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Die Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung zum Bereitstellen von Licht zur Messung von Lichteigenschaften eines Materials oder einer Lichtquelle, mit einem einen Aufnahmeraum zumindest teilweise begrenzenden Gehäuse, einer Halteeinrichtung für ein Leuchtmittel, einer Lichtführungsanordnung zum Führen von von dem Leuchtmittel ausgesendetem Licht, einer Steuereinrichtung zum Ansteuern des Leuchtmittels und einem Deckel für das Gehäuse. Zudem betrifft die Erfindung ein Baukastensystem zum Herstellen mehrerer Bauvarianten einer Leuchteinrichtung.
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Die
DE 199 17 306 A1 zeigt ein optisches Analysegerät mit einem lichtdichten Gehäuse mit einer Messkammer zur Aufnahme einer Messprobe, einem in dem Gehäuse angeordnetem Messlichtempfänger zum Messen eines von einer Probe ausgehenden Lichts sowie eine Referenzlichtquelle mit einem Lichtsender zum Kalibrieren des Messlichtempfängers und eine mit dem Messlichtempfänger und der Referenzlichtquelle verbundenen Steuer- und Auswerteeinrichtung.
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Die
US 5 260 584 A zeigt einen tragbaren handlichen Reflektometer, der wenigstens eine blaues Licht emittierende Diode zum Messen einer optischen Helligkeit eines opaken Materials umfasst, wie beispielsweise von einem Stapel Papier.
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DE 10 2008 026 803 A1 zeigt ein analytisches Vorrichtungssystem in Kombination mit einer Digitalfotokamera und ein Verfahren zur Bestimmung von Substanzen in Flüssigkeiten unter Verwendung dieses Systems.
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CN 114279563 A zeigt eine tragbare Strahlungsstandardquelle und eine Strahlungskalibrierungsmethode für einen bildgebenden Spektrometer.
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DE 823 013 B zeigt eine Vorrichtung zur gerichteten Rot- bzw. Infrarotstrahlung, die sich durch eine im Bereich des Strahlers gegen eine Normale der Strahlerfläche geneigte und nach der Öffnung zu in eine reflektierende Zylinderfläche übergehende Reflektorfläche auszeichnet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leuchteinrichtung zum Bereitstellen von Licht zur Messung von Lichteigenschaften eines Materials bereitzustellen, welche besonders mobil oder handlich ist und mit welcher sich Licht reproduzierbar oder wiederholbar für Lichtmessungen bereitstellen lässt. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Baukastensystem zur Herstellung mehrerer Bauvarianten einer solchen Leuchteinrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen oder Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung zum Bereitstellen von Licht zur Messung von Lichteigenschaften eines Materials, mit einem, insbesondere lichtundurchlässigen oder lichtdichten, Gehäuse, welches wenigstens einen Aufnahmeraum zumindest teilweise begrenzt, mit einer Halteeinrichtung zum Befestigen eines Leuchtmittels in dem Aufnahmeraum, mit einem zerstörungsfrei reversibel von dem Gehäuse lösbar an dem Gehäuse gehaltenen Deckel, welcher eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, über welche von dem Leuchtmittel ausgesendetes Licht aus der Leuchteinrichtung zum Beaufschlagen des Materials emittierbar ist, mit einer zwischen der Halteeinrichtung und dem Deckel angeordneten Lichtführungsanordnung, über welche von dem Leuchtmittel ausgesendetes Licht zu der Lichtaustrittsöffnung führbar ist, und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern einer, insbesondere elektrischen, Stromversorgung des Leuchtmittels. Mit anderen Worten kann das Gehäuse, welches den Aufnahmeraum zumindest teilweise begrenzt, mit dem Deckel verschlossen werden. Der Deckel ist mittels einer Magnetvorrichtung zerstörungsfrei reversibel von dem Gehäuse lösbar. Für die Magnetvorrichtung kann beispielsweise das Gehäuse einen ersten Magneten und der Deckel korrespondierend zu dem ersten Magneten einen zweiten Magneten aufweisen, wobei beim Verschließen des Gehäuses beziehungsweise des Aufnahmeraums mittels des Deckels beide Magneten gegenüberliegend angeordnet sein können und/oder sich bei befestigt gehaltenem Deckel kontaktieren können. Der Deckel ist mit einer Deckelhalterung an dem Gehäuse zerstörungsfrei reversibel lösbar angeordnet. Hierfür weist der Deckel einen ersten Magneten auf und die Deckelhalterung einen zweiten Magneten, wobei im am Gehäuse montierten Zustand des Deckels sich die beiden Magnete anziehen und miteinander kontaktieren können und somit den Deckel an dem Gehäuse befestigt halten. Insbesondere in dem Aufnahmeraum kann die Halteeinrichtung angeordnet sein, auf welcher das Leuchtmittel befestigt werden kann. Mittels der Lichtführungsanordnung soll von dem Leuchtmittel ausgesendetes Licht zum Deckel geführt werden, insbesondere wenn der Aufnahmeraum durch den Deckel verschlossen ist, insbesondere zu der Lichtaustrittsöffnung des Deckels. Die Lichtaustrittsöffnung kann als, insbesondere kreisförmige, Aussparung oder Loch in dem Deckel ausgeführt sein. Durch die Lichtaustrittsöffnung kann von dem Leuchtmittel ausgesendetes oder abgestrahltes Licht in die Umgebung emittiert werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass an einer Außenseite oder zur Umgebung hingewandten Seite des den Aufnahmeraum verschließenden Deckels das Material angeordnet wird, dessen Lichteigenschaften bei Bestrahlung mit Licht aus der Leuchteinrichtung zu untersuchen sind. Insbesondere deckt das Material die Lichtaustrittsöffnung ab, so dass es von dem über die Lichtführungsanordnung zu der Lichtaustrittsöffnung hingeführtem und durch dieses hindurchstrahlende Licht angestrahlt oder zumindest teilweise durchleuchtet wird, wenn das Material beispielsweise zumindest teilweise durchsichtig ausgebildet ist. Abwärts des Materials, entlang des Lichtstroms von dem Leuchtmittel ausgehend betrachtet, kann eine Messeinrichtung, insbesondere eine Lichtmesseinrichtung angeordnet werden oder sein. Mit anderen Worten ist die Leuchteinrichtung dazu ausgebildet, zumindest mittelbar an einer Lichtmesseinrichtung angeordnet zu werden, wobei zwischen der Leuchteinrichtung und der Lichtmesseinrichtung das zu untersuchende Material angeordnet sein kann. Die Steuereinrichtung kann stromführend mit der Halteeinrichtung verbunden sein, beispielsweise mittels stromführender Kabel, mittels welcher das darauf befestigbare oder befestigte Leuchtmittel mit Strom versorgbar ist oder mit Strom versorgt wird, also zum Leuchten gebracht werden kann. Mittels der Steuereinrichtung kann beispielsweise eine elektrische Leistung, welche dem Leuchtmittel zuzuführen ist oder zugeführt wird, eingestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann mittels der Steuereinrichtung eine Stromspannung und/oder eine Stromstärke konstant gehalten werden, bei einem Versorgen des Leuchtmittels mit elektrischem Strom oder mit einem Versorgungsstrom, und die jeweils andere Größe, also die Stromstärke oder die Stromspannung, variiert werden. Durch die Leuchteinrichtung ergibt sich der Vorteil, dass reproduzierbare oder unter stets den gleichen Bedingungen wiederholbare Lichtbedingungen geschaffen werden können, also das Material beispielsweise mit stets dem gleichen Licht beaufschlagt werden kann, um die Lichteigenschaften des Materials zu messen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung zur Aufnahme eines Probenhalters zum Fixieren des Leuchtmittels ausgebildet ist, wobei der Probenhalter zerstörungsfrei reversibel aus der Halteeinrichtung entnehmbar ist. Mit anderen Worten ist das Leuchtmittel von dem Probenhalter umfasst oder auf diesem befestigt und kann auswechselbar oder austauschbar an der Halteeinrichtung oder auf der Halteeinrichtung befestigt werden. Hierfür weist die Halteeinrichtung zwei Halterungsschienen mit jeweils einem Anschlag auf, in welche der Probenhalter einführbar und bis zu den beiden Anschlägen entlang der Halterungsschienen verfahren werden kann und mittels einer magnetisch auf der Halteeinrichtung befestigbaren Halterung in translatorischer Richtung unbeweglich fixiert werden kann. In vertikaler (zum Deckel hin) und seitlicher oder transversaler Richtung kann der Probenhalter durch die beiden Halterungsschienen, insbesondere durch Führungen in den beiden Halterungsschienen, insbesondere formschlüssig, fixiert sein. Hierfür weist die Halteeinrichtung einen oder mehrere Magnete auf, mittels welcher die Halterung an der Halteeinrichtung fixiert werden kann und der Probenhalter somit in allen drei Raumrichtungen unbeweglich fixiert sein kann. Die Halteeinrichtung kann einen Stromanschluss aufweisen, beispielsweise zwei elektrische Kontakte, mit welchen zwei an dem Probenhalter angeordnete Kontakte beim Aufnehmen des Probenhalters in der Halteeinrichtung oder Einführen des Probenhalters bis zum Anschlag elektrisch leitend kontaktierbar oder verbindbar sind. Auf dem Probenhalter selbst können mit dem Leuchtmittel verbundene oder verbindbare elektrisch leitende Leitungen angeordnet sein, um das Leuchtmittel mit elektrischem Strom aus der Halteeinrichtung zu versorgen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Probenhalter, insbesondere ein auf dem Probenhalter fixiertes Leuchtmittel austauschbar ist und somit Licht von unterschiedlichen Lichtquellen oder Leuchtmittel zum Beaufschlagen des zu untersuchenden Materials von der Leuchteinrichtung bereitgestellt werden können.
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Zu dem ersten Aspekt der Erfindung gehören auch Ausführungsformen oder Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass eine Leistungsmesseinrichtung, umfassend einen Leistungssensor zum Messen der elektrischen Leistung und/oder des elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Spannung, welche dem Leuchtmittel zuführbar ist oder, insbesondere bei einem Betreiben der Leuchteinrichtung, zugeführt ist oder zugeführt wird, von der Leuchteinrichtung umfasst ist. Mit anderen Worten soll mittels der Leistungsmesseinrichtung die Stromstärke, die elektrische Spannung und/oder die elektrische Leistung messbar sein, welche dem Leuchtmittel bei einem Betreiben der Leuchteinrichtung zugeführt wird. Zwar kann der Strom, also die Leistung, die Stromstärke und/oder die elektrische Spannung zum Betreiben des Leuchtmittels mittels der Steuereinrichtung vorgegeben werden, es können sich jedoch Abweichungen hiervon ergeben, also kann beispielsweise die tatsächlich an dem Leuchtmittel ankommende elektrische Leistung (und/oder Stromstärke und/oder Stromspannung) kann von der mittels der Steuereinrichtung eingestellten elektrischen Leistungen (und/oder Stromstärke und/oder Stromspannung) abweichen, beispielsweise infolge eines elektrischen Kabelwiderstandes, mittels welchem der Versorgungsstrom von einer Stromquelle oder der Steuereinrichtung dem Leuchtmittel beziehungsweise der Halteeinrichtung zugeführt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die tatsächliche elektrische Leistung, elektrische Spannung und/oder elektrische Stromstärke, mit welcher das Leuchtmittel betrieben wird, messbar ist und bei einer für eine Messung nicht tolerierbaren Abweichung von den mittels der Steuereinrichtung eingestellten oder vorgegebenen Stromwerten, nachgesteuert werden kann. Der Leistungssensor kann beispielsweise von der Halteeinrichtung umfasst sein.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass das Gehäuse eine berührungssensitive Anzeige- und Bedieneinrichtung aufweist zum Bedienen der Steuereinrichtung und/oder zur Ausgabe von Messwerten der Leistungsmesseinrichtung. Die Anzeige- und Bedieneinrichtung kann beispielsweise als Touchdisplay ausgebildet sein und an einer Außenseite des Gehäuses, also an einer der Umgebung zugewandten Seite des Gehäuses, insbesondere von außen sichtbaren Seite, beispielsweise an einer seitlichen Wand des Gehäuses oder Seitenwand, angeordnet sein. Auf der Anzeige- und Bedieneinrichtung kann der vorgegebene, also über die Anzeige- und Bedieneinrichtung mittels der Steuereinrichtung vorgegebene Sollstrom (elektrische Leistung, elektrische Spannung und/oder elektrische Stromstärke) angezeigt und eingestellt werden, beispielsweise mittels auf dem Display angeordneten Bedienflächen, und/oder an dem Leistungssensor der Leistungsmesseinrichtung erfasste oder sensierte Strommesswerte (elektrische Leistung, elektrische Spannung und/oder elektrische Stromstärke) an einen Nutzer ausgegeben werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Stromwerte des elektrischen Stroms, mittels welchen das Leuchtmittel versorgt werden soll, besonders einfach eingestellt und/oder ausgegeben werden können.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass die Lichtführungsanordnung als eine Blendenanordnung mit wenigstens zwei Ebenen mit jeweils einer eine jeweilige Durchtrittsöffnung aufweisenden Lochblende ausgebildet ist und die Lichtaustrittsöffnung und die Durchtrittsöffnungen kollinear angeordnet sind. Somit ist vorgesehen, dass das Leuchtmittel die beiden Durchtrittsöffnungen und die Lichtaustrittsöffnung entlang einer geraden Linie oder Geraden, also kollinear, angeordnet sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das aus der Lichtaustrittsöffnung austretende Licht gerichtet werden kann. In Hochrichtung oder vertikaler Richtung übereinander können die beiden Lochblenden zwischen der Leuchteinrichtung und dem Deckel oder der Lichtaustrittsöffnung in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein. Die Lochblenden können jeweils als eine bis auf ihre jeweilige Durchtrittsöffnung lichtundurchlässige Platte ausgebildet sein. Um Lichtreflexionen zu vermeiden, können die Lochblenden eine schwarze Farbe aufweisen. Die dem Leuchtmittel in Hochrichtung am nächsten angeordnete Durchtrittsöffnung kann als erste Durchtrittsöffnung bezeichnet werden, die von dem Leuchtmittel in Hochrichtung weiter entfernte Durchtrittsöffnung als zweite Durchtrittsöffnung. Nicht kollinear ausgerichtete Lichtstrahlen werden von den Lochblenden abgehalten und können nicht zu der oder durch die Lichtaustrittsöffnung gelangen. Ein schräg, also abweichend von der Geraden zwischen, insbesondere Leuchtmittel, Durchtrittsöffnungen und Lichtaustrittsöffnung, durch die erste Durchtrittsöffnung hindurchstrahlender Lichtstrahl kann auf die Platte der Lochblende mit der zweiten Durchtrittsöffnung treffen und somit nicht durch die zweite Durchtrittsöffnung hindurch zur Lichtaustrittsöffnung gelangen. Kollinear oder parallel zu der Sollstrahlrichtung (vom Leuchtmittel durch beide Durchtrittsöffnungen und durch die Lichtaustrittsöffnung) ausgerichtete Lichtstrahlen können durch die erste Durchtrittsöffnung, durch die zweite Durchtrittsöffnung und durch die Lichtaustrittsöffnung hindurchstrahlen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das zu untersuchende Material mit gerichtetem Licht beaufschlagt werden kann. Beispielsweise kann dadurch ein Lichtbrechungsverhalten des zu untersuchenden Materials besser beurteilt werden, als mit ungerichtetem oder diffusem Licht.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass die Lichtführungsanordnung als ein zylindrischer Reflektor ausgebildet ist, dessen Mittelachse, welche eine Rotationssymmetrieachse sein kann, mit der Lichtaustrittsöffnung kollinear anordenbar ist. Insbesondere kann der zylindrische Reflektor derart zwischen dem Leuchtmittel und der Lichtaustrittsöffnung angeordnet werden, dass das Leuchtmittel, seine Mittelachse und die Lichtaustrittsöffnung auf einer Linie oder auf einer Geraden angeordnet sind. Der zylindrische Reflektor weist von außen betrachtet eine zylindrische Form auf und ist innen hohl ausgebildet, damit Licht hindurchstrahlen kann. Die Innenseite des Reflektors, also eine dem Licht zugewandte Seite des Reflektors, kann eine weiße Farbe aufweisen oder verspiegelt sein, also beispielsweise mit Metall bedampft sein, so dass die Innenseite lichtreflektierend ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass besonders viel von dem von dem Leuchtmittel ausgesendetem Licht hin oder durch die Lichtaustrittsöffnung hindurch geführt werden kann. Insbesondere schräg, also abweichend von der Mittelachse des Reflektors in den Reflektor eintretende Lichtstrahlen werden nicht wie bei der Lochblende herausgefiltert, sondern von der Innenseite des Reflektors reflektiert und so zu der oder durch die Lichtaustrittsöffnung gefördert oder geleitet. Das kann besonders dann besonders vorteilhaft sein, wenn das zu untersuchende Material mit besonders viel Licht beaufschlagt werden soll oder mit zumindest teilweisem ungerichtetem oder diffusem Licht.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass das Gehäuse außenseitig eine Halterungsvorrichtung aufweist. Das Gehäuse kann eine Oberseite aufweisen, an welcher der Deckel anordenbar ist oder welche den Deckel in dessen am Gehäuse angebrachten Zustand umfasst oder aufweist, eine entgegen der Sollstrahlrichtung der Oberseite gegenüberliegend angeordnete Bodenseite und in den vier zur Sollstrahlrichtung senkrechten Richtungen ausgebildete Seitenwände, also um die Sollstrahlrichtung herum. Innenseitig an der Bodenseite oder Bodenwandung des Gehäuses kann die Halteeinrichtung angeordnet sein. Außenseitig am Gehäuse kann die Halterungsvorrichtung beispielsweise einen oder mehrere Flansche umfassen, mittels welchen die Leuchteinrichtung fixierbar ist. Beispielsweise kann der eine oder die mehreren Flansche ein oder mehrere Löcher aufweisen, durch welche Schrauben hindurchführbar sind, mittels welchen die Leuchteinrichtung beispielsweise an einer Messeinrichtung befestigt werden kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Leuchteinrichtung bei einer Lichtmessung nicht relativ zu der Messeinrichtung und/oder dem zu untersuchenden Material verrutschen kann oder sich bewegen kann, also fixiert werden kann. Die Sollstrahlrichtung oder Lichtführungsrichtung kann entlang einer Linie von dem Leuchtmittel hin zu der Lichtaustrittsöffnung verlaufen.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass die Leuchteinrichtung als tragbare Leuchteinrichtung ausgebildet ist. Mit anderen Worten soll die Leuchteinrichtung insbesondere von einer Person tragbar sein und hierfür ein Gewicht unter 15 Kilo, insbesondere unter 5 Kilo aufweisen und ein Volumen kleiner 0,03 m3 aufweisen (entspricht einem Würfel mit 30 cm Kantenlänge). Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Leuchteinrichtung, beispielsweise in einem Labor für Lichtuntersuchungen, besonders gut handhabbar ist, also beispielsweise besonders gut an einer Messeinrichtung angeordnet werden kann.
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Eine Weiterbildung der Leuchteinrichtung sieht vor, dass die Leuchteinrichtung für ein Betreiben der Leuchteinrichtung einen mit einem 230 Volt elektrische Spannung bereitstellenden Hausstromnetz verbindbaren Stromstecker aufweist. Mit anderen Worten soll die Leuchteinrichtung über ein Stromnetz betreibbar, also mit Strom versorgbar sein, welches eine Spannung von 230 Volt aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die Leuchteinrichtung mittels eines beispielsweise amerikanischen Hausstromnetzes betreibbar sein, welches elektrischen Strom mit einer Spannung von 110 Volt bereitstellt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Leuchteinrichtung besonders einfach betreibbar ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Baukastensystem zum Herstellen mehrere Bauvarianten einer Leuchteinrichtung, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Das Baukastensystem umfasst zumindest das Gehäuse, die Halteeinrichtung, die Steuereinrichtung, wenigstens zwei Deckel mit wenigstens einer Lichtaustrittsöffnung, wobei die Lichtaustrittsöffnungen voneinander verschieden große Durchmesser aufweisen, als Lichtführungsanordnungen wenigstens zwei Blendenanordnungen mit jeweils einem Paar Durchtrittsöffnungen mit gleich großem Durchmesser, wobei die Paare von Durchtrittsöffnungen voneinander verschieden große Durchmesser aufweisen, die jeweils mit einer Lichtaustrittsöffnung eines Deckels korrespondierend ausgebildet sind, und als Lichtführungsanordnungen wenigstens zwei zylindrische Reflektoren mit voneinander verschiedenen Durchmessern, die jeweils mit einer Lichtaustrittsöffnung eines Deckels korrespondierend ausgebildet sind, wodurch wenigstens vier Bauvarianten herstellbar sind, die sich wenigstens durch Folgendes voneinander unterscheiden. Die Bauvariante 1 kann einen ersten Deckel, insbesondere mit einer ersten Lichtaustrittsöffnung, und einer ersten der Blendenanordnungen als Lichtführungsanordnungen aufweisen. Die zweite Bauvariante kann einen zweiten Deckel, insbesondere mit einer zweiten Lichtaustrittsöffnung, aufweisen und eine zweite der Blendenanordnungen als Lichtführungsanordnungen. Die dritte Bauvariante kann den ersten Deckel mit einem ersten der zylindrischen Reflektoren als Lichtführungsanordnung aufweisen und die vierte Bauvariante den zweiten Deckel mit einer zweiten der zylindrischen Reflektoren als Lichtführungsanordnung. Die beiden unterschiedlichen Reflektoren können jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Mit der Lichtaustrittsöffnung korrespondierend ist hier insbesondere gemeint, dass die Lichtführungsanordnungen jeweils denselben Durchmesser, beispielsweise der rund ausgebildeten Durchtrittsöffnungen der Blendenanordnungen oder Durchmesser der Reflektoren, aufweisen, wie die ihnen jeweils zugeordnete Lichtaustrittsöffnung eines Deckels.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Leuchteinrichtung mit verschiedenen Messeinrichtungen kompatibel ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische, perspektivische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung mit Anzeige und Bedieneinrichtung an einer Vorderseite;
- 2 eine schematische, perspektivische Außenansicht der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung mit Anzeige und Bedieneinrichtung an einer Vorderseite und Halterungseinrichtung an einer Hinterseite;
- 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung an einer Messeinrichtung mit zu untersuchendem Material;
- 4 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung bei einem Betreiben der Leuchteinrichtung; und
- 5 eine weitere schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische, perspektivische Außenansicht einer Leuchteinrichtung 10 mit Blick auf eine Vorderseite der Leuchteinrichtung 10, an welcher eine Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 angeordnet sein kann. Wie in 1 gezeigt, kann die Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 als ein berührungssensitives Display, auch Touchdisplay genannt, ausgeführt sein. Wie in 1 dargestellt, kann die Vorderseite mit der Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 schräg ausgebildet sein, damit Anzeigeinhalte der Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 von einem Nutzer besonders gut abgelesen werden können. Mittels der Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 kann eine Steuereinrichtung 23 bedienbar sein, mittels welcher eine elektrische Leistung, eine elektrische Spannung und/oder eine elektrische Stromstärke von einem Nutzer einstellbar sein kann, mit welcher ein Leuchtmittel betrieben werden soll. Die Leuchteinrichtung 10 kann eine Leistungsmesseinrichtung umfassen, welche einen Leistungssensor aufweisen kann, mittels welchem eine tatsächliche elektrische Leistung, elektrische Spannung und/oder elektrische Stromstärke ermittelt oder sensiert werden kann, mit welcher das Leuchtmittel momentan betrieben wird oder bei einem Betrieb versorgt wird. Die von der Leistungsmesseinrichtung sensierten Messwerte können über die Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 an einen Nutzer ausgegeben werden. Auf der Vorderseite kann beispielsweise neben der Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 ein Staufach 16 angeordnet sein, welches einen Hohlraum begrenzen kann, um beispielsweise Kabel, insbesondere stromführende Kabel, mittels welcher beispielsweise die Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 und/oder das Leuchtmittel mit Strom versorgbar sein können, verstaut werden können. Auf einer Oberseite der Leuchteinrichtung 10 kann ein reversibel, insbesondere zerstörungsfrei reversibel, von dem Gehäuse lösbarer Deckel 14 mit einer Lichtaustrittsöffnung 15 angeordnet sein oder von dieser umfasst sein. Die Leuchteinrichtung 10 kann insbesondere tragbar ausgestaltet sein, also beispielsweise von einer Person getragen werden können. Hierzu kann die Leuchteinrichtung 10 eine Längsabmessung 11 in einer Längsrichtung, eine Querabmessung 12 in einer Querrichtung und eine Hochabmessung 13 in einer Hochrichtung oder vertikalen Richtung aufweisen, die jeweils nicht größer sein können als 50 cm, insbesondere nicht größer als 30 cm. Das Gehäuse der Leuchteinrichtung 10 und/oder der Deckel 14 können aus Kunststoff gefertigt sein und insbesondere 3D-gedruckt sein.
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2 zeigt eine schematische, perspektivische Außenansicht der Leuchteinrichtung 10 mit der Anzeige- und Bedieneinrichtung 17, dem Staufach 16, dem Deckel 14, der Lichtaustrittsöffnung 15 und einer Halterungsvorrichtung 18. Die Halterungsvorrichtung 18 kann, wie in 2 dargestellt, an einer der Vorderseite in Längsrichtung gegenüberliegend an dem Gehäuse angeordnet oder von dem Gehäuse umfassten Rückseite angeordnet sein. Die Halterungsvorrichtung 18 kann insbesondere einstückig mit dem Gehäuse, insbesondere mit der Hinterseite des Gehäuses ausgebildet sein und beispielsweise 3D-gedruckt sein zusammen mit dem Gehäuse.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung der Leuchteinrichtung 10 an einer Messeinrichtung 20, wobei zwischen der Leuchteinrichtung 10, insbesondere zwischen dem Deckel 14 und der Messeinrichtung 20 ein auf seine Lichteigenschaften hin zu untersuchendes Material 19 angeordnet sein kann. In dieser Anordnung kann die Leuchteinrichtung 10 relativ zu der Messeinrichtung 20 und dem Material 19 mittels der Halterungsvorrichtung 18 fixiert sein. Die Messeinrichtung 20 kann beispielsweise, wie in 3 dargestellt, eine so genannte Ulbrichtkugel sein. Während einer Messung beziehungsweise während eines Betreibens der Leuchteinrichtung 10 in dieser Anordnung, können von der Leuchteinrichtung 10 bereitgestellte Lichtstrahlen aus einer Lichtaustrittsöffnung 15 (nicht in 3 dargestellt) des Deckels 14 austreten, das Material 19 beispielsweise durchdringen und anschließend oder in Strahlrichtung nach dem Material 19 können die Lichtstrahlen 21 über eine einstellbare Blende 22 in die Messeinrichtung 20 beziehungsweise die Ulbrichtkugel eintreten.
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines gedachten Schnittes durch die Leuchteinrichtung 10, während eines Betreibens der Leuchteinrichtung 10. Wie in 4 dargestellt, kann mittels des Gehäuses die Leuchteinrichtung 10 in zwei Bereiche unterteilt sein. Einen Elektronikteil 31, in welchem die Anzeige- und Bedieneinrichtung 17, das Staufach 16 und die Steuereinrichtung 23 angeordnet sein können. Das Staufach 16 und die Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 können von einem zerstörungsfrei reversibel von dem Gehäuse lösbaren Displaydeckel 24, welcher die Vorderseite bilden kann, umfasst sein. Die Steuereinrichtung 23 kann als Mikroprozessorschaltung, wie beispielsweise als Arduino ®, ausgeführt sein und in dem Elektronikteil 31 an einer Halterungswand 33 befestigt sein. Ein zweiter Teil oder Bereich der Leuchteinrichtung 10 kann als Lichtteil 32 bezeichnet werden. Der Lichtteil 32 kann einen Aufnahmeraum 29 zumindest teilweise begrenzen, wobei der Aufnahmeraum 29 in Hochrichtung durch den Deckel 14 begrenzt sein kann. Eine Halteeinrichtung 34 zur Aufnahme eines Probenhalters 36, auf welchem ein Leuchtmittel fixiert sein kann, kann innenseitig an einer Bodenseite oder Bodenwand des Gehäuses angeordnet sein und zwei unbeweglich, insbesondere einstückig mit dem Gehäuse ausgebildete Halterungsschienen 35 aufweisen, in welche der Probenhalter 36 mit dem Leuchtmittel hineingeschoben werden kann. Der in die Halterungsschienen 35 eingeschobene Probenhalter 36 kann beispielsweise bis zu einem von den Halterungsschienen 35 jeweils aufgewiesenen Anschlag entlang der Halterungsschienen 35 in die Halteeinrichtung 34 eingeschoben werden und anschließend zum translatorischen Fixieren oder Fixieren in Querrichtung mit einer Halterung 37 der Halteeinrichtung 34 fixiert werden. Hierfür kann die Halteeinrichtung 34 einen oder mehrere Magnete umfassen, mittels welcher die Halterung 37 an der Halteeinrichtung 34 fixiert werden kann und der Probenhalter 36 somit in allen drei Raumrichtungen unbeweglich fixiert sein kann. Dadurch ist die Halteeinrichtung 34 beziehungsweise die Leuchteinrichtung 10 dazu ausgebildet, dass unterschiedliche Leuchtmittel, umfasst von einem Probenhalter 36 in dem Aufnahmeraum 29 angeordnet und betrieben werden können. Die unterschiedlichen Leuchtmittel können beispielsweise Licht mit einem voneinander unterschiedlichen Farbort oder einer unterschiedlichen Farbe ausstrahlen. Der Elektronikteil 31 und der Lichtteil 32 können über einen Kabeldurchgang 30 räumlich miteinander verbunden sein, durch welchen elektrisch leitende Kabel, beispielsweise zum Versorgen des Probenhalters 36 mit dem Leuchtmittel mit elektrischem Strom führbar oder verlegbar sein können. Der Deckel 14 kann mit einer Deckelhalterung 25 an dem Gehäuse zerstörungsfrei reversibel lösbar angeordnet sein. Hierfür kann beispielsweise der Deckel 14 einen ersten Magneten aufweisen und die Deckelhalterung 25 einen zweiten Magneten, wobei im am Gehäuse montierten Zustand des Deckels 14 sich die beiden Magnete anziehen können, insbesondere miteinander kontaktieren können und somit den Deckel 14 an dem Gehäuse befestigt halten können. In Hochrichtung zwischen dem Probenhalter 36 mit dem Leuchtmittel und einer Lichtaustrittsöffnung 15 des Deckels 14 kann eine Lichtführungsanordnung 26 in dem Aufnahmeraum 29 angeordnet sein. Wie in 4 dargestellt, kann die Lichtführungsanordnung 26 als Blendenanordnung mit zwei zueinander parallel angeordneten Lochblenden ausgeführt sein, welche jeweils Durchtrittsöffnungen 27, 28 aufweisen können. Das Leuchtmittel, die beiden Durchtrittsöffnungen 27, 28 und die Lichtaustrittsöffnung 15 können kollinear, also auf einer Linie oder Geraden angeordnet sein, wobei eine Ausdehnungs- oder Erstreckungsrichtung der Geraden entlang einer Lichtführungsrichtung oder Sollstrahlrichtung verlaufen kann. Die Lichtführungsanordnung 26, also beispielsweise die in 4 dargestellte Blendenanordnung, kann austauschbar oder auswechselbar ausgebildet sein und insbesondere bei geöffnetem oder abgenommenem Deckel 14 in Hochrichtung aus dem Aufnahmeraum 29 entnommen werden und durch eine zweite Blendenanordnung oder durch einen zylindrischen Reflektor ersetzt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der als runde Aussparung ausgebildeten Lichtaustrittsöffnung 15 mit einem Durchmesser des zylindrischen Reflektors und/oder einem Durchmesser der als runde Aussparungen ausgebildeten Durchtrittsöffnungen 27, 28 korrespondiert. Das kann bedeuten, dass ein Durchmesser der Lichtaustrittsöffnung 15, der ersten Durchtrittsöffnung 27 und der zweiten Durchtrittsöffnung 28 gleich groß sind, beispielsweise 10 mm groß. Wie in 4 dargestellt, kann mittels der Blendenanordnung erreicht werden, dass nur Lichtstrahlen 21, welche von dem Leuchtmittel ausgestrahlt werden, durch die beiden Durchtrittsöffnungen 27, 28 und durch die Lichtaustrittsöffnung 15 gelangen können, welche nur bis zu einer bestimmten Abweichung, beispielsweise 1 bis 4 Grad von der Sollstrahlrichtung abweichen. Stärker abweichende Lichtstrahlen 21 werden wie in 4 dargestellt von den Lochblenden und/oder von dem Deckel 14 zurückgehalten oder prallen auf diese und können nicht durch die Durchtrittsöffnungen 27, 28 und/oder durch den Deckel 14, insbesondere durch die Lichtaustrittsöffnung 15, hindurchtreten.
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5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht eines gedachten Schnittes durch die Leuchteinrichtung 10 mit einer Schnittebene senkrecht zu einer Querrichtung der Leuchteinrichtung 10. Wie in 5 dargestellt, kann die außenseitig an einer Hinterseite des Gehäuses angeordnete Halterungsvorrichtung 18 wenigstens eine Bohrung aufweisen, durch welche wenigstens eine Schraube hindurchführbar ist, mittels welcher die Leuchteinrichtung 10 insbesondere für ein Anordnen an einer Messeinrichtung 20 befestigt werden kann. Wie in 5 dargestellt, kann der Deckel 14 im Bereich unmittelbar um die Lichtaustrittsöffnung 15 als eine variable oder einstellbare Blende 22 ausgebildet sein.
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Im Folgenden ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Durch die Leuchteinrichtung 10 können sich folgende Vorteile ergeben. Die Lichtquelle, die auch als Leuchtmittel bezeichnet werden kann, kann durch Fixierung der verschiedenen Lichtquellen jeweils auf einem separaten Probenhalter 36 austauschbar sein. Es können reproduzierbare Messergebnisse durch die fixierte (aber gleichzeitig auch wechselbare) Lichtquelle, welche als LED (Light Emitting Diode) ausgeführt sein kann, erzielt werden. Ein LED-Strom zum Betreiben des Leuchtmittels und/oder dessen Helligkeit kann kleinschrittig einstellbar sein, durch einen entsprechenden Gleichstrom-LED-Treiber. Eine besonders einfache Bedienung der Leuchteinrichtung 10 kann durch ein User Interface Touch Display, das auch als Anzeige- und Bedieneinrichtung 17 bezeichnet werden kann, gegeben sein, beispielsweise durch eine kleinschrittige Stromeinstellung. Eine Live-Rückmeldung des gemessenen Stromwertes auf dem Display durch einen integrierten Stromsensor, der auch als Leistungssensor bezeichnet werden kann, kann bereitgestellt sein. Verschiedene Einsätze oder Lichtführungsanordnungen 26 können zur optimalen Lichtbündelung und/oder -formung (weißer Reflektor und schwarze Blende oder Blendenanordnung) gegeben sein. Eine Anpassung an die Geometrie des jeweiligen Messgeräts, das auch als Messeinrichtungen 20 bezeichnet werden kann, kann durch verschiedene Box-Verschlüsse oder Deckel 14 mit an die Messgeräte angepassten Öffnungen wie der Lichtaustrittsöffnung 15 und Geometrien in den Deckeln realisiert werden. Eine lichttechnisch angepasste Farbauswahl der Komponenten (schwarz/weiß) kann vorgenommen sein. Ein mobiler und flexibler Aufbau der als tragbare Box ausgestaltete Leuchteinrichtung 10 kann gegeben sein, mit einem Anschluss an eine Steckdose. Somit kann ein besonders schneller Messaufbau und Messungen in Verbindung mit unterschiedlichen Messgeräten ermöglicht sein. Die Licht-Box, die auch als Leuchteinrichtung 10 bezeichnet werden kann, kann als Hilfsmittel bei Lichtquellen- und Materialvermessungen in Bezug auf verschiedene optische Größen und/oder Parameter wie Transmission und/oder Farbort (Farbe) verwendet werden.
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Technisch kann die Leuchteinrichtung 10 folgendermaßen umgesetzt sein. Die Licht-Box kann eine Lichtquelle, die auch als Leuchtmittel bezeichnet werden kann, wie eine austauschbare LED, eine in alle Raumrichtungen befestigte Halterung, die auch als Probenhalter 36 bezeichnet werden kann, für die Lichtquelle(n), wenigstens zwei verschiedene Einsätze oder Lichtführungsanordnungen 26 zur Bündelung und/oder Führung des Lichts, wie eine Doppelblende oder Lochblendenanordnung oder einen Reflektor, drei verschiedene magnetisch befestigbare Deckel 14 für optimale Kompatibilität mit den jeweiligen (Licht-)Messgeräten, eine Steuereinheit 23 mit einem Touch-Display zur Steuerung der Helligkeit und/oder des Stroms für die Lichtquelle, einen integrierter Stromsensor oder Leistungssensor, der im Betrieb den anliegenden und/oder eingestellten Strom zurückmeldet und eine Halterungsvorrichtung 18 zur Positionierung der Licht-Box vor und/oder am Messgerät umfassen oder beinhalten.
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Die zu durchleuchtenden Materialien 19 werden auf die Lichtöffnung, die auch als Lichtaustrittsöffnung bezeichnet werden kann, der Licht-Box aufgelegt. Durch Anlegen der Lichtöffnung oder des Materials 19 an ein Messgerät können die Lichtwerte reproduzierbar gemessen werden (Reproduzierbarkeit durch Fixierung der Lichtquelle in alle Raumrichtungen). Die Licht-Box kann somit auch zur visuellen Beurteilung von durchleuchteten Materialien verwendet werden. Durch die Integration aller Bauteile in dem Gehäuse kann ein flexibler und/oder mobiler Messaufbau ermöglicht sein, da die Licht-Box lediglich durch einen einzigen Stecker an eine gewöhnliche 230V Steckdose angeschlossen werden kann. Der Strom und die Spannung können durch die Elektronik oder Steuereinrichtung 23 in der Licht-Box auf die passenden Werte für die Lichtquelle eingestellt werden. Die Helligkeit der Lichtquelle kann komfortabel über das in die Licht-Box integrierte Touch-Display in sehr kleinen Schritten eingestellt werden. Jede LED oder jedes Leuchtmittel kann auf einen eigenen Probenhalter 36 aufgeklebt und somit darauf fixiert werden. Innerhalb der Licht-Box kann der Probenhalter 36 durch zwei Einschubschienen, die auch als Halterungsschienen 35 bezeichnet werden können, mit Anschlag und durch eine magnetisch auf- und absetzbare Halterungsschiene oder Halterung 37 der Halteeinrichtung 34 in alle drei Raumrichtungen fixiert, um reproduzierbare Messergebnisse zu gewährleisten (kein Verrutschen der Lichtquelle und gleiche Positionierung der Lichtquelle bei jeder Messung auch nach Herausnehmen und Wiedereinsetzen der Lichtquelle). Durch verschiedene Ein- und/oder Aufsätze kann die Licht-Box an jeweilige Messungen optimal angepasst werden. Durch zwei oder drei verschiedene Deckel 14 mit unterschiedlichen Lochdurchmessern oder Durchmessern der jeweiligen Lichtaustrittsöffnung 15 zum Austritt des Lichtstrahls der in der Box befindlichen Lichtquelle können vorgesehen sein, sowie zwei verschiedene Einsätze zur Bündelung und/oder Führung des Lichtstrahls oder der Lichtstrahlen 21. Ein beispielsweise innen weißer zylindrischer Reflektor beispielsweise als Lichtführungsanordnung 26 kann für die visuelle Beurteilung von auf die Licht-Box aufgelegten Materialien 19 verwendet werden, um möglichst viel Licht diffus durch die Lichtaustrittsöffnung zu strahlen. Eine schwarze Doppelblende oder Blendenanordnung mit jeweiligen Blendendurchmesser oder Durchmessern der Durchtrittsöffnungen 27,28 mit dem Durchmesser des zugehörigen Deckels abgestimmt werden. Dadurch kann das Licht gebündelt werden und ein möglichst gerichteter Lichtstrahl tritt aus der Lichtaustrittsöffnung 15 aus und möglichst das gesamte aus der Licht-Box austretende Licht tritt in das Messgerät ein. Eine komfortable und kleinschritte Einstellung der Helligkeit/des Stroms der Lichtquelle durch ein Touch-Display der oder Display 17 sowie während des Betriebs eine Rückmeldung und Überprüfung des eingestellten Stromwertes durch einen integrierten Stromsensor kann bereitgestellt werden.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Leuchteinrichtung 10 ein messtechnisches Hilfsmittel zur Vermessung sowie visuellen Beurteilung von Material- und Lichtquellenkombinationen bereitgestellt werden kann.