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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Panel mit zumindest zwei Beleuchtungssektionen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Stroboskop.
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Ein Stroboskop ist ein Blitzgerät, das Lichtblitze in regelmäßigen zeitlichen Abständen abgibt, wodurch bei dunkler Umgebung Bewegungen abgehackt als eine Abfolge von stehenden Bildern erscheinen. Die zeitlichen Abstände bzw. die Frequenz sind typischerweise im Bereich zwischen 0,5 und 100 Hz oder im Regelfall zwischen 1 und 50 Hz variierbar. Die Blitzdauer ist in der Größenordnung von unterhalb von 5 ms oder sogar kleiner 1 ms.
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Gemäß dem Stand der Technik werden häufig Xenon-Blitzlampen oder Leuchtdioden (LED) bzw. LED-Arrays als Lichtquelle benutzt. Aufgrund des Bedarfs einer hohen Lichtenergie bei gleichzeitig kurzem Lichtimpuls eignen sich diese Lichtquellen besonders. Dem Bedarf nach hoher Lichtenergie wird häufig dadurch gerecht, dass die Stroboskoplichtquellen weißes Licht emittieren, was im physikalischen Sinn aus Anteilen aller Wellenlängen des sichtbaren Spektralbereichs besteht. Bevorzugt wird hier eine energiegleiche Mischung gewünscht, wobei dies praktisch nicht realisierbar ist, so dass im nicht ganz engen Sinn bei weißem Licht auch Tageslicht, wie z. B. Sonnenlicht oder ein Normlicht mit einer gewissen Farbtemperatur zu verstehen ist.
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Bei der Beleuchtungstechnik kommen Stroboskope häufig in Kombination mit anderen Beleuchtungskörpern zur farbigen Bühnenausleuchtung zum Einsatz. Bei derartigen Beleuchtungsvorrichtungen werden entweder Standardleuchtmittel mit Farbscheiben oder farbiger LEDs, wie z. B. RGB-LEDs verwendet. RGB-LEDs können in Abhängigkeit ihrer Ansteuerung in ihrer Farbe variiert werden. Insofern können RGB-LEDs auch weißes Licht emittieren. RGB-LEDs haben nur aufgrund ihrer technischen Eigenschaften nicht die Energiedichte, so dass Stroboskopeffekte realisierbar sind. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, die einerseits in einem Lichtspektrum variierbar ist und andererseits auch als Stroboskop eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Schutzansprüche gelöst.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Beleuchtungssektion. Die erste Beleuchtungssektion umfasst eine Vielzahl an Beleuchtungselementen, wie z. B. LEDs oder RGB-LEDs, die ausgebildet sind, ein Licht in einem Lichtspektrum zu emittieren, wobei das Lichtspektrum variierbar ist. Die zweite Beleuchtungssektion umfasst eine oder mehrere Beleuchtungselemente, wie z. B. weiße LEDs oder auch andere Beleuchtungselemente, die ausgebildet sind, ein Licht in einem weißen festen Lichtspektrum zu emittieren.
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Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die erste Beleuchtungssektion in zwei Teilsektionen geometrisch unterteilt, so dass entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen die zweite Beleuchtungssektion zwischen den zwei Teilsektionen der ersten Beleuchtungssektion (z. B. mittig) angeordnet ist. In anderen Worten lässt sich diese Anordnung dadurch beschreiben, dass ein einzelnes Röhrenelement bzw. Röhrenförmiges Beleuchtungselement oder Beleuchtungsarray für weißes Licht (bzw. als Stroboskop) eingesetzt wird, das von zwei in der Farbe variierbaren LED-Feldern umrahmt wird. Wenn man davon ausgeht, dass sowohl für die erste als auch für die zweite Beleuchtungssektion LEDs zum Einsatz kommen, können diese Beleuchtungselemente in einem gemeinsamen Panel angeordnet sein.
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Kerngedanke dieser Erfindung liegt darin, dass erkannt wurde, dass bei der Verwendung von zwei verschiedenen Typen von Beleuchtungselementen in einer gemeinsamen Beleuchtungsvorrichtung oder in einem gemeinsamen Panel die Vorteile beider Typen vereint werden können, sodass die Beleuchtungsvorrichtung sowohl als Stroboskop und (gleichzeitig) auch als farbige Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt werden kann. Ein derartiges System bietet den Vorteil der hohen Funktionalität und auch, dass Lichteffekte mit hoher Lichtenergie realisierbar sind. Weiter können dadurch auch Verschmiereffekte bzw. Überblendeffekte realisiert werden.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen umfasst die Beleuchtungsvorrichtung eine Steuerung, die ausgebildet ist, die erste Beleuchtungssektion mit mindestens 20 Hz, mindestens 30 Hz und/oder mindestens 50 Hz anzusteuern, um regelmäßige Stroboskoplichtblitze zu emittieren. Unter Stroboskoplicht werden weiße hochenergetische Lichtblitze verstanden. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann diese Ansteuerfrequenz zwischen 0,5 Hz und der maximalen Ansteuerfrequenz variiert werden. Dieselbe Ansteuerung kann auch für die erste Beleuchtungssektion vorgesehen sein, so dass mit diesen regelmäßigen Lichtblitzen in einer definierten Farbe oder auch mit weißem Licht emittiert werden können. Die beiden Beleuchtungssektionen können synchron oder asynchron zueinander angesteuert werden, so dass vorteilhafterweise bei der Synchronansteuerung die Energiedichte zunimmt.
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Wie oben bereits erwähnt, kommen bei einem entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispiel für die erste Beleuchtungssektion RGB-LEDs, z. B. mindestens 1000 RGB-LEDs zum Einsatz. Für die zweite Beleuchtungssektion können ebenfalls LEDs, wie z. B. weiche LEDs in der Größenordnung zwischen 1000 und 500 LEDs eingesetzt werden. Die Verwendung von LEDs ist aus thermischer Sicht sinnvoll, da LEDs sehr effizient sind und die hohe Energiedichte bedingt durch die hohe geballte Lichtenergie wenig thermische Probleme verursacht.
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Entsprechend Ausführungsbeispielen kann sowohl die erste Beleuchtungssektion als auch die zweite Beleuchtungssektion in Felder untergliedert sein, die separat angesteuert werden. Beispielsweise wäre es denkbar, dass die erste Sektion 10 Felder oder 12 Felder hat, während die zweite Beleuchtungssektion 2 oder mehr (z. B. 12) Felder hat. Hier sind beispielsweise unterschiedliche Farben und unterschiedliche Helligkeiten möglich, so dass auch Lauflichter realisiert werden können.
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Entsprechend den weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ein längliches Gehäuse, in welches die beispielsweise rechteckigen Beleuchtungssektionen, z. B. aus Panel, integriert sind. Das längliche Gehäuse ist durch zwei Seitenflächen in seiner Längsausdehnung begrenzt. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein länglicher Standfuß vorgesehen, der Lagerböcke aufweist, die ebenfalls durch Seitenflächen in ihrer Längsausdehnung begrenzt sind. Die Lagerböcke umfassen Drehgelenke, über welche das längliche Gehäuse mit dem Standfuß verbunden ist, und zwar so, dass das längliche Gehäuse drehbar um eine Längsachse, die sich parallel zum Standfuß bzw. zum länglichen Gehäuse erstreckt, gelagert ist. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann dieses Schwenken, z. B. um bis zu 180° oder 190° motorisch gesteuert sein. Hierbei sind dann in einem der Lagerböcke Mittel zur motorischen Schwenkung, wie z. B. ein Motor mit einem Zahnriemen und/oder einem Zahnrad vorgesehen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Beleuchtungspanel mit den zwei oben erläuterten Beleuchtungssektionen.
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Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1a–c eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen perspektivischen Darstellungen;
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2 eine schematische Darstellung eines Panels gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3a, 3b schematische Darstellungen eines viereckigen Panels gemäß weiteren Ausführungsbeispielen; und
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4a–4c schematische Darstellungen eines runden Panels gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
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Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente und Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist.
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1a zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung 10, die in diesem Ausführungsbeispiel ein längliches Gehäuse 12 umfasst. 1b zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht derselben Beleuchtungsvorrichtung 10. Das längliche Gehäuse hat eine rechteckige Öffnung 12o, in welcher ein Panel 20 eingelegt ist. 1c zeigt die Frontalansicht auf das Panel 20 in dem Gehäuse 12.
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Das Panel 20 umfasst zwei Beleuchtungssektionen, nämlich Beleuchtungssektion 22 und 24. Die Beleuchtungssektion 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Teilsektionen 22a und 22b gebildet. Alle Sektionen 22a, 24 und 22b erstrecken sich längs entlang der länglichen Beleuchtungsvorrichtung 10 bzw. entlang des länglichen Gehäuses 12. Wie insbesondere in 1c zu erkennen ist, ist das Panel 20 rechteckig und hat beispielsweise ein Aspektverhältnis von 2:1 (Länge zu Breite).
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Die drei Sektionen 22a, 22b und 24 sind entsprechend Ausführungsbeispielen wie folgt zueinander angeordnet: alle drei Sektionen 22a, 22b und 24 erstrecken sich längs entlang der Längsachse. Hierbei sind die zwei Teilsektionen 22a und 22b beispielsweise in etwa gleich groß. Zwischen diesen zwei Teilsektionen 22a und 22b ist die Sektion 24 vorgesehen. Dadurch, dass die beiden Sektionen gleich groß sind, liegt eine Zentrierung der Sektion 24 gegenüber den zwei Teilsektionen 22a und 22b vor.
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Die Sektion 22a + 22b des Panels umfasst eine Vielzahl an Beleuchtungselementen, hier LEDs oder insbesondere RGB-LEDs. Im Allgemeinen handelt es sich hierbei um Beleuchtungselemente, die hinsichtlich ihres Farbspektrums variierbar sind. Die zweite Sektion 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls durch LEDs, aber LEDs mit einem festen Lichtspektrum, insbesondere einem weißen Lichtspektrum geformt. Diese zweite Sektion bildet hinsichtlich ihrer geometrischen Anordnung eine Leuchtstoffröhre oder Blitzröhre nach, hat also ein sehr hohes Aspektverhältnis von beispielsweise 5:1 (Länge zu Breite). Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann insbesondere diese zweite Sektion auch durch eine klassische Leuchtstoffröhre gebildet sein. Sowohl die Sektion 22a + 22b als auch die Sektion 24 ist durch eine Vielzahl an Beleuchtungselementen gebildet, die sich sowohl in Längsrichtung in der jeweiligen Sektion als auch in Breitenrichtung der jeweiligen Sektion wiederholen. Beispielsweise hat die Sektion 24 drei oder vier Beleuchtungselemente in der Breite und in etwa 60 Beleuchtungselemente in der Länge.
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Das Panel kann mit einer Steuerung versehen sein, die die drei Sektionen 22a, 22b und 24 entsprechend ansteuert. Hierbei kann die Ansteuerung derart erfolgen, dass die RGB-LEDs der Sektion 22a und 22b in ihrer Farbe variiert werden können. Diese Ansteuerung kann unabhängig von der Sektion 24 erfolgen. Auch ist diese Sektion mit einer gewissen Ansteuerfrequenz einstellbar, so dass Blinkeffekte möglich sind. Die Steuerung steuert die Sektion 24 bevorzugt so wie ein Stroboskop an, d. h. also mit einer Wiederholungsfrequenz im Bereich von 0,5 bis 60 Hz oder insbesondere im Bereich von 1 bis 30 Hz. Die emittierten Lichtblitze haben, wie oben bereits erläutert, eine recht kurze Beleuchtungsdauer, aber hohe Beleuchtungsintensität. Diese zweite Beleuchtungssektion 24 ist ebenfalls unabhängig von der ersten Beleuchtungssektion 22a + 22b ansteuerbar. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wäre eine gemeinsame Ansteuerung möglich, so dass beispielsweise sowohl mittels der Beleuchtungselemente der Sektion 22a und 22b als auch mittels der Beleuchtungselemente der Sektion 24 eine simultane Ausleuchtung oder ein simultanes Emittieren von Lichtblitzen möglich ist. Auch kann das ganze asynchron erfolgen, so dass abwechselnd eine Farbe und ein weißer Stroboskoplichtblitz emittiert wird. Hierdurch sind Überblendeffekte möglich. Durch die Verwendung von nur LEDs können auch thermische Probleme, wie sie typischerweise bei Glaskolbenscheinwerfern bestehen, reduziert werden.
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Entsprechend einem Ausführungsbeispiel können sowohl die Sektionen 22a, 22b als auch die Sektion 24 in Untersektionen, wie z. B. 12 Untersektionen je Teilsektion untergliedert sein, so dass einzelne Felder voneinander separiert ansteuerbar sind. Anders ausgedrückt heißt das, dass die Vielzahl der Beleuchtungselemente je Beleuchtungssektion 22a, 22b und 24 gruppiert ist, so dass hier immer eine gemeinsame Ansteuerung erfolgt. Hierdurch sind Lauflichteffekte möglich, die ausgehend von einem durchgehenden Panel 20 dann auch über den Stroboskopbereich 24 hinfortlaufen können.
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An dieser Stelle sein angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen die Sektion 24 im Normalfall etwa 100 bis 500 LEDs, wie z. B. 216 LEDs hat, während die komplette Sektion 22a + 22b im Regelfall über 1000 LEDs, wie z. B. 1440 LEDs aufweist. Das gesamte Panel kann beispielsweise in der Größenordnung 1 kW oder 1,2 kW Leistung aufnehmen und aufgrund der verwendeten LED-Technologien einen Lichtwirkungsgrad von bis zu 90% aufweisen.
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Bezüglich der Ansteuerung sei darauf hingewiesen, dass diese über Standardprotokolle, wie z. B. DMX-512, ARTNET oder RDM ansteuerbar ist. Auch kann der Schweinwerfer 10 entsprechend Ausführungsbeispielen ein Display mit einer Steuerung umfassen. Dieses Display ist mit dem Bezugszeichen 30 versehen. Die Steuerung hat entsprechend Ausführungsbeispielen auch noch Mittel zur Temperatursteuerung und insbesondere zur Erhitzungssteuerung. Um die Steuerung von extern fernbedienen zu können, kann neben dem Display auch noch ein Signal-Connector, wie z. B. ein XMR-5-Pin-Connector vorgesehen sein (vgl. Bezugszeichen 31).
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Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispielen kann das längliche Gehäuse 12 eine besondere Form aufweisen. Wie beispielsweise in 1a gezeigt ist, ist die längliche Ausdehnung (vgl. x-Richtung) des Gehäuses durch die zwei Seitenflächen 12s1 und 12s2 links und rechts begrenzt. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst zusätzlich einen Standfuß 40, der in diesem Ausführungsbeispiel zwei Lagerböcke am Ende der länglichen Ausdehnung aufweist. Diese Lagerböcke sind mit den Bezugszeichen 40l1 und 40l2 versehen. Die Lagerböcke haben Drehgelenke 40d, über welche das längliche Beleuchtungsgehäuse 12 rotorisch gegenüber dem Standfuß 40 gelagert ist. Hierdurch können das Gehäuse 12 und damit das Panel 20 bzw. die Beleuchtungssektionen 22a, 22b und 24 um eine Längsachse geschwenkt werden. Diese Längsachse erstreckt sich entlang der Längsausdehnung des länglichen Standfußes 40 bzw. des länglichen Gehäuses 12 bzw. parallel zu der Richtung x.
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Damit entsprechend Ausführungsbeispielen nicht der Standfuß 40, sondern insbesondere das Beleuchtungselement 12 mit seinem fast vollflächigen Beleuchtungspanel 20 die Längsausdehnung der Beleuchtungsvorrichtung 10 definiert, umfasst das Beleuchtungsgehäuse 12 sowohl auf der Seite der Seitenfläche 12s1 als auch auf der Seite der Seitenfläche 12s2 jeweils eine Ausnehmung 12a, in welcher die Lagerböcke 40l1 und 40l2 angeordnet sind. Die Ausnehmung 12a ist in x-Richtung tiefer oder gleich tief als jeder Lagerbock 40l1 bzw. 40l2 dick ist. Dies hat den Effekt, dass so die Seitenflächen 40s des Lagerbocks plan mit den Seitenflächen 12s1 oder im Wesentlichen plan (d. h. bis zu 5 mm Versatz, Versatz ≤ 5 mm) abschließen. Weiter kann die Dimensionierung der Ausnehmung 12a so gestaltet sein, dass die Seitenflächen 40s der Lagerböcke gegenüber den Seitenflächen 12s1 des Gehäuses 12 zurückgesetzt sind. Dies hat wiederum den gleichen Effekt, nämlich dass die Längsausdehnung (in x-Richtung) durch das Gehäuse 12 definiert wird und nicht durch den Standfuß. Vorteilhaft bei einer derartigen Anordnung ist, dass mehrere Beleuchtungselemente 10 so nebeneinander angeordnet und leicht positioniert werden können, da sie mit ihrer Stirnseite aneinander anschließend aufgestellt werden. In Bezug auf die Aufstellung sei angemerkt, dass die Beleuchtungsvorrichtung 10 in praktisch jeglicher Aufstellung möglich ist. So kann einerseits eine Aufstellung mittels des Standfußes 40 erfolgen und andererseits auch eine Montage des Standfußes 40 an eine Traverse oder ähnliche Haltevorrichtungen.
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Im Allgemeinen sei bezüglich der Dimensionierung der Beleuchtungsvorrichtung angemerkt, dass diese beispielsweise eine Länge von mehr als 30 oder sogar 40 cm hat (beispielsweise 390 mm), während die Breite sich im Bereich von 10 bis 20 cm befindet (beispielsweise 150 mm). Die Höhe liegt im Bereich von 20 bis 30 cm (z. B. 251 mm).
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Bezugnehmend auf 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel, nämlich das Panel 20 erläutert. Das Panel 20 umfasst eine erste Beleuchtungssektion, die durch zwei Teilsektionen 22a und 22b geformt ist sowie eine zweite Beleuchtungssektion 24. Diese zweite Beleuchtungssektion ist ebenso, wie Bezug nehmend auf 1a–c erläutert, zentriert vorgesehen. Das Panel umfasst eine Vielzahl von Beleuchtungselementen, die im Regelfall äquidistant angeordnet sind, wobei die Beleuchtungselemente in der Sektion 24 die Beleuchtungselemente eines Typs sind, bei dem ein festes (vordefiniertes Farbspektrum, z. B. ein weißes Farbspektrum) emittiert wird, während die Beleuchtungselemente in der Sektion 22a und 22b in jedem Farbspektrum variabel sind. Die drei Sektionen 22a, 22b und 22s sind wiederum länglich ausgeführt. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Anordnung bzw. längliche Anordnung der Sektionen 22a, 22b und 24 auch anders ausgeführt sein. So kann beispielsweise eine zweite Sektion 24 vorgesehen sein und eine dritte Sektion 22, die sich dann entsprechend abwechseln. Auch wäre statt der longitudinalen Ausrichtung der Sektionen 22a, 22b und 24 auch eine vertikale Ausrichtung denkbar.
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Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Sektion 24 durch andere Elemente als diese geformt sein, wie z. B. eine klassische Xenon-Röhre, die dann zwischen den Sektionen 22a und 22b angeordnet ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass diese Röhre hinter der ersten Beleuchtungssektion (ungeteilte Beleuchtungssektion) vorgesehen ist, so dass die Röhre durch die erste Beleuchtungssektion hindurchstrahlt.
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3a zeigt ein rechteckiges Panel 20', mit einer kreuzförmigen zweiten Beleuchtungssektion 24' und ausgehend von dieser mittig angeordneten kreuzförmigen zweiten Beleuchtungssektion 24' vier in den Ecken angeordnete (jeweils rechteckige) erste Beleuchtungssektionen 22a' bis 22b'.
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3b zeigt eine weitere Variante eines rechteckigen Panels 20'' mit zwei zweiten Beleuchtungssektionen 24a'' und 24b'', die nicht längs, sondern quer zur Längsrichtung angeordnet sind, so dass die erste Sektion 22'' in drei Untersektionen untergliedert.
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4a geht von einem viereckig Panel 20''' aus, wobei hier eine linienförmige zweite Sektion 24''' (beispielsweise in longitudinaler Richtung ausgerichtet) die erste Sektion 22''' in zwei halbmondförmigen erste Sektionen 22a''' und 22b''' untergliedert.
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4b geht ebenfalls von einem runden Panel 20'''' aus, wobei hier wiederum eine kreuzförmig zweite Sektion 24'''' vorgesehen ist, die die erste Sektion in vier kreissegmentförmige Sektionen 22a'''' bis 22b'''' untergliedert.
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Das in 4c dargestellte Panel 20''''' ist ebenfalls als rundes Panel ausgeführt und umfasst eine zentral angeordnete punktförmige zweite Sektion 24''''' sowie eine sich um die zentrale Sektion 24''''' erstreckende erste Sektion 22'''''.
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Alle Panele 20' bis 20''''' können in oben erläuterter Beleuchtungseinheit bzw. in das oben erläuterte Gehäuse eingesetzt werden. Entsprechend Ausführungsbeispielen können die Panele 20' und 20'' nicht rechteckig/längs, sondern quadratisch ausgebildet sein, so dass dann entsprechend das Gehäuse angepasst ist. Bei den Panelen 20''' bis 20''''' wird dann auch eben ein entsprechend rundes Gehäuse vorgesehen.
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Bei diesen zweifach symmetrischen Panelen 20' bis 20''''' kann entsprechend Ausführungsbeispielen die Gehäusemechanik auch erweitert sein, so dass ein zweiachsiges Schwenken vorgesehen ist.
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Im allgemeinen sein angemerkt, dass sowohl die Form des Panels als auch der Sektionen entsprechend Ausführungsbeispielen variieren kann (z. B. dreieckiges Panel, diagonale Sektionen oder ähnlich).