet sind.
Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt eine Abstandsänderung der beiden Linsenplatten 18, 19 voneinander mittels einer Axialbewegung, wobei die beiden Linsenplatten in jeder Abstandsstellung parallel zueinander ausgerichtet sind. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn anstelle einer derartigen Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 eine Verlagerungsbewegung mittels der Verstelleinrichtung 20 derartig durchgeführt wird, dass zusätzlich zu einer axial gerichteten, parallelen Verschiebebewegung, oder alternativ zu einer solchen Bewegung, eine Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 relativ zueinander dadurch erfolgt, dass eine der beiden Linsenplatten 18, 19 zu der jeweils anderen Linsenplatte 19, 18 gekippt oder geneigt, oder einer anderen, ggf. komplizierter veranlagten Bewegung, unterworfen wird. Auch hier kann dafür gesorgt werden, dass eine Zuordnung jeweils eines Linsenelementes einer Linsenplatte zu einem anderen Linsenelement einer anderen Linsenplatte fest beibehalten wird.
Von der Erfindung sind aber auch Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen diese Zuordnung im Zuge einer Abstandsänderung aufgehoben wird, und beispielsweise in diskreten unterschiedlichen Abstandsstellungen jeweils unterschiedliche Linsenelemente der ersten Linsenplatte unterschiedlichen Linsenelementen der zweiten Linsenplatte zugeordnet sind.
Schließlich sind in den Zeichnungen ausschließlich Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Drehposition der zweiten Linsenplatte 19 während einer Abstandsänderung relativ zu der ersten Linsenplatte 18 beibehalten wird. Von der Erfindung sind aber auch Ausführungsformen umfasst, bei denen infolge einer Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 eine Änderung der Drehposition der zweiten Linsenplatte 19 relativ zu der ersten Linsenplatte 18 erfolgt.
Die Erfindung umfasst wenigstens zwei relativ zueinander abstandsänderbare Linsenplatten 18, 19. Von der Erfindung sind auch Leuchten umfasst, bei denen eine oder mehrere zusätzliche Linsenplatten vorgesehen sind.
Das Verfahren zur Änderung der Abstrahlcharakteristik einer Leuchte kann wie folgt durchgeführt werden:
Angenommen, in einem Museum wird mittels einer erfindungsgemäßen Leuchte während der Dauer einer temporären Ausstellung ein Kunstwerk eines bestimmten Formates ausgeleuchtet. Nach Beendigung dieser Ausstellung soll ein neues Kunstwerk mit einem anderen Format von derselben Leuchte an derselben oder einer anderen Gebäudefläche ausgeleuchtet werden. Um die Lichtverteilung der Leuchte an diese Formatänderung des Kunstwerkes anzupassen, kann eine Abstandsänderung der beiden Linsenplatten 18, 19 zueinander durch die Verstelleinrichtung 20 von einer Bedienperson in der gewünschten Weise vorgenommen werden.
Die Änderung der Lichtverteilung oder Abstrahlcharakteristik der Leuchte ist durchführbar, ohne, dass bestimmte Elemente der Leuchte ausgetauscht oder ersetzt werden müssen, oder gar der Lichtkopf der Leuchte ausgetauscht oder ersetzt werden müsste.
Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt eine Axialverlagerung der zweiten Linsenplatte 19 relativ zu der ersten Platte 18 anhand eines Verstellwegs, der etwa dem Doppelten der Brennweite 25 der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 beträgt. Von der Erfindung sind auch Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen der Verstellweg, der von der Verstelleinrichtung 20 für die Änderung des Abstandes 32 zwischen den Linsenplatten 18, 19 bereitgestellt wird, demgegenüber geringfügig oder deutlich größer oder geringfügig oder deutlich kleiner ist.
Für den Fall, dass die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 unterschiedliche Brennweiten 25 bereitstellen, kann sich der an der Verstelleinrichtung 20 bereitzustellende Verfahrweg an der Brennweite oder der doppelten Brennweite 25 einer der Facetten 22a, 22b, 22c orientieren.
Vorteilhaft wird der von der Verstelleinrichtung 20 bereitzustellende Verfahrweg derart bemessen, dass eine Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 zwischen einem ersten optimierten Abstand bereitgestellt wird, in der ein minimaler Abstrahlwinkel, also nahezu parallel gerichtetes Licht, generiert wird, und einer zweiten Abstandsposition, die einen maximalen Abstrahlwinkel, vorgegeben durch die Krümmung der Linsenelemente, generiert.
Diese beiden unterschiedlichen Abstandspositionen zwischen den Linsenelementen 18, 19, die entsprechend einen maximalen Abstrahlwinkel und einen minimalen Abstrahlwinkel bereitstellen, können auch durch Anschläge, die die Verstelleinrichtung 20 bereitstellt, vorgegeben oder vorherbestimmt sein, und entsprechend eine Verlagerungsbewegung der zweiten Linsenplatte 19 relativ zu der ersten Linsenplatte 18 begrenzen.
Für den Fall, dass die Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19 in diskreten Stufen erfolgen soll, um vorgegebene Abstandsstellungen zwischen den Linsenplatten 18, 19 zu gewährleisten (beispielsweise, um bestimmte optimierte, z. B. besonders homogene Lichtverteilungen zu ermöglichen), können entlang dem Verfahrweg auch Rastpositionen vorgegeben sein, also Positionen, in denen die Abstandsstellung zwischen den beiden Linsenplatten 18, 19 von einer Bedienperson oder von einem elektronischen oder mechanischen Sensor oder einer Steuereinheit erkannt werden, oder bestimmt werden kann. Hierdurch kann beispielsweise ausgeschlossen werden, dass bestimmte Zwischenstellungen zwischen vorgegebenen Raststellungen nicht erreicht werden.
Gemäß der Ausführungsbeispiele der Erfindung können herkömmliche LEDs 12, 12a, 12b, 12c, und herkömmliche Kollimatoroptiken 15, 15a, 15b, 15c verwendet werden. Dabei können Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c Anwendung finden, die asphärisch ausgebildet sind, aber durch eine Sphäre näherungsweise beschrieben werden können, wobei die Sphäre z. B. Krümmungsdurchmesser zwischen 1 und 50 mm aufweisen kann.
Als typische, von der Verstelleinrichtung 20 bereitzustellende Verstellwege, entlang derer eine Abstandsänderung zwischen den beiden Linsenplatten 18, 19 erfolgen kann, sind beispielsweise Verstellwege zwischen 2 und 40 mm vorgesehen, vorzugsweise Verstellwege in einer Größenordnung von etwa 4 bis 6 mm.
Um eine Auflösung der Strukturen der LED 12 und der Kollimatoroptik 15 zu verhindern, um eine möglichst homogene Beleuchtungsstärkeverteilung oder Lichtverteilung auf der Gebäudefläche 17 zu generieren, sind pro Kollimatoroptik 15, 15a, 15b, 15c und/oder pro LED 12, 12a, 12b, 12c und/oder LED-Gruppe - z. B. im Falle der Verwendung einer Multichip-LED - etwa 10 bis 50 Linsenelemente 22a, 22b, 22c an der Linsenplatte 18 vorgesehen. Hierdurch kann eine besonders optimierte Homogenisierung des auf den beiden Linsenplatten 18, 19 einstrahlenden, bzw. von den Linsenplatten 18, 19 emittierten Lichtes erfolgen.
Ausweislich der Ausführungsbeispiele weist die Kollimatoroptik 15 eine Höhlung 57, Totalreflektionsflächen 58 und einen Deckenbereich 59, also zentral mittig an der Kollimatoroptik 15 eine herkömmliche Linse auf. Es sind auch anders ausgebildete, geeignete Kollimatoroptiken, die das von der entsprechenden Lichtquelle emittierte Licht bündeln, von der Erfindung umfasst.
Gemäß der Erfindung kann zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 auf herkömmliche Linsenplatten 18, 19 zurückgegriffen werden, die von der Anmelderin seit geraumer Zeit z. B. als Tertiäroptiken in Leuchten Anwendung finden. Dabei besteht auch die Möglichkeit, durch Anordnung einer zweiten zusätzlichen Linsenplatte an einer Leuchte, die bereits eine Linsenplatte aufweist, im Rahmen eines Nachrüstbausatzes die Leuchte nachzurüsten, und mit einer Verstelleinrichtung 20 zur Änderung der Lichtcharakteristik auszustatten.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 28 wird noch kurz auf ein weiteres Ausführungsbeispiel hingewiesen, das in seiner Darstellung gemäß Fig. 28 der Darstellung der Fig. 1 entspricht. Hier ist eine Bündelungsoptik 66 vorgesehen, die die Bündelungsoptik 66 der Fig. 1 ersetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 28 ist als Bündelungsoptik 66 ein Reflektor 68 vorgesehen, der mit einer Anordnung einer Chip on Board LED 67 zusammenwirkt, die innerhalb des Reflektors 68 angeordnet ist, oder der ein Reflektor 68 zugeordnet ist. Der Reflektor 68 emittiert gemeinsam mit der Chip on Board LED 67 ebenfalls ein Lichtstrahlenbündel 27 von parallelem oder näherungsweise parallelem Licht.
Die Anordnung der beiden Linsenplatten 18, 19 kann bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 28 gleichermaßen getroffen sein, wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Die Lichtverteilung der Leuchte 10 entspricht bei unterschiedlichen Abständen 32 den geänderten Lichtverteilungen, die sich aus den Figuren 4 bis 9 ergeben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 gemäß Fig. 29 sieht eine Bündelungsoptik 66 vor, die eine Kollimatoroptik 15d mit unmittelbar daran angeordneten Linsenelementen 70a, 70b, 70c aufweist. Die Linsenelemente 70a, 70b, 70c sind also an der Lichtaustrittsseite 56 der Kollimatoroptik 15d angeordnet, die - anders, als bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - nicht glatt gehalten ist, sondern die Vielzahl der Linsenelemente 70a, 70b, 70c aufweist.
Anhand eines beispielhaften Lichtstrahlenbündels 71 kann der Fig. 29 entnommen werden, dass das Lichtabstrahlverhalten dieser Leuchte dem des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 entspricht.
Die zweite Linsenplatte 19b des Ausführungsbeispiels der Fig. 29 entspricht der zweiten Linsenplatte 19 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1. Der Umstand, dass hier die Linsenelemente 23a, 23b, 23c auf der Lichtaustrittsseite 31 der zweiten Linsenplatte 19b angeordnet sind, und die Lichteintrittsseite 30 flachgehalten ist, ist unmaßgeblich. Die Orientierung der zweiten Linsenplatte 19b könnte bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 29 auch umgekehrt getroffen sein.
Bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatte 19b zu der Kollimatoroptik 15d des Ausführungsbeispiels der Fig. 29 ergeben sich exakt die gleichen Änderungen der Abstrahlcharakteristik der Leuchte, wie in den Fig. 4 bis 9 am Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt.
Wiederum ist deutlich, dass die Linsenplatte 19b auch eine Vielzahl entsprechender Kollimatoroptiken 15d überdecken kann.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 30 sei eine weitere Linsenplatte 18 vorgestellt. Die Darstellung der Fig. 30 entspricht dabei der Darstellung der Fig. 2.
Anstelle facettenartiger Linsenelemente 22a, 22b, 22c gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 3 und anstelle lentikularförmiger Linsenelemente 49a, 49b, 49c gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 sind hier kreisringförmige, konzentrisch angeordnete Lentikularlinsenelemente 69a, 69b, 69c vorgesehen.
Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel einer Leuchte gemäß der Erfindung werden zwei Linsenplatten 18, 19 verwendet, wie sie in Fig. 30 dargestellt sind. Es ergibt sich dabei beispielsweise die gleiche Querschnittsdarstellung, wie sie in Fig. 1 schematisch nicht maßstäblich angedeutet ist.
Werden die beiden Linsenplatten 18, 19 gemäß Fig. 30 mit unterschiedlichen Abstandsstellungen angeordnet, ergeben sich entsprechend der Figuren 4 bis 9 zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 identische Lichtverteilungen. Der Vorteil einer Anordnung von zwei Linsenplatten 18, 19 gemäß Fig. 30 bei einer Leuchte gemäß den Figuren 4 bis 6 besteht darin, dass hier bei einer Verlagerung des zweiten Linsenplattenelementes 19 relativ zu dem ersten Linsenplattenelement 18 diese relative Umfangsposition nicht beibehalten werden muss, sondern dass sich diese infolge der Rotationssymmetrie dieses Elementes 18, 19 bei einer Axialverlagerungsbewegung auch ändern kann, ohne die Lichtverteilung zu beeinflussen.
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind eine oder mehrere der Linsenplatten 18, 19, 19b, anders, als bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Patentanmeldung dargestellt, gekrümmt oder gewölbt ausgebildet.
Alternativ können die Linsenplatten 18, 19 - wie in den Zeichnungen dargestellt - entlang einer Ebene ausgerichtet sein.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 31 können die Linsenelemente auch voneinander abgewandt angeordnet sein, so dass die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 der Kollimatoroptik 15 zugewandt sind und die Linsenelemente 23a, 23b, 23b der zweiten Linsenplatte 19 auf der Seite der zweiten Linsenplatte 19 angeordnet sind, die der Kollimatoroptik 15 abgewandt ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 32 greift schließlich die grundsätzliche Struktur des Ausführungsbeispiels der Fig. 31 auf: Hier sind allerdings, im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 31, die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 mit einem ersten Radius ausgestattet, so dass den entsprechenden Linsenelementen 22a, 22b, 22c eine erste Brennweite 25 zugeordnet werden kann.
Die Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 weisen demgegenüber eine kleineren Radius auf, so dass jedem Linsenelement 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 eine Brennweite 26 zugeordnet werden kann, die kleiner ist als die Brennweite 25. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform.
Die Merkmalsgruppe, wonach die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 sämtlich, oder in der Mehrzahl, oder jedenfalls im Mittel, einen größeren Radius und/oder eine größere Brennweite aufweisen als die Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19, kann gemäß der Erfindung bei sämtlichen Ausführungsformen vorteilhaft Anwendung finden.
Der Vorteil dieser besonderen Geometrie liegt unter anderem darin, dass das von einem bestimmten Linsenelement (z. B. 22b) der ersten Linsenplatte 18 emittierte Lichtstrahlenbündel tatsächlich mit großer Sicherheit auch nur auf ein entsprechendes gegenüberliegendes Linsenelement 23 der zweiten Linsenplatte 19 trifft.
Angemerkt sei, dass die Unterschiede in den Brennweiten bzw. die Unterschiede in mittleren oder durchschnittlichen Brennweiten zwischen den Linsenelementen 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 und den Linsenelementen 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 mehrere Millimeter betragen können. So kann beispielsweise die Brennweite der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 zwischen 3 mm und 10 mm betragen, und die Brennweite 26 der Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19 zwischen 0,5 mm und 2,9 mm betragen.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 soll nun noch schematisch erläutert werden, dass ein einzelnes Linsenelement, z. B. das Linsenelement 23e, nicht unbedingt von einer Sphäre, sondern auch von einem Rotationsparaboloid gebildet sein kann. Der Kappenbereich 72 eines jeden rotationsparabolischen Linsenelementes 23e kann aber näherungsweise durch eine Kreisform 73 beschrieben werden. Dieser Kreisform 73 kann ein Radius R zugeordnet werden.
Die innerhalb dieses Kappenbereiches 22 eintretenden Lichtstrahlen (siehe Fig. 33) werden im Kappenbereich - etwa - auf einen gemeinsamen Brennpunkt 61 hin fokussiert.
Tatsächlich kann infolge der Abweichung der Kappenform 72 bzw. der Kontur des Rotationsparaboliden von einer Sphäre die Situation eintreten, dass sich kein exakter Brennpunkt 61, sondern vielmehr ein Brennpunktbereich ergibt. Auch einem solchen Brennpunktbereich kann allerdings eine mittlere Brennweite f_M zugeordnet werden. Diese Darstellung berücksichtigt, dass bei Betrachtung sämtlicher durch den Kappenbereich 72 bzw. durch den Rotationsparaboloid dieses Linsenelementes 23e hindurchgehender Strahlen eine gemittelte Brennweite f_M errechnet oder ermittelt werden kann.
Unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 34 ist festzustellen, dass die Brennweite 25 der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 auch eine gemittelte Brennweite 25 sein kann. Bei weiteren, in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen, die von der Erfindung umfasst sind, kann vorgesehen sein, dass die mittlere Brennweite 25 der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 größer ist als die mittlere Brennweite 26 der Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte 19.
Bei weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist hingegen vorgesehen, dass die mittlere Brennweite 25 der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten Linsenplatte 18 kleiner ist als die mittlere Brennweite 26 der Linsenelemente 23a, 23b, 23c der zweiten Linsenplatte19.
Fig. 34 zeigt schließlich - in Anlehnung und in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 32 - ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem sämtliche Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c an den beiden Linsenplatten 18, 19 jeweils auf der Seite derjenigen Linsenplatte 18, 19 angeordnet sind, die der Kollimatoroptik 15 abgewandt ist.

Claims

Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen (17) oder Gebäudeteilflächen, umfassend ein Gehäuse (11), wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED (12, 12a, 12b, 12c), und wenigstens eine Bündelungsoptik, insbesondere Kollimatoroptik (15, 15a, 15b, 15c) zur Bündelung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, dass im Lichtpfad hinter der Bündelungsoptik wenigstens zwei Linsenplatten (18, 19) vorgesehen sind, auf denen jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 69a, 69b, 69c, 70a, 70b, 70c), insbesondere gruppiert, angeordnet ist, wobei der Abstand (32) zwischen den beiden Linsenplatten mittels einer Verstelleinrichtung (20) änderbar ist, und wobei die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten unterschiedliche Lichtverteilungen (37, 38, 39, 50a, 50b, 50c) bereitstellt.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (20) zur Änderung des Abstands (32) einen motorischen, insbesondere elektromotorischen, Antrieb umfasst.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (20) zu Änderung des Abstands (32) ein manuell betätigbares Stellelement (47) umfasst.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstelleinrichtung (20) eine Positioniereinrichtung (42a, 42b, 42c) zugeordnet ist, die bei Durchführung einer Abstandsänderung zwischen den beiden Linsenplatten (18, 19) für eine Beibehaltung der relativen Drehposition zwischen den beiden Linsenplatten sorgt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverteilungen unterschiedliche Abstrahlwinkel (37, 38, 39) der Leuchte umfassen.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten (18, 19) unterschiedliche Abstrahlwinkel (37, 38, 39), insbesondere entsprechend etwa Lichtverteilungen zwischen Spot und Wideflood, bereitstellt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (32) zwischen den Linsenplatten (18, 19) kontinuierlich änderbar ist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Linsenplatten (18) fest relativ zu dem Gehäuse (11) angeordnet ist und die andere Linsenplatte (19) mittels der Verstelleinrichtung (20) relativ zu dem Gehäuse (11) verlagerbar ist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenelemente (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c) an wenigstens einer der Linsenplatten (18, 19), vorzugsweise an beiden Linsenplatten, Facetten, insbesondere gewölbte Facetten, umfassen.
Leuchte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche Facetten (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c) jeweils eine Wölbung aufweisen, die sphärisch oder einer Sphäre angenähert ist, und beispielsweise von einem Rotationsparaboloid bereitgestellt ist.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Linsenelement (22b) einer Linsenplatte (18) einem Linsenelement (23b) der anderen Linsenplatte (19) zugeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung derart getroffen ist, dass Lichtanteile, die von der Bündelungsoptik (15) ausgehend auf ein Linsenelement (22b) der ersten Linsenplatte (18) treffen, von diesem nur zu einem Linsenelement (23b) der zweiten Linsenplatte (19) hin gerichtet werden.
Leuchte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung bei einer Änderung des Abstandes (32) zwischen den Linsenplatten (18, 19) beibehalten wird.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenelemente an wenigstens einer der Linsenplatten (18, 19) Lentikularlinsen (49a, 49b, 49c) umfassen.
Verfahren zur Änderung einer Lichtabstrahlcharakteristik einer Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen (17) oder Gebäudeteilflächen, insbesondere einer Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer Leuchte (10), umfassend ein Gehäuse (11), wenigstens eine Lichtquelle (12), wenigstens eine Bündelungsoptik, insbesondere eine Kollimatoroptik (15), und wenigstens zwei im Lichtweg hinter der Bündelungsoptik vorgesehene Linsenplatten (18, 19), mit jeweils einer Vielzahl von Linsenelementen (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c),

b) Bereitstellen einer Verstelleinrichtung (20), mit der die relative Position einer der beiden Linsenplatten (19) relativ zu der anderen Linsenplatte (18) änderbar ist,

c) Ändern der Abstrahlcharakteristik (37, 38, 39) der Leuchte (10) durch Verlagern der einen Linsenplatte (19) relativ zu der anderen Linsenplatte (20).
Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen (17) oder Gebäudeteilflächen, umfassend ein Gehäuse (11), wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere LED (12, 12a, 12b, 12c) und wenigstens eine Kollimatoroptik (15d) zur Bündelung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kollimatoroptik (15d) eine Vielzahl von Linsenelementen (70a, 70b, 70c) angeordnet ist, und dass im Lichtpfad hinter den Linsenelementen wenigstens eine Linsenplatte (19b) vorgesehen ist, auf der jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen (23a, 23b, 23c) angeordnet ist, wobei der Abstand (32) zwischen der Linsenplatte (19b) und der Kollimatoroptik (15d) mittels einer Verstelleinrichtung (20) änderbar ist, und wobei die Leuchte (10) in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatte (19d) von der Kollimatoroptik (15d) unterschiedliche Lichtverteilungen bereitstellt.