EP3671026B1

EP3671026B1 - Leuchte

Info

Publication number: EP3671026B1
Application number: EP19217044.7A
Authority: EP
Inventors: Matthias Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Bremerich
Original assignee: Erco GmbH
Current assignee: Erco GmbH
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2023-04-12
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: EP3671026A1; US20200240612A1; CN111351006A; ES2943024T3; US11149920B2; CN111351006B; DE102018133386A1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Leuchte zur Ausleuchtung von Gebäudeflächen.
Derartige Leuchten werden von der Anmelderin seit geraumer Zeit entwickelt und gefertigt.
Leuchten der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise in den Patentanmeldungen DE 10 2008 063 369 A1 , DE 10 2010 022 477 A1 , DE 10 2009 060 897 A1 , DE 10 2010 008 359 A1 , EP 2 327 927 A1 , DE 10 2012 006 999 A1 , DE 10 2013 011 877 A1 und DE 10 2013 021 308 A1 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.
Schließlich ist aus der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 122 956 A1 der Anmelderin eine weitere gattungsgemäße Leuchte bekannt.
Aus der WO 2011/032056 A1 ist eine Leuchte bekannt, bei der jeweils Paare von Linsenplatten mit miteinander nestbaren Linsenanordnungen beschrieben sind. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 13 und 14 dieser Druckschrift zeigt zwei Paare von Linsenplatten, das Ausführungsbeispiel der Fig. 15 dieser Druckschrift umfasst zwei Paare von Linsenanordnungen, die zu drei Linsenplatten zusammengefasst sind. Aus der Druckschrift geht nicht hervor, dass auf der ersten äußeren und auf der zweiten äußeren Linsenplatte Lentikularlinsen angeordnet sind, die sich entlang unterschiedlicher Richtungen erstrecken.
Ausgehend von einer Leuchte der eingangs beschriebenen 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 betrifft eine Leuchte nach Anspruch 1.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, drei Linsenplatten vorzusehen. Die Linsenplatten sind seriell hintereinander geschaltet. Das von der Bündelungsoptik abgestrahlte Licht durchdringt zunächst die erste Linsenplatte, und sodann die zweite Linsenplatte und schließlich die dritte Linsenplatte. Jede der drei 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.
Die mittlere der beiden Linsenplatten wird nachfolgend als mittlere Linsenplatte bezeichnet.
Die äußere Linsenplatte, die am nächsten an der oder an den LEDs angeordnet ist, wird als erste äußere Linsenplatte bezeichnet und die verbleibende dritte Linsenplatte wird als zweite äußere Linsenplatte bezeichnet.
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 wenigstens eine Verstelleinrichtung. Mittels der wenigstens einen Verstelleinrichtung ist der Abstand zwischen jeweils zwei Linsenplatten änderbar. Vorteilhafter Weise umfasst die Leuchte eine erste Verstelleinrichtung, mit der der Abstand zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte änderbar ist, und eine zweite Verstelleinrichtung, mit der der Abstand zwischen der zweiten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte änderbar ist. Die beiden Verstelleinrichtungen können vorteilhafter Weise so konfiguriert und ausgebildet sein, dass die Abstände der beiden äußeren Linsenplatten von der mittleren Linsenplatte jeweils unabhängig voneinander änderbar sind. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, wenn die beiden Verstelleinrichtungen mittels einer Zwangssteuerung gekoppelt sind, die dafür sorgt, dass bei einer Änderung des Abstandes zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte automatisch auch eine Änderung des Abstandes zwischen der zweiten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte erfolgt.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass die mittlere Linsenplatte allein verlagerbar ist und hierdurch eine relative Änderung des Abstandes der mittleren Linsenplatte zu der ersten äußeren Linsenplatte und zugleich zu der zweiten äußeren Linsenplatte erreicht wird.
Die wenigstens eine Verstelleinrichtung kann in einer ersten Variante die erste äußere Linsenplatte relativ zu der fest am Gehäuse angeordneten mittleren Linsenplatte verlagern, oder alternativ die mittlere Linsenplatte relativ zu der fest relativ zu dem Gehäuse angeordneten ersten Linsenplatte verlagern.
Gemäß einer weiteren Variante sind alle drei Linsenplatten relativ zu dem Gehäuse verlagerbar, und werden durch die wenigstens eine Verstelleinrichtung unter Änderung ihres Abstandes relativ zueinander verlagert.
Das erfindungsgemäße 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 Paare von Linsenplatten eine erste Abstrahlcharakteristik, beispielsweise eine schmale, ovale Lichtabstrahlung, bereitstellen, und bei einer zweiten unterschiedlichen Abstandsstellung der Paare von Linsenplatten voneinander eine zweite Lichtverteilung, beispielsweise eine breitere ovale Lichtverteilung bereitstellen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leuchte in einer ersten Abstandsstellung eines Paares von Linsenplatten eine erste ovale Lichtverteilung generiert, die entlang einer ersten Achsrichtung langgestreckt ausgebildet ist, und in einer zweiten, geänderten Abstandsstellung wenigstens eines der Paare der Linsenplatten voneinander eine zweite ovale Lichtverteilung generiert, die entlang einer zweiten Achsrichtung langgestreckt ausgebildet ist, wobei die zweite Achsrichtung zu der ersten Achsrichtung senkrecht steht.
Damit können gänzlich beliebige ovale Lichtverteilungen, sowohl was die Breite der Lichtverteilung angeht als auch deren Orientierung angeht, generiert werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann durch relative Verlagerung der ersten äußeren Linsenplatte relativ zu der mittleren Linsenplatte bei gleichbleibender Höhe die Länge einer ovalen Lichtverteilung entlang einer ersten Achsrichtung variiert werden, und durch relative Veränderung des Abstandes der zweiten äußeren Linsenplatte zu der mittleren Linsenplatte kann bei dieser Ausführungsform bei gleichbleibender Höhe die Länge der ovalen Lichtverteilung in Richtung einer zweiten, zu der ersten Richtung senkrecht stehendenden Richtung, variiert werden.
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 zusammen mit einem Reflektor oder zusammen mit einem Kollimator 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 drei Linsenplatten sind 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 äußeren Linsenplatten können identisch oder im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Auch wenn die beiden äußeren Linsenplatten bei dieser Ausführung hinsichtlich ihrer Form identisch ausgebildet sind, können sie doch unterschiedlich orientiert oder positioniert werden. Bei einer Variante der Erfindung sind sämtliche drei 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 - mittleren - Linsenplatte gerichtet, und tritt durch die Austrittsfläche der zweiten Linsenplatte aus. Von dort trifft es auf die Eintrittsseite der zweiten äußeren Linsenplatte und tritt nachfolgend durch die Austrittsfläche der zweiten äußeren Linsenplatte wieder aus.
Im Lichtweg hinter der zweiten äußeren Linsenplatte kann die Leuchte noch ein Abschlussglas aufweisen. Von der Erfindung sind aber insbesondere Leuchten umfasst, bei denen im Lichtpfad hinter der zweiten äußeren 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 äußeren Linsenplatte angeordnet sind.
Gemäß der Erfindung ist mindestens eine Verstelleinrichtung vorgesehen. Mittels der Verstelleinrichtung oder mittels der zwei Verstelleinrichtungen kann jeweils der Abstand zwischen den beiden Paaren von Linsenplatten geändert werden. Die Verstelleinrichtungen können motorisch angetrieben sein, oder infolge einer manuellen Betätigung den Abstand zwischen den beiden Paaren von Linsenplatten ändern. Der Verstellweg kann beispielsweise einige Millimeter betragen. Die Paare von Linsenplatten sind jeweils zumindest zwischen einer ersten Abstandsstellung und einer zweiten Abstandsstellung verlagerbar. In einer ersten Abstandsstellung des ersten Paares der beiden Paare von Linsenplatten generiert die Leuchte eine erste Lichtverteilung, und in einer zweiten, unterschiedlichen Abstandsstellung des ersten Paares der beiden Paare von Linsenplatten - bei unveränderter oder bei geänderter Abstandsstellung der zweiten Paares der beiden Paare von Linsenplatten - generiert die Leuchte eine zweite, von der ersten unterschiedliche Verteilung.
Gleichermaßen generiert die Leuchte in einer geänderten Abstandsstellung des zweiten Paares der beiden Paare von Linsenplatten - bei geänderter oder bei unveränderter Abstandsstellung des ersten Paares der beiden Paare von Linsenplatten - eine dritte Lichtverteilung.
Die beschriebenen unterschiedlichen Lichtverteilungen können beispielsweise unterschiedliche ovale Lichtverteilungen der Leuchte umfassen beispielsweise eine erste axial kurz gehaltene ovale Lichtverteilung in einer ersten Achsrichtung, des Weiteren eine zweite, langgestreckt ausgebildete ovale Lichtverteilung entlang derselben Achsrichtung, als dritte Lichtverteilung eine erste kurz gehaltene ovale Lichtverteilung entlang einer zweiten Achsrichtung, die zu der ersten Achsrichtung senkrecht ist, und als vierte Lichtverteilung eine zweite, axial langgestreckte ovale Lichtverteilung entlang der zweiten Achsrichtung.
Bei einer Variante der Erfindung ist der Abstand zwischen jeweils zwei Linsenplatten kontinuierlich, und weiter vorzugweise im Wesentlichen stufenlos, änderbar. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen jeweils zwei Linsenplatten in diskreten Schritten, das heißt, z. B. stufenweise, änderbar.
Auf den drei Linsenplatten sind jeweils zahlreiche Linsenelemente angeordnet. Die Linsenelemente der mittleren Linsenplatte können beispielsweise von sphärisch oder asphärisch gewölbten Facetten bereitgestellt sein.
Bei einer Variante der Erfindung ist jeweils einem Linsenelement auf der ersten äußeren Linsenplatte eine Vielzahl von Linsenelementen auf der mittleren Linsenplatte zugeordnet. Das auf das Linsenelement der ersten äußeren Linsenplatte von der Kollimatoroptik fallende Licht wird bei dieser Variante ausschließlich auf mehrere bestimmte gegenüberliegende Linsenelemente auf der mittleren Linsenplatte hin gerichtet. Diese eineindeutige Zuordnung der Linsenelemente an den unterschiedlichen Linsenplatten bleibt auch für unterschiedliche Abstandsstellungen gemäß einer Variante der Erfindung bewahrt.
Gleichermaßen ist vorteilhaft vorgesehen, dass das von einem Linsenelement der mittleren Linsenplatte fallende Licht grundsätzlich immer auf nur ein bestimmtes Linsenelement der zweiten äußeren Linsenplatte trifft.
Auch diese Zuordnung kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung für unterschiedliche Abstandsstellungen der Linsenplatten voneinander bewahrt bleiben.
Aufgrund des Umstandes, dass die Kollimatoroptik paralleles oder im Wesentlichen paralleles Licht auf die erste äußere Linsenplatte einstrahlt, sind die einzelnen Strahlenbündel vergleichbar:
Jedem oder nahezu jedem Linsenelement an der ersten äußeren Linsenplatte sind Linsenelemente an der mittleren Linsenplatte gegenüberliegend fest zugeordnet. Entsprechende Paare von einander gegenüberliegenden Linsenelementen zeigen jeweils ein gleiches optisches Verhalten bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten voneinander.
Die feste Zuordnung von jeweils einem Linsenelement der ersten äußeren Linsenplatte zu mehreren Linsenelementen der mittleren Linsenplatte bleibt dadurch gewährleistet, dass bei einer Ausführungsform der Erfindung während der Abstandsänderung die Drehposition dieser beiden Linsenplatten relativ zueinander nicht verändert wird. Hierfür kann eine Positioniereinrichtung sorgen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann während einer relativen Abstandsänderung eines Paares von zwei Linsenplatten allerdings auch die Drehposition dieser beiden Linsenplatten eine Änderung erfahren.
Die Linsenelemente können gemäß der Erfindung jeweils an einer oder auch jeweils an beiden Seiten wenigstens einer 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 einer der beiden anderen Linsenplatten können einen gleichen oder einen unterschiedlichen Radius aufweisen. Bei einer Variante der Erfindung ist die Brennweite der Linsenelemente der ersten äußeren Linsenplatte, größer oder kleiner, als die Brennweite der Linsenelemente der mittleren Linsenplatte, oder größer oder kleiner als die Brennweite der Linsenelemente der zweiten äußeren Linsenplatte.
Die einzelnen Linsenelemente, insbesondere an der mittleren Linsenplatte, 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 wenigstens eine Verstelleinrichtung wenigstens einen motorischen, insbesondere elektromotorischen, Antrieb. Eine Verstelleinrichtung ist beispielsweise mit einem Elektromotor ausgestattet, der für eine unmittelbare Verlagerung wenigstens einer Linsenplatte relativ zu wenigstens einer 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 wenigstens eine Verstelleinrichtung wenigstens 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 jeweils zwei 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 wenigstens zwei, vorzugsweise zwischen sämtlichen drei Linsenplatten sorgt. Die relative Drehposition wenigstens einer Linsenplatte relativ zu wenigstens einer anderen Linsenplatte wird dabei während der Abstandsänderung beibehalten. Dies kann beispielweise eine Drehverhinderung sorgen, die z. B. Führungsstangen oder entsprechende Aufnahmen oder dergleichen umfasst.
Auch können axiale Lagerungen für die gewünschte Axialbewegung der Linsenplatten relativ zueinander ohne Durchführung einer Drehbewegung sorgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die unterschiedlichen Lichtverteilungen unterschiedliche Abstrahlwinkel der Leuchte entlang unterschiedlicher Achsrichtungen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die unterschiedlichen Lichtverteilungen der Leuchte in einer ersten Abstandsstellung eines ersten Paares von Linsenplatten eine erste ovale Lichtverteilung, die entlang einer ersten Achsrichtung langgestreckt ist.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Leuchte bei einer anderen Abstandsstellung dieses Paares von Linsenelementen und/oder bei einer anderen Abstandsstellung des anderen Paares von Linsenelementen eine zweite, von der ersten Lichtversteilung unterschiedliche Lichtverteilung generiert, bei der ebenfalls eine ovale Lichtverteilung erreicht wird. Hier kann die zweite ovale Lichtverteilung entlang einer zweiten Abstrahlrichtung langgestreckt ausgebildet sein, wobei die zweite Achsrichtung senkrecht zu der ersten Achsrichtung steht.
Darüber hinaus können weitere zahlreiche Lichtverteilungen erreicht werden, die einen kontinuierlichen fließenden Übergang zwischen den beschriebenen Lichtverteilungen bewirken. Dabei können auch kreisrunde oder quadratische oder nahezu kreisrunde oder nahezu quadratische Lichtverteilungen generiert werden.
Eine Änderung der Lichtverteilung gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Änderung des Abstrahlwinkels von einer ersten ovalen, axial kurz gehaltenen Charakteristik zu einer zweiten ovalen, axial langgestreckten Charakteristik, umfassen.
Eine ovale Lichtabstrahl-Charakteristik im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung umfasst insbesondere eine Lichtverteilung mit einer Kontur, die in einer ersten Richtung länger gestreckt ausgebildet ist als in einer zweiten, zu der ersten Richtung senkrecht stehenden Richtung.
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.
Eine Kontur einer Lichtverteilung ist insoweit der auf der auszustrahlenden Gebäudefläche erkennbare und/oder messbare Verlauf dieses "full width half max"-Wertes.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der jeweilige Abstand zwischen den Linsenplatten eines Paares von 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 bzw. eine kontinuierliche Änderung der Ovalität oder Ovazität der Abstrahlcharakteristik bzw. der ovalen Lichtverteilung, erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine der drei Linsenplatten fest relativ zu dem Gehäuse angeordnet, und die beiden anderen Linsenplatten sind mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung relativ zu der mittleren 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 drei 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 jeweils zwei Linsenplatten voneinander vorgenommen werden kann, etwa in der Größenordnung von zwei Brennweiten. Dies bedeutet, dass jeweils zwei Linsenplatten zwischen einer ersten Abstandsstellung, in der sie einander kontaktieren, und einer zweiten Abstandsstellung, in der sie etwa zwei Brennweiten voneinander beabstandet sind, relativ zueinander verlagerbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils wenigstens ein Linsenelement einer Linsenplatte wenigstens 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 äußeren Linsenplatte fallende Licht ausschließlich zu mehreren bestimmten gegenüberliegenden Linsenelementen der mittleren Linsenplatte hin gelenkt wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass das von einem Linsenelement der mittleren Linsenplatte abstrahlende Licht immer auf ein bestimmtes Linsenelement der zweiten äußeren Linsenplatte hin geworfen 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 äußeren Linsenplatte treffen, und von diesem nur zu bestimmten Linsenelementen der mittleren Linsenplatte hin gerichtet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Zuordnung der Linsenelemente des ersten äußeren Linsenelementes zu den Linsenelementen der mittleren Linsenplatte bei einer Änderung des Abstandes zwischen den Linsenplatten beibehalten.
Gemäß der Erfindung umfassen die Linsenelemente an einer ersten äußeren Linsenplatte und an einer zweiten äußeren Linsenplatte Lentikularlinsen oder 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 oder geringfügig gekrümmt sind.
Gemäß der Erfindung weist die Leuchte drei Linsenplatten auf, eine erste äußere Linsenplatte, eine mittlere Linsenplatte und eine zweite äußere Linsenplatte.
Auf den beiden äußeren Linsenplatten sind vorteilhaft Lentikularlinsen angeordnet. Die mittlere Linsenplatte weist vorteilhaft Lentikularfacetten auf.
Die Lentikularlinsen der ersten äußeren Linsenplatte sind in einer ersten Richtung langgestreckt und die Lentikularlinsen der zweiten äußeren Linsenplatte sind entlang einer zweiten Richtung langgestreckt, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung steht.
Hierdurch können ovale Lichtverteilungen unterschiedlicher Breite in zwei unterschiedlichen, zueinander senkrecht stehenden Achsrichtungen generiert werden. Auch können durch Überlagerung von zwei Ovalverteilungen kreisförmige oder etwa kreisförmige oder quadratisch oder etwa quadratische oder rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Lichtverteilungen bzw. Lichtfeldkonturen generiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die drei Linsenplatten in einer relativen Drehposition zueinander fest angeordnet, so dass sich deren Drehposition bei einer Axialverlagerung der Linsenplatten nicht ändert.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die Drehposition wenigstens einer der drei Linsenplatten relativ zu wenigstens einer anderen der drei Linsenplatten geändert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lentikularlinsen an der ersten äußeren Linsenplatte entlang einer ersten Richtung erstrecken, und dass sich die Lentikularlinsen an der zweiten äußeren Linsenplatte entlang einer zweiten Richtung erstrecken, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung steht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass der relative Abstand der ersten äußeren Linsenplatte zu der mittleren Linsenplatte mittels einer ersten Verstelleinrichtung unabhängig von dem mittels einer zweiten Verstelleinrichtung änderbaren relativen Abstand der zweiten äußeren Linsenpatte zu der mittleren Linsenplatte änderbar ist.
Weitere Vorteile der Erfindungen ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen, sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der zahlreichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.
Darin zeigen:

Fig. 1a: in einer teilgeschnittenen, blockschaltbildartigen, schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte mit einem Lichtantrieb umfassend eine LED und einen Kollimator und drei mittels zwei Verstelleinrichtungen relativ zueinander verstellbaren Linsenplatten,
Fig. 1b: die Leuchte der Fig. 1a in einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht, etwa gemäß Schnittlinie Ib-Ib in Fig. 1a,
Fig. 2: in einer abgebrochenen, schematischen Unteransicht, etwa entlang Ansichtspfeil II in Fig. 1a, die mittlere Linsenplatte unter Andeutung der relativen Positionen der Lichtantriebe,
Fig. 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mittleren Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 2,
Fig. 4: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ersten äußeren Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 2, etwa entlang Ansichtspfeil IV in Fig. 1a, unter Veranschaulichung von Lentikularlinsen,
Fig. 5: eine teilgeschnittene, schematische Ansicht der ersten äußeren Linsenplatte etwa gemäß Schnittlinie V-V in Fig. 4,
Fig. 6: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen zweiten äußeren Linsenplatte, etwa gemäß Ansichtspfeil VI in Fig. 1a, vergleichbar der Darstellung gemäß Fig. 4,
Fig. 7: eine teilgeschnittene, schematische Ansicht der zweiten äußeren Linsenplatte, etwa entlang der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6,
Fig.8a: in einer teilgeschnittenen, schematischen, verkleinerten Ansicht einen Ausschnitt aus der Leuchte der Fig. 1, mit angedeuteter Verstelleinrichtung und den drei Linsenplatten in einer ersten maximalen Abstandsstellung,
Fig. 8b: den Ausschnitt aus der Leuchte der Fig. 8a in einer um 90° gedrehten Anordnung, etwa entlang der Schnittlinie Vlllb-Vllb in Fig. 8a,
Fig. 8c: schematisch eine auszuleuchtende Gebäudefläche mit der von der Leuchte der Fig. 8a auf der Gebäudefläche generierten Lichtverteilung entsprechend der Abstandsstellung der beiden Linsenplatten gemäß Fig. 8a und 8b,
Fig. 9a: die schematische Anordnung der Fig. 8a mit einer geänderten Abstandsstellung der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte zueinander, wobei der Abstand zwischen der mittleren Linsenplatte und zweiten äußeren Linsenplatte unverändert ist,
Fig. 9b: die Leuchte der Fig. 9a in einer Darstellung gemäß Fig. 8b,
Fig. 9c: die Lichtverteilung in einer Darstellung gemäß Fig. 8c bei einem Linsenplattenabstand gemäß der Fig. 9a und 9b,
Fig. 10a: in schematischer Darstellung die Leuchte der Fig. 8a mit maximal aneinander angenäherter erster äußeren Linsenplatte und mittlerer Linsenplatte, bei unverändertem Abstand der mittleren Linsenplatte zu der zweiten äußeren Linsenplatte,
Fig. 10b: die Leuchte der Fig. 10a um 90° gedreht, etwa entlang der Schnittlinie Xb-Xb in Fig. 10a,
Fig. 10c: die Lichtverteilung in einer Darstellung gemäß Fig. 9c bei einer Abstandsstellung der Linsenplatten gemäß Fig. 10a und 10b,
Fig. 11a, 11b und 11c.: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Fig. 8a, 8b und 8c bei maximaler Beabstandung der Linsenplatten voneinander,
Fig. 12a, 12b und 12c: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Darstellungen der Fig. 11a, 11b und 11c, wobei bei unverändertem Abstand zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte der Abstand zwischen der mittleren Linsenplatte und der zweiten äußeren Linsenplatte verringert worden ist,
Fig. 13a, 13b und 13c: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Darstellungen der Fig. 11a, 11b und 11c, wobei der relative Abstand zwischen der mittleren Linsenplatte und der zweiten äußeren Linsenplatte bei unverändertem Abstand zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte minimiert ist,
Fig. 14a, 14b und 14c: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Darstellungen der Fig. 8a, 8b und 8c, wobei jeweils ein maximaler Abstand zwischen der mittleren Linsenplatte und den beiden äußeren Linsenplatten erreicht ist,
Fig. 15a, 15b und 15c: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Darstellungen der Fig. 14a, 14b und 14c, wobei der relative Abstand sowohl zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte, als auch der Abstand zwischen der zweiten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte reduziert ist,
Fig. 16a 16b und 16c: die Leuchten in Darstellungen entsprechend der Darstellungen der Fig. 14a, 14b und 14c, wobei der Abstand zwischen der ersten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte und der Abstand zwischen der zweiten äußeren Linsenplatte und der mittleren Linsenplatte minimiert ist,
Fig. 17: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ersten äußeren Linsenplatte unter Verwendung von Lentikularfacetten in einer Darstellung gemäß Fig. 4,
Fig. 18: eine vergrößerte schematische Einzeldarstellung einer einzigen Lentikularfacette gemäß Teilkreis XVIII in Fig. 17,
Fig. 19: eine teilgeschnittene Ansicht durch die Facette der Fig. 18 entlang Schnittlinie XIX-XIX in Fig.18,
Fig. 20: eine teilgeschnittene Ansicht durch die Facette der Fig. 18 entlang Schnittlinie XX-XX in Fig. 18,
Fig. 21: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1a, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der Lichtantrieb durch eine Chip on Board LED und einen Reflektor als Bündelungsoptik bereitgestellt ist,
Fig. 22: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1a, wobei hier anstelle von drei Linsenplatten eine Kollimatoroptik mit unmittelbar daran angebrachten Linsenelementen und zwei unter einem relativ dazu veränderbaren Abstand angeordnete Linsenplatten vorgesehen sind,
Fig. 23: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mittleren Linsenplatte in einer Darstellung gemäß Fig. 4, unter Verwendung von konzentrisch angeordneten ringförmigen Lentikullarlinsen,
Fig. 24: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß Fig. 1a, wobei die mitlere Linsenplatte - im Unterschied zu der Darstellung der Fig. 1a - um 180°gedreht oder geometrisch invertiert angeordnet ist, mithin die Linsenelemente der mittleren Linsenplatte von der Kollimatoroptik weggewandt sind,
Fig. 25: eine teilgeschnittene, abgebrochene und schematische Darstellung eines Ausschnittes aus der mittleren Linsenplatte gemäß Fig. 24, etwa gemäß Teilkreis XXV in Fig. 24, und
Fig. 26: ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß Fig. 1a, wobei die Linsenelemente der der Kollimatoroptik näheren ersten äußeren Linsenplatte einen größeren Radius und die Linsenelemente der mittleren Linsenplatte einen demgegenüber kleineren Radius aufweisen.

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. 1a und 1b 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 erforderlichen 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 äußere Linsenplatte 18, eine mittlere Linsenplatte 19 und eine zweite äußere Linsenplatte 74 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 äußeren Linsenplatte 18, durchtritt diese, und tritt im Bereich der Lichtaustrittsfläche 29 der ersten äußeren Linsenplatte 18 aus. Von dort fällt das Licht auf die Lichteintrittsfläche 30 der mittleren Linsenplatte 19 und tritt durch die Lichtaustrittsfläche 31 der mittleren Linsenplatte 19 aus.
Von der mittleren Linsenplatte 19 fällt das Licht auf die Eingangsseite einer dritten Linsenplatte, nämlich der zweiten äußeren Linsenplatte 74, und tritt durch deren Lichtaustrittsfläche aus.
Im Lichtpfad hinter der zweiten äußeren Linsenplatte 74 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. 1a angedeutet ist.
Im Bereich der Lichtaustrittsöffnung 16 der Leuchte 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel also kein Abschlussglas oder dergleichen vorgesehen. Hier kann die zweite äußere Linsenplatte 74 als eine Art Abschlussglas der Leuchte 16 fungieren.
Der Abstand zwischen der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der mittleren Linsenplatte 19 wird in den Figuren mit 32 bezeichnet. Gemessen wird hierbei z. B. der Abstand zwischen der Lichteintrittsfläche 29 der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der Lichteintrittsfläche 30 der mittleren Linsenplatte 19. Auch andere Bezugspunkte sind von der Erfindung umfasst.
Der Abstand zwischen der mittleren Linsenplatte 19 und der zweiten äußeren Linsenplatte 74 ist in den Figuren mit 75 bezeichnet.
Gemäß der Erfindung ist der Abstand 32 zwischen den beiden Linsenplatten 18, 19 mittels einer ersten Verstelleinrichtung 20a veränderbar.
Gemäß der Erfindung ist darüber hinaus der Abstand 75 zwischen der mittleren Linsenplatte 19 und der zweiten äußeren Linsenplatte 74 mit einer zweiten Verstelleinrichtung 20b änderbar.
Die beiden Verstelleinrichtungen 20a, 20b können jeweils einen oder einen gemeinsamen motorischen Antrieb 21 umfassen, der in Fig. 1a lediglich angedeutet ist. Der motorische Antrieb 21 kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Signal- oder Steuerleitung Steuerbefehle von einer Leuchtensteuerung erhalten.
Die Verstelleinrichtungen 20a, 20b können aber jeweils auch ein manuell ansprechbares Betätigungselement umfassen, und auf einen motorischen Antrieb gänzlich verzichten.
Ein solches manuell betätigbares Element zur Abstandsänderung ist beispielsweise in den Fig. 10 bis 13 der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 122 956 A1 der Anmelderin offenbart, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dortigen Beschreibungen verwiesen wird. Um die Abstände 32, 75 unabhängig voneinander variieren zu können, können auch zwei derartige manuell betätigbare Elemente - entsprechend angepasst - zur Bereitstellung der beiden Verstelleinrichtungen 20a, 20b vorgesehen sein.
Auf die Ausbildung der Verstelleinrichtung kommt es gemäß der Erfindung aber nicht an. Der Erfindung geht es grundsätzlich darum, dass die drei Linsenplatten 18, 19, 74 relativ zueinander in Axialrichtung Y unter Änderung ihrer Abstände 32, 75 voneinander verlagerbar sind.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 1a in Verbindung mit Fig. 4 ist ersichtlich, dass entlang der Lichteintrittsfläche 28 der ersten äußeren Linsenplatte 18 eine Vielzahl von in Richtung X langgestreckten Linsenelementen, sogenannte Lentikularlinsen, in Form von langgestreckten Linsenelementen 22a, 22b, 22c angeordnet sind. Die Linsenelemente 22a, 22b, 22c in Form von langgestreckten Linsenlementen 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 mittleren Linsenplatte 19 ist eine Vielzahl von Linsenelementen 23a, 23b, 23c angeordnet. Die mittlere Linsenplatte 19 kann einzelne Facetten 23a, 23b, 23c umfassen, die jeweils einen sphärischen Querschnitt aufweisen, und dementsprechend beispielsweise von einem sphärisch gewölbten Körper, z. B. einem Kugelschnitt gebildet sind oder einem solchen Körper angenähert sind.
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.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine entsprechende Anordnung dieser Facetten 23a, 23b etc.
Ausweislich der Darstellung der Fig. 1a ist jedem der Lentikularlinsenelemente 22a, 22b, 22c eine Brennweite 25 zugeordnet. Dies führt dazu, dass sich ein einfallendes Strahlenbündel 60 aus parallelem Licht, das z. B. gemäß Fig. 1a auf das Lentikularlinsenelement 22b fällt, in einer Brennpunktlinie 61, die senkrecht zur Papierebene der Fig. 1a verläuft, bündelt. Hier kreuzen sich die einzelnen Lichtstrahlen.
Dem Pfad des Lichtes weiter folgend divergiert das Licht ausgehend von der Brennpunktline 61 und fällt auf das Linsenelement 23b an der mittleren Linsenplatte 19. Da die Facette 23b - in der Papierebene der Fig. 1a - zu der Linse 22b der ersten äußeren Linsenplatte 18 identisch gewölbt ist, ist ihr eine identische Brennweite 26 zuzuordnen. Die Brennweite 25 der Linse 22b der ersten äußeren Linsenplatte 18 und die Brennweite 26 der Facette 23b der mittleren Linsenplatte 19 sind also identisch.
Fig. 1a 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 der Brennpunktlinie 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.
Dieses parallele Lichtstrahlenbündel 64 trifft sodann auf die dritte Linsenplatte 74, also die zweite äußere Linsenplatte 74, und wird - jedenfalls in Betrachtung der Papierebene in Fig. 1a - nicht in seinem Strahlengang beeinflusst.
Ergänzend sei angemerkt, dass die blockschaltbildartige schematische Darstellung in Fig. 1a eine Linearführung 62 andeutet. Demnach ist die erste äußere Linsenplatte 18 beweglich relativ zu dem Gehäuse 11 angeordnet, und die mittlere Linsenplatte 19 fest relativ zu dem Gehäuse 11 angeordnet. Die erste äußere Linsenplatte 18 ist unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung 20a entlang der Linearführung 62 in Axialrichtung Y verlagerbar.
Gleichermaßen ist die zweite äußere Linsenplatte 74 unter Zuhilfenahme der zweiten Verstelleinrichtung 20b relativ zu der fest gehaltenen mittleren Linsenplatte 19 ebenfalls in Axialrichtung Y verlagerbar.
Ausweislich der Figuren 2 und 3 ist deutlich, dass auf der mittleren Linsenplatte 19 eine Vielzahl von Linsenelementen 23a, 23b, 23c angeordnet sind, wobei nur ein Teil dieser Facetten mit Bezugszeichen versehen ist.
In Zusammenschau mit der Fig. 1a ergibt sich, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c auf der ersten äußeren Linsenplatte 18 und auf der mittleren Linsenplatte 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 drei Linsenplatten 18, 19, 74 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 1a 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 23a, 23b, 23c zugeordnet ist. So zeigt beispielsweise die Darstellung der Fig. 2, dass der Kollimatoroptik 15c mehr als zwanzig einzelne Facetten 23a, 23b, 23c zugeordnet sind.
Dadurch, dass jeder Kollimatoroptik 15 bzw. jeder LED 12 jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen 23a, 23b, 23c 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 äußere Linsenplatte 18 und die zweite äußere Linsenplatte 74 jeweils identisch ausgebildet, aber um 90° verdreht relativ zueinander angeordnet.
Diese unterschiedlichen Drehpositionen ergeben sich aus dem Vergleich der Figuren 1a und 1b sowie der Figuren 4 und 6.
Die jeweiligen Lentikularlinsen 22a, 22b, 22c und 76a, 76b, 76c erstrecken sich in zueinander senkrecht stehende Richtungen X und Y.
Die beiden Linsenplatten 18, 19, werden, wie in Fig. 1a dargestellt, axial beanstandet voneinander zueinander positioniert, so dass jedem Lentikularlinsenelement 22a, 22b, 22c der ersten äußeren Linsenplatte 18 mehrere bestimmte Linsenelemente 23a, 23b, 23c der mittleren Linsenplatte 19 fest zugeordnet sind. So ist ausweislich der Fig. 1a das Linsenelement 22b der ersten äußeren Linsenplatte 18 immer fest dem Linsenelement 23b der mittleren Linsenplatte 19 zugeordnet. Diese feste Zuordnung bleibt vorteilhaft auch während und/oder nach der Durchführung einer Abstandsänderung zwischen den beiden Linsenplatten 18, 19 bestehen.
Andererseits ist jedem Linsenelement 23a, 23b, 23c der mittleren Linsenplatte 19 immer ein Linsenelement 76a, 76b, 76c der zweiten äußeren Linsenplatte 74 fest zugeordnet.
Ausweislich der Figuren 8a, 8b bis 10a, 10b kann unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung 20a bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Änderung des Abstandes 32 zwischen der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der mittleren Linsenplatte 19 von einem Abstand gemäß Fig. 10a, 10b, der einem Minimalabstand entspricht, und wobei es nahezu zu einem Kontakt zwischen der Eintrittsseite 30 der mittleren Linsenplatte 19 und der Austrittsseite 29 der ersten äußeren Linsenplatte 18 kommt, oder kommen kann, und einem zweiten, maximalen Abstand 32 gemäß Fig. 8a, 8b, wobei die beiden Linsenplatten 18, 19 etwa um das Doppelte der Brennweite 25, 26 voneinander beabstandet sind, erfolgen. Die Verlagerung kann dabei durch die Verstelleinrichtung 20a z. B. kontinuierlich, insbesondere stufenlos, erfolgen.
Anhand der Figuren 8c, 9c und 10c sollen die auf der Gebäudefläche 17 generierten Lichtverteilungen entsprechend den unterschiedlichen Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 18, 19 gemäß den Figuren 8a, 8b, 9a, 9b und 10a, 10b erläutert werden:
Bei einer Abstandsstellung gemäß Fig. 8a und 8b, 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. 8a 0°, da es sich um paralleles Licht handelt. Tatsächlich wird im Hinblick auf den großen, in Fig. 1a 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 20a die beiden Linsenplatten 18, 19 aufeinander unter Verringerung des Abstandes 32 zubewegt, und beispielsweise eine Zwischenstellung gemäß Fig. 9a, 9b mit einem Abstand 32 erreicht, kann die mittlere Linsenplatte 19 das von der ersten äußeren Linsenplatte 18 empfangene Licht nicht mehr maximal bündeln. Fig. 9a, 9b 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. 8c die Lichtverteilung zeigt, die einer Spot-Verteilung nahe kommt, ist der Lichtkegel ausweislich der Fig. 9c - entsprechend der Abstandsstellung der Linsenplatten 18, 19 gemäß Fig. 9a - bereits aufgeweitet. Die Breite 51b der Lichtverteilung gemäß Fig. 9c ist gegenüber der Breite 51 der Lichtverteilung gemäß Fig. 8c größer.
Die Höhe 52 der Lichtverteilung hat sich allerdings nicht geändert.
Werden ausgehend von einer Abstandsstellung gemäß Fig. 9a, 9b die beiden Linsenplatten 18, 19 noch weiter aufeinander zubewegt, und ein Kontakt oder nahezu eine Kontaktstellung gemäß Fig. 10a, 10b erreicht, findet durch die mittlere Linsenplatte 19 keine oder nahezu 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. 8a, 8b, 9a, 9b.
Die Lichtverteilung auf der Wand 17 gemäß Fig. 10c weist demzufolge eine noch größere Breite 51c, verglichen mit der Lichtverteilungskurve 17 gemäß Fig. 8c, auf.
Hier ist eine maximal ovale 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 bzw. eine Änderung der Ovalität oder der Ovazität der Lichtverteilung 34 erreicht werden.
Durch eine nicht dargestellte Positioniereinrichtung wird während der Abstandsänderung die Drehumfangsposition der mittleren 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 äußeren Linsenplatte 18 zu jeweils mehreren bestimmten Linsenelementen 23a, 23b, 23c an der mittleren Linsenplatte 19 für unterschiedliche Abstände 32 beibehalten wird.
Ausweislich der Figuren 4 und 5weist die erste äußere Linsenplatte 18 bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils Lentikularlinsen auf. Es handelt sich dabei um zylindrische Linsen, die entlang einer ersten Schnittebene (vgl. Fig. 5) sphärische oder asphärische Krümmungen aufweisen, und die entlang einer zweiten zu der ersten Schnittebene senkrechten Schnittebene nicht gekrümmt sind. Die Lentikularlinsen 22a, 22b, 22c sind insoweit zylindrisch ausgebildet, und sind parallel zueinander ausgerichtet.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 und 7 weist die zweite äußere Linsenplatte 74 ebenfalls Lentikularlinsen auf, die lediglich beispielhaft mit den Bezugszeichen 76a, 76b, 76c bezeichnet sind.
Die Lentikularlinsen der zweiten äußeren Linsenplatte 74 sind entlang einer Richtung W angeordnet, die senkrecht zu der Richtung X steht, entlang der Lentikularlinsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten äußeren Linsenplatte 18 gemäß den Fig. 4 und 5 angeordnet sind.
Es sind zuvor bereits die Fig. 8a bis 10c beschrieben worden.
Nachfolgend soll anhand der Fig. 11a bis 13c erläutert werden, dass mittels einer zweiten Verstelleinrichtung 20b unter Beibehaltung des maximalen Abstandes 32 zwischen der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der mittleren Linsenplatte 19 der Abstand 75 zwischen der zweiten äußeren Linsenplatte 74 und der mittleren Linsenplatte 19 geändert werden kann.
Die Fig. 11a bis 13c zeigen drei unterschiedliche Abstandsstellungen von mittlerer Linsenplatte 19 und zweiter äußerer Linsenplatte 74, sowie die jeweils auf der Gebäudefläche 17 generierte Lichtverteilung.
Man erkennt, dass mit abnehmenden Abstand, ausgehend von der Stellung der Fig. 11a. 11b, hin zu der Abstandsstellung der Linsenplatten 19, 74 gemäß den Fig. 12a und 12b und weiter im Hinblick auf eine Kontaktierungsstellung der Linsenplatten 19 und 74 gemäß Fig. 13a und 13b, die Lichtverteilung zunehmen langgestreckter oder ovaler ausgebildet wird. Es ändert sich hier die Höhe 52, 52b, 52c der Lichtverteilung, wobei die Breite 51 der Lichtverteilung 34 sich nicht ändert.
Man erkennt anhand der Lichtverteilungen 34 der Figuren 11a bis 13c, dass die Leuchte bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der beiden Linsenplatten 19, 74 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 der Fig. 8c dargestellt, abweichende Kontur 53 aufweist.
So zeigt Fig. 12c eine ovale Lichtverteilung 34 mit einer entsprechend ovalen Kontur 53a, und eine Lichtverteilung - vereinfacht dargestellt - die eine Breite 51 der Lichtverteilung und eine Höhe 52b der Lichtverteilung aufweist. Die Lichtverteilung ist also oval, oder näherungsweise elliptisch. Die genaue Kontur 53a der Lichtverteilung 34 hängt freilich von den verwendeten Krümmungsradien der Linsenelemente ab.
Mit abnehmenden Abstand der beiden Linsenplatten 19, 74 voneinander wird die Lichtverteilung 34 auf der auszuleuchtenden Gebäudefläche 17 bei konstanter Breite höher. Fig. 13c zeigt die Lichtverteilung 53b auf der auszuleuchtenden Gebäudefläche 17, die der Abstandsstellung der beiden Linsenplatten 19, 74 gemäß Fig. 13a, 13b entspricht. Man erkennt, dass die Höhe 52c dieser Lichtverteilung erheblich größer ist, als die Höhe 53 der Lichtverteilung 34 der Fig. 11c. Dieser Effekt ergibt sich daraus, dass die Linsenelemente (beispielhaft aufgezählt 76a, 76b, 76c) der zweiten äußeren Linsenplatte 74 jeweils das von den Linsenelementen 23a, 23b, 23c der mittleren Linsenplatte 19 empfangene Teillichtbündel nicht mehr so gut oder so vollständig wie bei der Abstandsstellung in Fig. 11a, 11b gezeigt, kollimieren können.
Entscheidend ist, dass die Lichtverteilung 34 durch die Änderung des Abstandes 75 zwischen den Linsenplatten 19 und 74 in ihrer Höhe 52 geändert wird, und mithin der Abstrahlwinkel 38b, 39b in der Schnittebene der Figuren 11b, 12b hierdurch vergrößert wird.
In einer dazu senkrechten Schnittebene der Fig. 11a, 12a wird der Abstrahlwinkel nicht beeinflusst. Dies erklärt, warum die Breite 51 der Lichtverteilung 34 sich praktisch nicht ändert, und nur die Höhe 52, 52b, 52c variiert.
Anhand der Fig. 14a bis 16c wird nun Folgendes erläutert:
Hier können der Abstand 32 der ersten äußeren Linsenplatte 18 zur der mittleren Linsenplatte 19 und der relative Abstand 75 der zweiten äußeren Linsenplatte 74 zur mittleren Linsenplatte 19 gleichzeitig geändert werden.
Die Fig. 14a und 14b zeigen eine maximale Abstandsstellung, die Fig. 16a und 16b eine Kontaktstellung und die Fig. 15a und 15b eine Zwischenstellung.
Die Lichtverteilung 34 gemäß den Fig. 14c, 15c und 16c entsprechen den Abstandsstellungen der Linsenplatten.
Man erkennt, dass eine Spot-Verteilung gemäß Fig. 14c, die in beiden Schnittebenen der Fig. 14a und 14b als maximal enges Lichtbündel auf die Gebäudefläche 17 trifft, zu einer Lichtverteilungskontur gemäß Fig. 15c und Fig. 16c in Richtung der Höhe 52 und in Richtung der Breite 51 aufweitet.
Mit einer Leuchte gemäß den Fig. 1a, 1b können insoweit ovale Lichtverteilungen erreicht werden, deren Ovalität, also deren Grad an Ovalheit, einstellbar ist. Dabei kann entlang unterschiedlicher Achsrichtungen die Breite der ovalen Lichtverteilung bzw. die Höhe der ovalen Lichtverteilung einstellbar sein. Wie die Lichtverteilung 34 gemäß der Fig. 14c, 15c und 16c deutlich macht, kann mit der Leuchte zugleich auch eine von der ovalen Lichtverteilung abweichende Lichtverteilung, z. B. nach Art eines Kreises oder eines abgerundeten Vierecks generiert werden.
Von der Erfindung sind freilich auch Ausführungsbeispiele von Leuchten umfasst, mit denen andere, als die dargestellten Lichtfeldkonturen generiert werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 soll nun noch anhand der Figuren 17 bis 20 erläutert werden:
Fig. 17 zeigt in einer Darstellung gemäß Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ersten äußeren 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 17 bis 20 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. 17 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. 4 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. 18 wird eine einzige Lentikullarfacette 54 aus der Linsenplatte 18 gemäß Fig. 17 in vergrößerter Einzeldarstellung betrachtet. Die beiden Schnittdarstellungen der Figuren 19 und 20 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 19 und 20 Krümmungsradien aufweisen, wobei dem Fachmann deutlich ist, dass auch andere gekrümmte Flächen, wie beispielsweise elliptische oder parabelförmige Krümmungen Anwendung finden können.
Von der Erfindung ist weiter umfasst, wenn auf einer Linsenplatte oder auf mehreren Linsenplatten gänzlich unterschiedliche Facetten, z. B. unter Zuhilfenahme von Simulationen errechnete Freiformkörper, angeordnet sind.
Eine Lentikularlinsenfacetten aufweisende Linsenplatte, wie sie in Fig. 17 dargestellt ist, kann bei Ausführungsbeispielen der Erfindung auch als mittlere Linsenplatte 19 oder als zweite äußere Linsenplatte 74 vorgesehen sein.
Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt eine Abstandsänderung der drei Linsenplatten 18, 19, 74 voneinander mittels einer Axialbewegung, wobei die Linsenplatten in jeder Abstandsstellung parallel zueinander ausgerichtet sind. Von der Erfindung ist auch umfasst, wenn anstelle einer derartigen Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 eine Verlagerungsbewegung mittels der Verstelleinrichtung 20a, 20b derartig durchgeführt wird, dass zusätzlich zu einer axial gerichteten, parallelen Verschiebebewegung, oder alternativ zu einer solchen Bewegung, eine Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 relativ zueinander dadurch erfolgt, dass eine der Linsenplatten 18, 19, 74 zu jeweils einer anderen Linsenplatte 19, 18, 74 gedreht, gekippt oder geneigt, oder einer anderen, ggf. komplizierter veranlagten Bewegung, unterworfen wird. Auch hier kann dafür gesorgt werden, dass eine Zuordnung von jeweils wenigstens einem Linsenelement einer Linsenplatte zu wenigstens einem anderen Linsenelement einer anderen Linsenplatte fest beibehalten wird.
Von der Erfindung sind auch Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen diese Zuordnung im Zuge einer Abstandsänderung aufgehoben wird, und beispielsweise in diskreten unterschiedlichen Abstandsstellungen jeweils unterschiedliche Linsenelemente einer ersten Linsenplatte unterschiedlichen Linsenelementen einer zweiten Linsenplatte zugeordnet sind.
Schließlich sind in den Zeichnungen ausschließlich Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Drehposition der mittleren Linsenplatte 19 während einer Abstandsänderung relativ zu der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der zweiten äußeren Linsenplatte beibehalten wird. Von der Erfindung sind aber auch Ausführungsformen umfasst, bei denen infolge einer Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 eine Änderung der Drehposition der mittleren Linsenplatte 19 relativ zu den beiden äußeren Linsenplatten 18, 74 erfolgt.
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 drei Linsenplatten 18, 19, 74 zueinander durch die Verstelleinrichtungen 20a, 20b von einer Bedienperson in der gewünschten Weise vorgenommen werden.
Die Änderung der Lichtverteilung oder der Abstrahlcharakteristik der Leuchte ist durchführbar, ohne dass 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 ersten äußeren Linsenplatte 18 und/oder der zweiten äußeren Linsenplatte 74 relativ zu der mittleren Linsenplatte 19 entlang eines Verstellwegs, der etwa dem Doppelten der Brennweite 25 der Linsenelemente 22a, 22b, 22c, 76a, 76b, 76c der ersten äußeren Linsenplatte 18 und der zweiten äußeren Linsenplatte 74 beträgt. Von der Erfindung sind auch Ausführungsbeispiele umfasst, bei denen der Verstellweg, der von der Verstelleinrichtung 20a, 20b für die Änderung des Abstandes 32, 75 zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 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 20a bereitzustellende Verfahrweg an der Brennweite oder der doppelten Brennweite 25 einer der Facetten 22a, 22b, 22c orientieren.
Vorteilhaft wird der von der Verstelleinrichtung 20a, 20b bereitzustellende Verfahrweg derart bemessen, dass eine Abstandsänderung zwischen eines Paares der Linsenplatten 18, 19, 74 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, bzw. 19, 74, die entsprechend einen maximalen Abstrahlwinkel und einen minimalen Abstrahlwinkel bereitstellen, können auch durch Anschläge, die die Verstelleinrichtung 20a, 20b bereitstellt, vorgegeben oder vorherbestimmt sein, und entsprechend eine Verlagerungsbewegung der ersten und zweiten äußeren Linsenplatte 18, 74 relativ zu der mittleren Linsenplatte 19 begrenzen.
Für den Fall, dass die Abstandsänderung zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 in diskreten Stufen erfolgen soll, um vorgegebene Abstandsstellungen zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 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 Abstandsstellungen zwischen den Linsenplatten 18, 19, 74 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 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 Linsenplatten 18, 19, 74 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 23a, 23b, 23c an der mittleren Linsenplatte 19 vorgesehen. Hierdurch kann eine besonders optimierte Homogenisierung des 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, 74 zurückgegriffen werden, die von der Anmelderin seit geraumer Zeit z. B. als Tertiäroptiken in Leuchten Anwendung finden.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 21 wird noch kurz auf ein weiteres Ausführungsbeispiel hingewiesen, das in seiner Darstellung gemäß Fig. 21 der Darstellung der Fig. 1a entspricht. Hier ist eine Bündelungsoptik 66 vorgesehen, die die Bündelungsoptik 66 der Fig. 1 ersetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 21 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 drei Linsenplatten 18, 19, 74 kann bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 21 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 8a-16c ergeben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 gemäß Fig. 22 sieht eine Bündelungsoptik 66 vor, die eine Kollimatoroptik 15d mit unmittelbar daran angeordneten Linsenelementen 70a, 70b, 70c nach Art von Lentikularlinsen aufweist. Die Linsenelemente 70a, 70b, 70c sind also an der Lichtaustrittsseite 56 der Kollimatoroptik 15d angeordnet, die - anders, als bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1a - nicht glatt gehalten ist, sondern die Vielzahl der Linsenelemente 70a, 70b, 70c aufweist.
Anhand eines beispielhaften Lichtstrahlenbündels 71 kann der Fig. 22 entnommen werden, dass das Lichtabstrahlverhalten dieser Leuchte dem des Ausführungsbeispiels der Fig. 1a entspricht.
Die zweite Linsenplatte 19b des Ausführungsbeispiels der Fig. 22 entspricht der mittleren Linsenplatte 19 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1a. Der Umstand, dass hier die Linsenelemente 23a, 23b, 23c auf der Lichtaustrittsseite 31 der Linsenplatte 19b angeordnet sind, und die Lichteintrittsseite 30 flachgehalten ist, ist unmaßgeblich. Die Orientierung der mittleren Linsenplatte 19b könnte bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 22 auch umgekehrt getroffen sein.
Bei unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatte 19b zu der Kollimatoroptik 15d des Ausführungsbeispiels der Fig. 22 ergeben sich exakt die gleichen Änderungen der Abstrahlcharakteristik der Leuchte, wie in den Fig. 8a bis 16c anhand des Ausführungsbeispieles der Fig. 1a gezeigt.
Wiederum ist deutlich, dass die Linsenplatte 19b auch eine Vielzahl entsprechender Kollimatoroptiken 15d überdecken kann.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 23 sei eine weitere mittlere Linsenplatte 19 vorgestellt. Die Darstellung der Fig. 23 entspricht dabei der Darstellung der Fig. 2.
Anstelle facettenartiger Linsenelemente 23a, 23b, 23c gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 3 sind hier kreisringförmige, konzentrisch angeordnete Lentikularlinsenelemente 69a, 69b, 69c vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine mittlere Linsenplatte 19 verwendet, wie sie in Fig. 23 dargestellt ist. Es ergibt sich dabei beispielsweise die gleiche Querschnittsdarstellung, wie sie in Fig. 1a schematisch, nicht maßstäblich angedeutet ist.
Wird die mittlere Linsenplatte 19 gemäß Fig. 23 in unterschiedlichen Abstandsstellungen relativ zu den beiden äußeren Linsenplatten 19, 74 angeordnet, ergeben sich die entsprechend der Figuren 8a bis 16c zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1a identischen Lichtverteilungen.
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind eine oder mehrere der drei Linsenplatten 18, 19, 19b,74 anders, als bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Patentanmeldung dargestellt, gekrümmt oder gewölbt ausgebildet.
Alternativ können die Linsenplatten 18, 19, 74 - wie in den Zeichnungen dargestellt - jeweils entlang einer Ebene ausgerichtet sein.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 24 können die Linsenelemente eines Paares benachbarter Linsenplatten auch voneinander abgewandt angeordnet sein, so dass z. B. die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten äußeren Linsenplatte 18 der Kollimatoroptik 15 zugewandt sind und die Linsenelemente 23a, 23b, 23b der mittleren Linsenplatte 19 auf der Seite der zweiten Linsenplatte 19 angeordnet sind, die der Kollimatoroptik 15 abgewandt ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 26 greift schließlich die grundsätzliche Struktur des Ausführungsbeispiels der Fig. 24 auf: Hier sind allerdings, im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 24, die Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten äußeren 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 mittleren Linsenplatte 19 weisen demgegenüber eine kleineren Radius auf, so dass jedem Linsenelement 23a, 23b, 23c der mittleren 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 äußeren 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 mittleren 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 bestimmte entsprechend gegenüberliegende Linsenelemente 23 der mittleren 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 äußeren Linsenplatte 18 und den Linsenelementen 76a, 76b der zweiten äußeren Linsenplatte 74 und den Linsenelementen 23a, 23b, 23c der mittleren Linsenplatte 19 mehrere Millimeter betragen können. So kann beispielsweise die Brennweite der Linsenelemente 22a, 22b, 22c der ersten äußeren Linsenplatte 18 zwischen 3 mm und 10 mm betragen, und die Brennweite 26 der Linsenelemente 23a, 23b, 23c der mittleren Linsenplatte 19 zwischen 0,5 mm und 2,9 mm betragen.
Ausweislich des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 und 25 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 (Fig. 25) 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 einer Facette 23 eintretenden Lichtstrahlen (siehe Fig. 25) 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.

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, wobei im Lichtpfad hinter der Bündelungsoptik eine erste äußere Linsenplatte (18), eine mittlere Linsenplatte (19) und eine zweite äußere Linsenplatte (74) vorgesehen sind, auf denen jeweils eine Vielzahl von Linsenelementen (22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c, 69a, 69b, 69c, 70a, 70b, 70c), angeordnet ist, wobei die relativen Abstände (32, 75) jeweils einer der beiden äußeren Linsenplatten zu der mittleren Linsenplatte mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung (20) änderbar sind, wobei die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten voneinander unterschiedliche Lichtverteilungen (37, 38, 39, 50a, 50b, 50c) bereitstellt, wobei die Linsenelemente der mittleren Linsenplatte (19) von gewölbten Facetten bereitgestellt sind, die eine Wölbung aufweisen, die sphärisch ausgebildet ist oder einer Sphäre angenähert ist, und/oder von einem Rotationsparaboloid bereitgestellt ist, wobei die Linsenelemente an den beiden äußeren Linsenplatten (18, 74) Lentikularlinsen (22, 76) und/oder Abschnitte von Lentikularlinsen (54a, 54b, 54c) umfassen, und wobei die Lentikularlinsen der ersten äußeren Linsenplatte in einer ersten Richtung langgestreckt sind und die Lentikularlinsen der zweiten äußeren Linsenplatte entlang einer zweiten Richtung langgestreckt sind, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung steht.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verstelleinrichtung (20a, 20b) eine Positioniereinrichtung zugeordnet ist, die bei Durchführung einer Abstandsänderung zwischen jeweils zwei der drei Linsenplatten (18, 19, 74) für eine Beibehaltung der relativen Drehposition zwischen wenigstens zwei der drei Linsenplatten, insbesondere für eine Beibehaltung der relativen Drehposition zwischen sämtlichen drei Linsenplatten, sorgt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverteilungen eine erste, entlang einer ersten Ausrichtung langgestreckte ovale Lichtverteilung und eine zweite, entlang einer zweiten Achsrichtung langgestreckte ovale Lichtverteilung umfassen, wobei die zweite Achsrichtung zu der ersten Achsrichtung senkrecht steht.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte in unterschiedlichen Abstandsstellungen der Linsenplatten (18, 19, 74) voneinander unterschiedliche ovale Lichtverteilungen bereitstellt.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (32) zwischen den Paaren (18, 19; 19,74) von Linsenplatten (18, 19, 74) kontinuierlich änderbar sind.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der drei Linsenplatten (18, 19, 74), insbesondere die mittlere Linsenplatte (19), fest relativ zu dem Gehäuse (11) angeordnet ist und die anderen beiden Linsenplatten (19, 74) mittels der wenigstens einen Verstelleinrichtung (20a, 20b) relativ zu dem Gehäuse (11) und/oder relativ zu der mittleren Linsenplatte (19) verlagerbar sind.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Linsenelement (22b) einer ersten äußeren Linsenplatte (18) wenigstens einem Linsenelement (23b) der mittleren Linsenplatte (19) zugeordnet ist.
Leuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung derart getroffen ist, dass Lichtanteile, die von der Bündelungsoptik (15) ausgehend auf ein Linsenelement (22b) der ersten äußeren Linsenplatte (18) treffen, von diesem nur zu bestimmten Linsenelementen (23b) der mittleren Linsenplatte (19) hin gerichtet werden, und Lichtanteile, die von einem Linsenelement (23b) der mittleren Linsenplatte (19) abgestrahlt werden, von diesem nur zu einem bestimmten Linsenelement (76b) der zweiten äußeren Linsenplatte (74) hin gerichtet werden.
Leuchte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung bei einer Änderung des Abstandes (32, 75) zwischen den Linsenplatten (18, 19, 74) beibehalten wird.
Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwangssteuerung vorgesehen ist, die bei Änderung des relativen Abstandes (32) der ersten äußeren Linsenplatte (18) zu der mittleren Linsenplatte (19) zugleich für eine Änderung des relativen Abstandes (75) der zweiten äußeren Linsenpatte (74) zu der mittleren Linsenplatte (19) sorgt.