EP3529655A1 - Refraktive optik mit freiformkörper - Google Patents

Refraktive optik mit freiformkörper

Info

Publication number
EP3529655A1
EP3529655A1 EP17832502.3A EP17832502A EP3529655A1 EP 3529655 A1 EP3529655 A1 EP 3529655A1 EP 17832502 A EP17832502 A EP 17832502A EP 3529655 A1 EP3529655 A1 EP 3529655A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
optics
refractive
emitting surface
receiving surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17832502.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Von Kloeden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Zumtobel Lighting GmbH
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Zumtobel Lighting GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria, Zumtobel Lighting GmbH filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Publication of EP3529655A1 publication Critical patent/EP3529655A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F21Y2115/15—Organic light-emitting diodes [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a lens for lighting and an associated lamp.
  • optics In order to achieve illumination with a predetermined radiation characteristic, it has hitherto been necessary to use complicated optics.
  • such optics consisted of numerous individual components such as reflectors, sliders, diaphragms, lenses, etc.
  • Such optics is very complex in terms of the number of components.
  • the individual components must be arranged in a defined position to each other in order to obtain a functioning light.
  • German Utility Model DE 20 2013 103 270 Ui shows a luminaire with a prismatic structure element.
  • the luminaire consists of a light source for generating the light, a reflector for influencing the light and a refractive element for further influencing the light. All of these components must be arranged in a defined position to each other in order to achieve a functioning light with the desired radiation characteristics.
  • the invention is therefore based on the object, an optics and an associated lamp, which includes the optics to provide, which allows for low production costs, an exact adjustability of the emission characteristics.
  • An optical system according to the invention includes a refractive optical waveguide which includes a light-receiving surface and a light-emitting surface.
  • the light-receiving surface is designed to receive light emitted by a light source into the refractive light guide body.
  • the light emission surface is designed to emit light guided in the refractive optical waveguide in a radiation characteristic predefined solely by a geometry of the refractive optical waveguide to form a surface which is substantially sharply illuminated by the radiated light.
  • the emission characteristic is advantageously the geometric shape of the area illuminated by the emitted light that is substantially sharply delimited.
  • the optics consist solely of the refractive Lichtleit emotions.
  • a particularly simple production of the optics can be ensured.
  • the refractive Lichtleitmaschine is made in one piece. This further reduces the production cost.
  • the light receiving surface is a concave recess of the refractive Lichtleit stresses. This ensures a particularly efficient absorption of the light emitted by the light source into the light guide body.
  • the light-receiving surface is an at least partially spherical recess of the refractive optical waveguide. A further increase in the efficiency of the absorption of light into the light guide is achieved.
  • the light-emitting surface has a recess in a central region opposite to the light-receiving surface.
  • a uniform illumination of the area directly below the central area is achieved.
  • each point of the light emitting surface has an inclination which adjusts the radiation characteristic. This makes it possible to set the light emission characteristic very precisely.
  • the predefined radiation characteristic is a triangular emission characteristic.
  • the light-emitting surface then has three at least partially spherical regions.
  • the predefined radiation characteristic is a quadrangular, in particular a square or rectangular emission characteristic.
  • the light-emitting surface in this case has four at least partially spherical regions.
  • the predefined radiation characteristic is a pentagonal radiation characteristic.
  • the light-emitting surface in this case has five partially spherical areas.
  • the predefined radiation characteristic is a hexagonal radiation characteristic.
  • the light-emitting surface then has six at least partially spherical regions.
  • the predefined radiation characteristic is a N-angular radiation characteristic.
  • the light emitting surface points N at least partially spherical areas.
  • the emission characteristics can be set very flexible.
  • the partially spherical areas of the light emitting surface are interconnected by transition areas.
  • the transition areas have no points of discontinuity of the light emitting surface. This makes it possible to achieve a particularly simple production of the refractive optical waveguide. At the same time a uniform illumination is ensured with the selected radiation characteristic.
  • the refractive optical waveguide is mirror-symmetrical with respect to at least one surface through a center of the light-receiving surface. A particularly uniform illumination and a simple production of the light guide are achieved.
  • the refractive optical waveguide is rotationally symmetrical with respect to at least one straight through a center of the light receiving surface.
  • a particularly uniform illumination is achieved, in particular with a round radiation characteristic.
  • the light-emitting surface of the light-receiving surface is at least partially opposed. This ensures a particularly efficient light pipe.
  • a compensating surface is tilted by the light-receiving surface with respect to a compensating surface through the light-emitting surface. So it is particularly easy to emit light sideways against the bulb.
  • the optics is designed to radiate light irradiated into the light-receiving surface through the illuminant in an irradiation direction through the light-emitting surface in a radiation direction.
  • the direction of irradiation and the emission direction are around at least 30 °, preferably tilted by at least 45 °, more preferably by at least 90 ° to each other. This makes it particularly easy to emit light laterally relative to the bulb.
  • a compensating surface extends through the light-receiving surface parallel to a compensating surface through the light-emitting surface.
  • a luminaire according to the invention includes a previously illustrated optics and a light source.
  • the luminous means is attached to the light-receiving surface and configured to radiate light through the light-receiving surface in the refractive Lichtleit emotions. This achieves a luminaire which is particularly easy to produce.
  • the lighting means is an LED or OLED or an incandescent lamp or a gas discharge lamp. A particularly simple production of the lamp is achieved.
  • the luminaire has no further light-generating and light-conducting elements in addition to the luminous means and the optics. A particularly simple production of the lamp is achieved.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the luminaire and optics according to the invention in a three-dimensional view
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the optics according to the invention in a three-dimensional view
  • FIG. Fig. 3 shows a third embodiment of the optical system according to the invention in a lateral sectional view
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the optics according to the invention in a three-dimensional sectional representation
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the optics according to the invention in a lateral sectional view with drawn beam paths
  • FIG. 6 shows an illuminance distribution of an embodiment of the luminaire according to the invention
  • Fig. 7 illuminance profiles of various embodiments of the lamp according to the invention.
  • Fig. 8 shows an intensity distribution of an embodiment of the luminaire according to the invention.
  • the light 10 includes a light source 4, here for example an LED and an optic 1.
  • the optics 1 includes a refractive Lichtleitmaschine 6.
  • the refractive Lichtleitsammlung 6 includes a light receiving surface 2 and a light emitting surface 3. Die
  • the light-receiving surface 2 is arranged opposite to the light-emitting means 4 such that light emitted by the light-emitting means 4 is guided through the light-receiving surface 2 into the interior of the refractive optical waveguide 6.
  • the light-receiving surface is a recess of the refractive optical waveguide 6. In particular, it is designed concave. In a particularly advantageous embodiment, it may be spherical or semi-spherical.
  • the light-emitting surface 3 is arranged substantially opposite to the light-receiving surface 2.
  • the desired radiation characteristic is set.
  • a rectangular emission characteristic is desired.
  • the refractive optical waveguide 6 is thus embodied such that the light emitting surface 3 has four at least partially spherical regions 11-14, which correspond to the four corners of the rectangular radiation characteristic.
  • the at least partially spherical areas are connected to each other by transition areas, so that a soft transition is formed. In particular, no discontinuities of the surface arise.
  • FIG. 2 a further embodiment of the optical system 1 according to the invention is shown.
  • the bottom which is hidden in Fig. 1, shown.
  • a recess 5 which is opposite in a central region of the light receiving surface 2. This recess 5 ensures a particularly uniform illumination in a central region of the emission characteristic.
  • Fig. 3 is a sectional view of another embodiment of the optical system 1 according to the invention is shown.
  • the cut is made through a center of the light-receiving surface.
  • the refractive optical waveguide 6 in this case is mirror-symmetrical with respect to a plane perpendicular is to the cutting plane.
  • the recess 5 is arranged directly below the center of the light receiving surface 2.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional sectional illustration of a further exemplary embodiment of the optics 1 according to the invention. Again, the arrangement of the light receiving surface 2 and the recess 5 can be seen.
  • the optic 1 preferably consists only of the refractive optical waveguide 6.
  • the refractive optical waveguide 6 can be designed in several parts or in one piece.
  • the one-piece is designed to further simplify the construction.
  • an embodiment with 3, 5, 6 or N partially spherical regions of the light emission surface 3 can also be produced.
  • the emission characteristic then also has 3, 5, 6, N corners.
  • the refractive optical waveguide 6 can furthermore be rotationally symmetrical with respect to a straight line through a center of the light-receiving surface 2.
  • the luminaire contains only the luminous means 4 and the optics 1 as light-generating and light-guiding elements.
  • FIG. 5 shows a further sectional illustration of an exemplary embodiment of the optical system 1 according to the invention.
  • a uniform irradiation of the light into the interior of the refractive Lichtleit stresses 6 is achieved by positioning the bulb 4 in the center of the here partially spherical light receiving surface 2.
  • the refractive light guide body 6 the light moves in a straight line to be refracted and emitted at the light emitting surface in accordance with the inclination of the surface at the respective exit point. Due to the inclination, the emission direction of the respective light beam is adjusted.
  • the inclination sets the overall light emission characteristic of the luminaire.
  • FIG. 6 shows an exemplary illuminance distribution of the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1-5.
  • FIG. 7 shows two different illuminance profiles of exemplary luminaires. Here it can be seen that different widths of the light output can be achieved by different constructions of the refractive Lichtleit stresses 6.
  • FIG. 8 furthermore shows an intensity distribution, as can be achieved by the exemplary embodiments of FIGS. 1-5.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment.
  • different shapes of the radiation characteristic can be set by designing the exact surface shape of the refractive light element.
  • different bulbs can be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Optik (1) mit einem refraktiven Lichtleitkörper (6), aufweisend eine Lichtaufnahmeoberfläche (2), welche ausgebildet ist, um von einem Leuchtmittel (4) abgegebenes Licht in den refraktiven Lichtleitkörper (6) aufzunehmen, und einen Lichtabgabeoberfläche (3), welche ausgebildet ist, um in dem refraktiven Lichtleitkörper (6) geführtes 10 Licht in einer einzig durch eine Geometrie des refraktiven Lichtleitkörpers (6) vordefinierten Abstrahlcharakteristik zur Bildung einer von dem abgestrahlten Licht im Wesentlichen scharf begrenzt ausgeleuchteten Fläche abzustrahlen.

Description

Refraktive Optik mit Freiformkörper
Die Erfindung betrifft eine Optik für Leuchten und eine zugehörige Leuchte.
Um eine Ausleuchtung mit einer vorgegeben Abstrahlcharakteristik zu erreichen, war es bislang notwendig, komplizierte Optiken zu nutzen. Insbesondere bestanden solche Optiken aus zahlreichen einzelnen Bauteilen wie beispielsweise Reflektoren, Schiebern, Blenden, Linsen, etc. Eine solche Optik ist sehr komplex hinsichtlich der Anzahl an Bauteile. Darüber hinaus müssen die einzelnen Bauteile in definierter Position zueinander angeordnet werden, um eine funktionierende Leuchte zu erhalten.
So zeigt beispielsweise das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2013 103 270 Ui eine Leuchte mit einem Prismenstruktur-Element. Die Leuchte besteht dort aus einer Lichtquelle zur Erzeugung des Lichts, einen Reflektor zur Beeinflussung des Lichts und einem lichtbrechenden Element zur weiteren Beeinflussung des Lichts. Sämtliche dieser Komponenten müssen in einer definierten Position zueinander angeordnet werden, um eine funktionierende Leuchte mit gewünschter Abstrahlcharakteristik zu erreichen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Optik und eine zugehörige Leuchte, welche die Optik beinhaltet, bereitzustellen, welche bei geringem Herstellungsaufwand eine exakte Einstellbarkeit der Abstrahlcharakteristik ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Optik durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Für die Leuchte wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Optik beinhaltet einen refraktiven Lichtleitkörper, welcher eine Lichtaufnahmeoberfläche und eine Lichtabgabeoberfläche beinhaltet. Die Lichtaufnahmeoberfläche ist ausgebildet um von einem Leuchtmittel abgegebenes Licht in den refraktiven Lichtleitkörper aufzunehmen. Die Lichtabgabeoberfläche ist dabei ausgebildet, um in dem refraktiven Lichtleitkörper geführtes Licht in einer einzig durch eine Geometrie des refraktiven Lichtleitkörpers vordefinierten Abstrahlcharakteristik zur Bildung einer von dem abgestrahlten Licht im Wesentlichen scharf begrenzt ausgeleuchteten Fläche abzustrahlen. So ist es möglich, die Optik mit sehr geringem Aufwand herzustellen, gleichzeitig jedoch die Abstrahlcharakteristik genau einzustellen. Insbesondere ist es so möglich, auf eine genaue Justierung der einzelnen Komponenten in ihren Abständen zueinander zu verzichten, ohne einen Verlust an Genauigkeit hinsichtlich der gewünschten Abstrahlcharakteristik hinnehmen zu müssen. Auch können so die räumlichen Abmessungen und das Gewicht minimiert werden. Eine besonders hohe Effizienz einer Leuchte, welche die Optik nutzt, kann weiterhin erreicht werden.
Vorteilhafterweise ist die Abstrahlcharakteristik dabei die geometrische Form der von dem abgestrahlten Licht im Wesentlichen scharf begrenzt ausgeleuchteten Fläche.
Vorteilhafterweise besteht die Optik einzig aus dem refraktiven Lichtleitkörper. So kann eine besonders einfache Herstellung der Optik gewährleistet werden.
Vorteilhafterweise ist dabei der refraktive Lichtleitkörper einteilig ausgeführt. Dies reduziert den Herstellungsaufwand weiter.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist die Lichtaufnahmeoberfläche eine konkave Ausnehmung des refraktiven Lichtleitkörpers. So wird eine besonders effiziente Aufnahme des von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichts in den Lichtleitkörper hinein gewährleistet. Vorteilhafterweise ist die Lichtaufnahmeoberfläche eine zumindest teilweise sphärische Ausnehmung des refraktiven Lichtleitkörpers. Eine weitere Erhöhung der Effizienz der Aufnahme des Lichts in den Lichtleitkörper hinein wird dadurch erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lichtabgabeoberfläche in einem zentralen Bereich gegenüber der Lichtaufnahmeoberfläche eine Ausnehmung auf. So wird insbesondere eine gleichmäßige Ausleuchtung des Bereichs direkt unter dem zentralen Bereich erzielt.
Vorteilhafterweise verfügt jeder Punkt der Lichtabgabeoberfläche über eine Neigung, welche die Abstrahlcharakteristik einstellt. So kann besonders genau die Lichtabstrahlcharakteristik eingestellt werden.
Vorteilhafterweise ist die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine dreieckige Abstrahlcharakteristik. Die Lichtabgabeoberfläche weist dann drei zumindest teilweise sphärische Bereiche auf.
Alternativ ist die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine viereckige, insbesondere eine quadratische oder rechteckige Abstrahlcharakteristik. Die Lichtabgabeoberfläche weist in diesem Fall vier zumindest teilweise sphärische Bereiche auf.
Alternativ ist die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine fünfeckige Abstrahlcharakteristik. Die Lichtabgabeoberfläche weist in diesem Fall fünf teilweise sphärische Bereiche auf.
Alternativ ist die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine sechseckige Abstrahlcharakteristik. Die Lichtabgabeoberfläche weist dann sechs zumindest teilweise sphärische Bereiche auf.
Allgemein gesprochen ist die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine N- eckige Abstrahlcharakteristik. In diesem Fall weist die Lichtabgabeoberfläche N zumindest teilweise sphärische Bereiche auf. So kann die Abstrahlcharakteristik sehr flexibel eingestellt werden.
Vorteilhafterweise sind die teilweise sphärischen Bereiche der Lichtabgabeoberfläche durch Übergangsbereiche miteinander verbunden. Die Übergangsbereiche weisen dabei keine Unstetigkeitsstellen der Lichtabgabeoberfläche auf. So lässt sich eine besonders einfache Herstellung des refraktiven Lichtleitkörpers erreichen. Gleichzeitig wird eine gleichmäßige Ausleuchtung mit der gewählten Abstrahlcharakteristik gewährleistet.
Vorteilhafterweise ist der refraktive Lichtleitkörper spiegelsymmetrisch gegenüber zumindest einer Fläche durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche. Eine besonders gleichmäßige Beleuchtung und eine einfache Herstellung des Lichtleitkörpers werden so erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der refraktive Lichtleitkörper rotationssymmetrisch gegenüber zumindest einer gerade durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche. So wird eine besonders gleichmäßige Beleuchtung insbesondere bei einer runden Abstrahlcharakteristik erreicht.
Vorteilhafterweise ist die Lichtabgabeoberfläche der Lichtaufnahmeoberfläche zumindest teilweise gegenübergestellt. So wird eine besonders effiziente Lichtleitung gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Ausgleichsfläche durch die Lichtaufnahmeoberfläche gegenüber einer Ausgleichsfläche durch die Lichtabgabeoberfläche gekippt. So ist es besonders einfach möglich, Licht seitlich gegenüber dem Leuchtmittel abzustrahlen.
Vorteilhafterweise ist die Optik ausgebildet, um in die Lichtaufnahmeoberfläche durch das Leuchtmittel in einer Einstrahlrichtung eingestrahltes Licht durch die Lichtabgabeoberfläche in einer Abstrahlrichtung abzustrahlen. Die Einstrahlrichtung und die Abstrahlrichtung sind dabei um zumindest 30°, bevorzugt um zumindest 45°, besonders bevorzugt um zumindest 90° gegenüber einander verkippt. Dadurch ist es besonders einfach möglich, Licht seitlich gegenüber dem Leuchtmittel abzustrahlen.
Vorteilhafterweise verläuft eine Ausgleichsfläche durch die Lichtaufnahmeoberfläche parallel zu einer Ausgleichsfläche durch die Lichtabgabeoberfläche. So wird eine besonders gleichmäßige Beleuchtung bei einfacher Herstellung des refraktiven Lichtleitelements erreicht.
Eine erfindungsgemäße Leuchte beinhaltet eine zuvor dargestellte Optik und ein Leuchtmittel. Das Leuchtmittel ist an der Lichtaufnahmeoberfläche angebracht und ausgebildet, um Licht durch die Lichtaufnahmeoberfläche in den refraktiven Lichtleitkörper einzustrahlen. So wird eine besonders einfach herzustellende Leuchte erreicht.
Vorteilhafterweise ist das Leuchtmittel eine LED oder OLED oder eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe. Eine besonders einfache Herstellung der Leuchte wird so erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Leuchte neben dem Leuchtmittel und der Optik keine weiteren lichterzeugenden und lichtleitenden Elemente auf. Eine besonders einfache Herstellung der Leuchte wird so erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte und Optik in einer dreidimensionalen Ansicht;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Optik in einer dreidimensionalen Ansicht; Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Optik in einer seitlichen Schnittdarstellung
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Optik in einer dreidimensionalen Schnittdarstellung;
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Optik in einer seitlichen Schnittdarstellung mit eingezeichneten Strahlengängen;
Fig. 6 eine Beleuchtungsstärkeverteilung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leuchte;
Fig. 7 Beleuchtungsstärkeprofile verschiedener Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Leuchte;
Fig. 8 eine Intensitätsverteilung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leuchte, und
Fig. 9 Intensitätsprofile verschiedener Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Leuchte.
Zunächst wird anhand von Fig. 1 - 4 auf den Aufbau verschiedener Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Leuchte und Optik eingegangen. Anhand von Fig. 5 wird basierend auf den Strahlengängen näher auf die Funktion eingegangen. Mit Verweis auf Fig. 6 - 9 wird die erreichbare Abstrahlcharakteristik erläutert. Identische Elemente wurden dabei in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchte 10 gezeigt. Die Leuchte 10 beinhaltet ein Leuchtmittel 4, hier beispielsweise eine LED und eine Optik 1. Die Optik 1 beinhaltet einen refraktiven Lichtleitkörper 6. Der refraktive Lichtleitkörper 6 beinhaltet dabei eine Lichtaufnahmeoberfläche 2 und eine Lichtabgabeoberfläche 3. Die Lichtaufnahmeoberfläche 2 ist gegenüber dem Leuchtmittel 4 so angeordnet, dass von dem Leuchtmittel 4 abgestrahltes Licht durch die Lichtaufnahmeoberfläche 2 ins Innere des refraktiven Lichtleitkörpers 6 geführt wird. In dem hier dargestellten Beispiel ist die Lichtaufnahmeoberfläche eine Ausnehmung des refraktiven Lichtleitkörpers 6. Insbesondere ist sie konkav ausgeführt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann sie sphärisch oder teil-sphärisch sein.
Die Lichtabgabeoberfläche 3 ist im Wesentlichen gegenüber der Lichtaufnahmeoberfläche 2 angeordnet. Im Inneren des refraktiven Lichtleitkörpers 6 geführtes Licht wird von der Lichtabgabeoberfläche 3 abgegeben. Durch die Neigung der Oberfläche an jedem einzelnen Punkt der Lichtabgabeoberfläche 3 wird die angestrebte Abstrahlcharakteristik eingestellt. In dem hier dargestellten Beispiel wird eine rechteckige Abstrahlcharakteristik angestrebt. Der refraktive Lichtleitkörper 6 ist somit derart ausgeführt, dass die Lichtabgabeoberfläche 3 vier zumindest teilweise sphärische Bereiche 11 - 14 aufweist, welche den vier Ecken der rechteckigen Abstrahlcharakteristik entsprechen. Die zumindest teilweise sphärischen Bereiche sind dabei durch Übergangsbereiche miteinander verbunden, so dass ein weicher Übergang entsteht. Insbesondere entstehen dabei keine Unstetigkeitsstellen der Oberfläche.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Optik 1 gezeigt. Hier ist die Unterseite, welche in Fig. 1 verdeckt ist, dargestellt. Deutlich erkennbar ist hier eine Ausnehmung 5, welche in einem zentralen Bereich der Lichtaufnahmeoberfläche 2 gegenüberliegt. Diese Ausnehmung 5 sorgt für eine besonders gleichmäßige Beleuchtung in einem zentralen Bereich der Abstrahlcharakteristik.
In Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Optik 1 gezeigt. Hier erfolgt der Schnitt durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche. Deutlich erkennbar ist, dass der refraktive Lichtleitkörper 6 dabei spiegelsymmetrisch gegenüber einer Ebene senkrecht zur Schnittebene ist. Hier ist auch, dass die Ausnehmung 5 direkt unterhalb des Zentrums der Lichtaufnahmeoberfläche 2 angeordnet ist.
In Fig. 4 ist eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Optik 1 gezeigt. Auch hier ist die Anordnung der Lichtaufnahmeoberfläche 2 und der Ausnehmung 5 erkennbar.
Wichtig ist zu erwähnen, dass die Optik 1 vorzugsweise lediglich aus dem refraktiven Lichtleitkörper 6 besteht. So wird eine besonders einfache Konstruktion der Optik 1 erreicht. Der refraktive Lichtleitkörper 6 kann dabei mehrteilig oder einteilig ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der einteilig ausgeführt, um die Konstruktion weiter zu vereinfachen. Neben der Ausführung mit vier teilweise sphärischen Bereichen der Lichtabgabeoberfläche 3 zur Erreichung einer rechteckigen Abstrahlcharakteristik kann auch eine Ausführung mit 3, 5, 6 oder N teilweise sphärischen Bereichen der Lichtabgabeoberfläche 3 erzeugt werden. Die Abstrahlcharakteristik weist dann ebenfalls 3, 5, 6, N Ecken auf.
Um eine runde Abstrahlcharakteristik zu erreichen kann der refraktive Lichtleitkörper 6 darüber hinaus rotationssymmetrisch gegenüber einer geraden durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche 2 sein.
In den bislang dargestellten Ausführungen liegt die Lichtaufnahmeoberfläche 2 weitgehend gegenüber der Lichtabgabeoberfläche 3. Insbesondere besteht Parallelität zwischen einer Ausgleichsfläche durch die Lichtaufnahmeoberfläche 2 und einer Ausgleichsfläche durch die Lichtabgabeoberfläche 3. Um eine schräge Lichtabgabe gegenüber der Einstrahlrichtung durch das Leuchtmittel 4 zu erreichen, können die Ausgleichsflächen gegeneinander verkippt sein. So wird eine seitliche Lichtabgabe erreicht.
Um eine besonders einfache Konstruktion der Leuchte zu erreichen, beinhaltet die Leuchte als lichterzeugende und lichtleitende Elemente lediglich das Leuchtmittel 4 und die Optik 1. In Fig. 5 ist eine weitere Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Optik l gezeigt. Hier wird deutlich, dass durch Positionierung des Leuchtmittels 4 im Zentrum der hier teilweise sphärisch ausgeführten Lichtaufnahmeoberfläche 2 eine gleichmäßige Einstrahlung des Lichts ins Innere des refraktiven Lichtleitkörpers 6 erreicht wird. Im refraktiven Lichtleitkörper 6 bewegt sich das Licht geradlinig fort, um dann an der Lichtabgabeoberfläche gemäß der Neigung der Oberfläche am jeweiligen Austrittspunkt gebrochen und abgegeben zu werden. Durch die Neigung wird die Abstrahlrichtung des jeweiligen Lichtstrahls eingestellt. Somit wird durch die Neigung die gesamte Lichtabstrahlcharakteristik der Leuchte eingestellt.
In Fig. 6 ist eine exemplarische Beleuchtungsstärkeverteilung der in Fig. 1 - Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiele gezeigt.
In Fig. 7 sind zwei verschiedene Beleuchtungsstärkeprofile exemplarischer Leuchten dargestellt. Hier ist erkennbar, dass verschiedene Breiten der Lichtabgabe durch verschiedene Konstruktionen des refraktiven Lichtleitkörpers 6 erzielt werden können.
In Fig. 8 ist weiterhin eine Intensitätsverteilung, wie sie durch die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 - Fig. 5 erreicht werden kann, dargestellt.
Abschließend sind in Fig. 9 verschiedene Intensitätsprofile dargestellt, welche durch unterschiedliche Konstruktion des refraktiven Lichtleitkörpers 6 erreicht werden können. Die beiden hier dargestellten Intensitätsprofile entsprechen den beiden in Fig. 7 dargestellten Beleuchtungsstärkeprofilen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie bereits erwähnt, können unterschiedliche Formen der Abstrahlcharakteristik durch Gestaltung der genauen Oberflächenform des refraktiven Lichtelements eingestellt werden. Auch können unterschiedliche Leuchtmittel eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es denkbar, einen refraktiven Lichtleitkörper mit mehreren Lichtaufnahmeoberflächen zu versehen, und so mehrere Leuchtmittel zu nutzen, um die Beleuchtungsstärke zu erhöhen.
Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Optik (l) mit einem refraktiven Lichtleitkörper (6), aufweisend
- eine Lichtaufnahmeoberfläche (2), welche ausgebildet ist, um von einem Leuchtmittel (4) abgegebenes Licht in den refraktiven Lichtleitkörper (6) aufzunehmen, und
- einen Lichtabgabeoberfläche (3), welche ausgebildet ist, um in dem refraktiven Lichtleitkörper (6) geführtes Licht in einer einzig durch eine Geometrie des refraktiven Lichtleitkörpers (6) vordefinierten Abstrahlcharakteristik zur Bildung einer von dem abgestrahlten Licht im Wesentlichen scharf begrenzt ausgeleuchteten Fläche abzustrahlen.
2. Optik (1) nach Anspruch 1,
wobei die Abstrahlcharakteristik eine geometrische Form der von dem abgestrahlten Licht im Wesentlichen scharf begrenzt ausgeleuchteten Fläche ist.
3. Optik (1) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Optik (1) einzig aus dem refraktiven Lichtleitkörper (6) besteht.
4. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei der refraktive Lichtleitkörper (6) einteilig ausgeführt ist.
5. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Lichtaufnahmeoberfläche (2) eine konkave Ausnehmung des refraktiven Lichtleitkörpers (6) ist.
6. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Lichtaufnahmeoberfläche (2) eine zumindest teilweise sphärische Ausnehmung des refraktiven Lichtleitkörpers (6) ist.
7. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) in einem zentralen Bereich gegenüber der Lichtaufnahmeoberfläche (2) eine Ausnehmung (5) aufweist.
8. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei jeder Punkt der Lichtabgabeoberfläche (3) eine Neigung aufweist, und wobei die Neigung der Punkte der Lichtabgabeoberfläche (3) die Abstrahlcharakteristik einstellt.
9. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine dreieckige Abstrahlcharakteristik ist, und
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) drei zumindest teilweise sphärische Bereiche aufweist.
10. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine viereckige, insbesondere eine quadratische oder rechteckige Abstrahlcharakteristik ist, und
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) vier zumindest teilweise sphärische Bereiche (11, 12, 13, 14) aufweist.
11. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine fünfeckige Abstrahlcharakteristik ist, und
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) fünf zumindest teilweise sphärische Bereiche aufweist.
12. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine sechseckige Abstrahlcharakteristik ist, und
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) sechs zumindest teilweise sphärische Bereiche aufweist.
13. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die vordefinierte Abstrahlcharakteristik eine N-eckige
Abstrahlcharakteristik ist, und
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) N zumindest teilweise sphärische Bereiche (11, 12, 13, 14) aufweist.
14. Optik (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
wobei die teilweise sphärischen Bereiche (11, 12, 13, 14) der Lichtabgabeoberfläche (3) durch Übergangsbereiche miteinander verbunden sind, und
wobei die Übergangsbereiche keine Unstetigkeitsstellen der Lichtabgabeoberfläche (3) aufweisen.
15. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
wobei der refraktive Lichtleitkörper spiegelsymmetrisch gegenüber zumindest einer Fläche durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche (2) ist.
16. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
wobei der refraktive Lichtleitkörper rotationssymmetrisch gegenüber zumindest einer Geraden durch ein Zentrum der Lichtaufnahmeoberfläche (2) ist.
17. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
wobei die Lichtabgabeoberfläche (3) der Lichtaufnahmeoberfläche (2) zumindest teilweise gegenüber liegt.
18. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei eine Ausgleichsfläche durch die Lichtaufnahmeoberfläche (2) gegenüber einer Ausgleichsfläche durch die Lichtabgabeoberfläche (3) gekippt ist.
19. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
wobei die Optik (1) ausgebildet ist, um in die Lichtaufnahmeoberfläche (2) durch das Leuchtmittel (4) in einer Einstrahlrichtung eingestrahltes Licht durch die Lichtabgabeoberfläche (3) in einer Abstrahlrichtung abzustrahlen, und wobei die Einstrahlrichtung und die Abstrahlrichtung um zumindest 300, bevorzugt um zumindest 450, besonders bevorzugt um zumindest 900 abweichen.
20. Optik (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 117,
wobei eine Ausgleichsfläche durch die Lichtaufnahmeoberfläche (2) parallel gegenüber einer Ausgleichsfläche durch die Lichtabgabeoberfläche (3) ist.
21. Leuchte (10) mit einer Optik (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 und einem Leuchtmittel (4),
wobei das Leuchtmittel (4) an der Lichtaufnahmeoberfläche (2) angebracht ist, und
wobei das Leuchtmittel (4) ausgebildet ist, um Licht durch die Lichtaufnahmeoberfläche (2) in den refraktiven Lichtleitkörper (6) einzustrahlen.
22. Leuchte (10) gemäß Anspruch 21,
wobei das Leuchtmittel (4) eine LED oder eine OLED oder eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe ist.
23. Leuchte (10) gemäß Anspruch 21 oder 22,
wobei die Leuchte (10) neben dem Leuchtmittel (4) und der Optik (1) keine weiteren Licht erzeugenden und Licht leitenden Elemente beinhaltet.
EP17832502.3A 2016-12-28 2017-12-22 Refraktive optik mit freiformkörper Withdrawn EP3529655A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202016107411.8U DE202016107411U1 (de) 2016-12-28 2016-12-28 Refraktive Optik mit Freiformkörper
PCT/EP2017/084325 WO2018122153A1 (de) 2016-12-28 2017-12-22 Refraktive optik mit freiformkörper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3529655A1 true EP3529655A1 (de) 2019-08-28

Family

ID=61007654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17832502.3A Withdrawn EP3529655A1 (de) 2016-12-28 2017-12-22 Refraktive optik mit freiformkörper

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3529655A1 (de)
DE (1) DE202016107411U1 (de)
WO (1) WO2018122153A1 (de)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061798A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungsanordnung
DE102006050880A1 (de) * 2006-06-30 2008-04-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil und Beleuchtungseinrichtung
CN101478022A (zh) * 2008-11-28 2009-07-08 深圳市九洲光电子有限公司 一种特殊配光的发光二极管
DE202010003313U1 (de) * 2010-03-09 2011-08-26 Ridi-Leuchten Gmbh Leuchte
DE102010012824A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Inlight Gmbh & Co. Kg Lichtbrechungsvorrichtung
DE102010028416A1 (de) * 2010-04-30 2011-11-03 Tridonic Jennersdorf Gmbh LED-Modul mit Linse zum Erzeugen einer nicht rotationssymmetrischen Lichtverteilung
CN101900291A (zh) * 2010-07-22 2010-12-01 李瑞坤 一种led路灯透镜
CN102818216B (zh) * 2012-06-05 2014-08-06 佛山市国星光电股份有限公司 一种大角度透镜及大角度出光的led光源模块
DE202013103270U1 (de) 2013-07-22 2014-10-23 Zumtobel Lighting Gmbh Leuchte mit einem gekrümmten Prismenstruktur-Element
US9574738B2 (en) * 2015-05-28 2017-02-21 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Lens, light emitting device and backlight module

Also Published As

Publication number Publication date
DE202016107411U1 (de) 2018-04-03
WO2018122153A1 (de) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004020708B4 (de) Projektoroptikgruppe zur Bildung und Projektion einer Richtcharakteristik mit hohem Gradienten für Fahrzeuge
DE202010015305U1 (de) Abnormaler LED-Lampenschirm
DE102017116885B4 (de) Leuchtmittel und Linse für ein Leuchtmittel
DE102012201494A1 (de) Leuchte mit variabler Leuchtdichteverteilung
AT514121B1 (de) Leuchteinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer sowie Fahrzeugscheinwerfer
EP3037719A1 (de) Led-linsenkörper zur erzeugung eines direkt- und indirektlichtanteils
DE102014004472B4 (de) Leuchtmodul aufweisend ein optisches Element
DE102011112285A1 (de) Lichtformung mittels LED-Lichtquelle
WO2013011045A2 (de) Anordnung zur lichtabgabe
DE202013012202U1 (de) Optisches Element mit einem TIR-Flächenabschnitt für verbesserte räumliche Lichtverteilung
EP3165818A1 (de) Innen- oder aussenleuchte, insbesondere strassenleuchte, mit verlagerbarer freiformlinse
DE102011051541A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP1837590A1 (de) LED-Scheinwerfer und Beleuchtungssystem mit einem solchen Scheinwerfer
DE102011080247B4 (de) Leuchte mit einer Reflektorvorrichtung
DE102012003071B4 (de) Reflektorstrahler
EP3529655A1 (de) Refraktive optik mit freiformkörper
EP3045803B1 (de) Leuchte
EP2982899A1 (de) Flächige ausstellungsleuchte
DE202013103401U1 (de) Freiformoptik für LED-Straßenleuchten
DE102012218785A1 (de) Lampe
DE102006030646B4 (de) Innenraumleuchte zur Ausleuchtung einer Wand oder Decke
DE69535403T2 (de) Elektronische weitwinkel-beleuchtungsvorrichtung
EP1411294B1 (de) Reflektor mit strukturierter Oberfläche, sowie Leuchte und Sekundärbeleuchtungssystem mit einem solchen Reflektor
DE10328576A1 (de) Mobile Leuchte
EP2647903B1 (de) Linsenelement insbesondere für Notlichtmodul

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190522

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220125

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20240125