Linse und Leuchte mit einer solchen Linse Es wird eine Linse angegeben. Darüber hinaus wird eine

Leuchte mit einer solchen Linse angegeben.

In der Druckschrift US 4,900,129 A ist eine Fresnel-Linse für einen Projektor angegeben.

Die Druckschrift US 2005/0024746 AI betrifft eine Fresnel- Linse in einer Leuchte mit einer LED als Lichtquelle.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Linse anzugeben, mit der effizient ein großer Winkelbereich ausgeleuchtet werden kann, bei gleichzeitig geringer Bauhöhe der Linse.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine Linse und durch eine Leuchte mit den Merkmalen der unabhängigen

Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind

Gegenstand der übrigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Linse für eine Punktlichtquelle eingerichtet. Punktlichtquelle bedeutet dabei etwa, dass eine Licht abstrahlende Fläche der

Punktlichtquelle kleiner ist als eine Lichteintrittsfläche der Linse, jeweils in Draufsicht gesehen. Beispielsweise beträgt ein mittlerer Durchmesser der Linse, in Draufsicht gesehen, mindestens ein Dreifaches oder Fünffaches oder

Achtfaches oder Zwölffaches eines mittleren Durchmessers der Punktlichtquelle . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Linse zur Lichtaufweitung eingerichtet. Dies kann bedeuten, dass ein Abstrahlwinkel der Punktlichtquelle vergrößert wird, im

Vergleich zu einer Situation ohne Linse. Weiterhin bedeutet dies bevorzugt, dass die Linse nicht zu einer Abbildung der Punktlichtquelle in ein optisches Nahfeld und/oder ein optisches Fernfeld eingerichtet ist. Von der Linse wird das Licht der Punktlichtquelle somit über einen großen

Raumwinkelbereich hinweg homogen verteilt abgestrahlt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Linse eine Lichteintrittsseite mit einer ersten Fresnel-Struktur auf. Ebenso verfügt die Linse an einer Lichtaustrittsseite, die der Lichteintrittsseite gegenüberliegt und von der

Punktlichtquelle bestimmungsgemäß abgewandt ist, über eine zweite Fresnel-Struktur. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Linse um eine Doppel-Fresnel-Linse . Die Fresnel- Strukturen sind bevorzugt jeweils durch Fresnel-Ringe

gebildet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Schnittebene der Linse gänzlich zwischen der ersten und der zweiten

Fresnel-Struktur. Somit liegt die Schnittebene zwischen der Lichteintrittsseite und der Lichtaustrittsseite bevorzugt ausschließlich in einem Material der Linse. Die Schnittebene schneidet und/oder berührt weder die Lichteintrittsseite noch die Lichtaustrittsseite. Da die Schnittebene gänzlich

zwischen der Lichteintrittsseite und der Lichtaustrittsseite liegt, handelt es sich bei der Linse um eine flache Linse. Dies kann ferner bedeuten, dass eine Dicke der Linse, bezogen auf einen optisch aktiven Bereich, höchstens 70 % oder 50 % oder 30 % oder 20 % des mittleren Durchmessers des optisch aktiven Bereichs beträgt. Der optisch aktive Bereich ist die Region der Linse, die bestimmungsgemäß zur Führung und

Lenkung des Lichts eingerichtet ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Linse eine Mittelachse auf. Bei der Mittelachse handelt es sich

bevorzugt um eine optische Achse der Linse. Weiterhin ist die Mittelachse bevorzugt senkrecht zur Schnittebene

ausgerichtet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform unterscheidet sich die erste Fresnel-Struktur von der zweiten Fresnel-Struktur.

Insbesondere sind die Fresnel-Strukturen nicht symmetrisch zur Schnittebene gestaltet. Ferner können die Fresnel- Strukturen unterschiedliche Fresnel-Ringe mit voneinander verschiedenen Höhen, Querschnittsformen und/oder Durchmessern aufweisen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt eine Höhe der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur an der

Lichteintrittsseite in Richtung weg von der Mittelachse zu. Die Höhe bezieht sich auf einen Abstand einer Spitze des zugehörigen Fresnel-Rings zu der Schnittebene oder auf einen Punkt der Lichteintrittsseite, der der Schnittebene am nächsten liegt. Dies gilt insbesondere in einem Querschnitt senkrecht zur Schnittebene gesehen. Mit anderen Worten reichen die Fresnel-Ringe desto weiter von der Schnittebene weg, je weiter der entsprechende Fresnel-Ring von der

Mittelachse entfernt ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Fresnel-Ringe in Draufsicht gesehen jeweils kreisförmig. Ein Mittelpunkt der durch die Fresnel-Ringe gebildeten Kreise liegt bevorzugt auf der Mittelachse, etwa mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder 5 % oder 2 % des Durchmessers des zugehörigen

Fresnel-Rings . Dies kann für die Fresnel-Ringe an der

Lichteintrittsseite und an der Lichtaustrittsseite gelten. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Fresnel- Ringe der ersten Fresnel-Struktur je eine der Mittelachse zugewandte Eintrittsfläche und je eine der Mittelachse abgewandte Umlenkfläche auf. Dabei ist die Umlenkfläche bestimmungsgemäß zu einer Totalreflexion von Licht

eingerichtet, das von der Punktlichtquelle stammt. Die

Lichteintrittsfläche ist dazu eingerichtet, dass durch diese Fläche hindurch das Licht der Punktlichtquelle in die Linse eintritt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Fresnel- Ringe der zweiten Fresnel-Struktur an der

Lichtaustrittsfläche je eine der Mittelachse zugewandte

Spiegelfläche und je eine der Mittelachse abgewandte

Austrittsfläche auf. Die Spiegelfläche ist zur Totalreflexion von Licht gestaltet, wobei ein kleiner Strahlungsanteil auch durch die Spiegelfläche hindurch austreten kann. Die

Spiegelfläche ist der Umlenkfläche optisch direkt

nachgeordnet. Über die Austrittsfläche wird der überwiegende Strahlungsanteil, der über die Eintrittsfläche in die

Fresnel-Linse eintritt, aus der Linse abgestrahlt. In

geringem Umfang kann auch die Austrittsfläche

totalreflektierend wirken und einen geringen

Strahlungsanteil, der von der Umlenkfläche her kommt, zu der Spiegelfläche lenken, sodass dieser Strahlungsanteil dann über die Spiegelfläche aus der Linse austritt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die erste und die zweite Fresnel-Struktur jeweils die gleiche Anzahl an Fresnel-Ringen . Insbesondere ist jeder Fresnel-Ring der ersten Fresnel-Struktur eineindeutig einem Fresnel-Ring der zweiten Fresnel-Struktur zugeordnet und umgekehrt. In mindestens einer Ausführungsform ist die Linse zur

Lichtaufweitung einer Punktlichtquelle eingerichtet. Die Linse beinhaltet eine Lichteintrittsseite mit einer ersten Fresnel-Struktur und eine Lichtaustrittsseite mit einer zweiten Fresnel-Struktur. Die erste Fresnel-Struktur ist von der zweiten Fresnel-Struktur verschieden. Eine Schnittebene der Linse liegt gänzlich zwischen der ersten und der zweiten Fresnel-Struktur, sodass die Linse flach ist. Eine

Mittelachse der Linse bildet bevorzugt eine optische Achse und ist senkrecht zur Schnittebene orientiert. Eine Höhe von Fresnel-Ringen der ersten Fresnel-Struktur, bezogen auf die Schnittebene, nimmt in Richtung weg von der Mittelachse zu. Die Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur weisen je eine der Mittelachse zugewandte Eintrittsfläche und eine der Mittelachse abgewandte Umlenkfläche auf. Die Fresnel-Ringe der zweiten Fresnel-Struktur weisen je eine der Mittelachse zugewandte Spiegelfläche und eine der Mittelachse abgewandte Austrittsfläche auf.

Kamerasysteme in Mobilgeräten wie Smartphones weisen einen Trend zu immer höheren Gesichtsfeldern auf, bis hin zu

Weitwinkelkameras oder Fischaugenkameras. Für Blitzlicht- Beleuchtungseinheiten bedeutet dies, dass ein großer

Winkelbereich ausgeleuchtet werden muss. Dies hat für

Mobilgeräte wie Smartphones bei sehr geringen Bauhöhen im Bereich weniger Millimeter zu erfolgen, da der Bauraum in solchen Mobilgeräten sehr beschränkt ist und zukünftig von einer weiteren Abnahme des zur Verfügung stehenden Bauraums, speziell hinsichtlich einer Dicke der Linse, auszugehen ist. Bei herkömmlichen Fresnel-Linsen ergibt sich dabei bei großen Abstrahlwinkeln das Problem, dass ein Grenzwinkel für eine interne Totalreflexion, die innerhalb der Linse erfolgt, unterschritten wird und dass dadurch die Linse große

Effizienzeinbußen aufweist.

Bei der hier beschriebenen Linse hingegen ist eine hohe

Effizienz bei einem großen Abstrahlwinkel und bei einem kleinen benötigten Bauraum erzielbar. Ferner ist die hier beschriebene Linse mit Verfahren für große Stückzahlen wie Spritzguss herstellbar. Dies wird erreicht durch die erste und die zweite Fresnel-Struktur an der Lichteintrittsseite und an der Lichtaustrittsseite, die entsprechend aufeinander abgestimmt sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt durch die

Fresnel-Ringe an der Lichteintrittsseite ein effizientes Einsammeln des Lichts von der Punktlichtquelle. Dabei ist ein Kippwinkel der Fresnel-Ringe, insbesondere der Umlenkfläche, so groß, dass einfallendes Licht sicher oberhalb eines

Grenzwinkels für Totalreflexion geführt wird. Zudem erfolgt eine Fokussierung des Lichts durch eine konkave Krümmung der Spiegelfläche an der Lichtaustrittsseite. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Eintrittsfläche der ersten Fresnel-Struktur eine konvexe Krümmung auf, sodass eine Kollimation des einfallenden Lichts hin zur Spiegelfläche erfolgt. Insbesondere hierdurch ist eine Abstrahlung des Lichts unter großen Winkeln möglich. Ferner ist erzielbar, dass ein Strahlungseinfall auf die

Umlenkfläche der zweiten Fresnel-Struktur weitgehend oberhalb des Grenzwinkels für die Totalreflexion erfolgt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen benachbarten Fresnel-Ringen der zweiten Fresnel-Struktur jeweils eine optisch inaktive Zone. Die optisch inaktive Zone ist beispielsweise durch eine Fläche gebildet, die parallel oder näherungsweise parallel zur Schnittebene orientiert ist. Insbesondere sind die optisch inaktiven Zonen je durch eine kreisringförmige Fläche gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform nehmen Breiten der optisch inaktiven Zonen in Richtung weg von der Mittelachse zu. Mit anderen Worten nimmt ein Abstand zwischen

benachbarten Fresnel-Ringen der zweiten Fresnel-Struktur zu, je weiter diese Fresnel-Ringe von der Mittelachse entfernt sind .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite

Fresnel-Struktur eine weitere optisch inaktive Zone auf. Die weitere optisch inaktive Zone wird bevorzugt von der

Mittelachse durchstoßen. Beispielsweise handelt es sich bei der weiteren optisch inaktiven Zone um eine Kreisfläche, die vom innersten Fresnel-Ring der zweiten Fresnel-Struktur vollständig ringsum umschlossen ist. Die weitere optisch inaktive Zone kann parallel zur Schnittebene orientiert sein. Alternativ zu einer solchen mittig liegenden optisch

inaktiven Zone kann der Bereich innerhalb des innersten

Fresnel-Rings der zweiten Fresnel-Struktur linsenförmig gestaltet sein, etwa in Form einer Streulinse oder einer Samme11inse . Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich die

Spitzen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur im Bereich der optisch inaktiven Zonen, wenn diese Spitzen parallel zur Mittelachse auf die optisch inaktiven Zonen projiziert werden. Mit anderen Worten befinden sich in

Draufsicht auf die Lichtaustrittsfläche gesehen die Spitzen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur unterhalb der optisch inaktiven Zonen zwischen den Fresnel-Ringen der zweiten Fresnel-Struktur.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Umlenkflächen konvex gekrümmt, im Querschnitt gesehen. Somit wirken die Umlenkflächen sammellinsenartig auf das von der

Punktlichtquelle kommende Licht, ähnlich wie ein Hohlspiegel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Spiegelflächen konkav gekrümmt. Somit wirken die Spiegelflächen als

Streulinse auf die von der Umlenkfläche her kommende

Strahlung, die an der Spiegelfläche reflektiert wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Eintrittsfläche und die Austrittsfläche durch gerade

verlaufende Strecken gebildet, im Querschnitt senkrecht zur Schnittfläche und durch die Mittelachse gesehen. Das heißt, im Querschnitt gesehen können die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche frei von Krümmungen sein. Alternativ ist es möglich, dass die Eintrittsfläche und/oder die

Austrittsfläche Krümmungen aufweisen, im Querschnitt gesehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind einige , die meisten oder alle Übergänge zwischen benachbarten Flächen der Linse verrundet. Durch Verrundungen wird eine effizientere Herstellung, etwa in einem Spritzgussverfahren, erreicht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen

Verrundungsradien zwischen benachbarten Flächen bei

mindestens 5 ym oder 10 ym und/oder bei höchstens 50 ym oder 30 ym oder 20 ym. Besonders bevorzugt liegen die Verrundungsradien bei höchstens 20 % oder 10 % oder 5 ~6 einer mittleren Höhe des nächstgelegenen Fresnel-Rings . Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Durchmesser der Lichteintrittsseite bei mindestens 1 mm oder 2 mm oder 3 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Durchmesser bei höchstens 10 mm oder 8 mm oder 6 mm. Eine Dicke der Linse, in Richtung senkrecht zur Schnittebene und bezogen auf den optisch aktiven Bereich der Linse, liegt bevorzugt bei mindestens 0,1 mm oder 0,3 mm und/oder bei höchstens 2 mm oder 1 mm oder 0,8 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich die

Spitzen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur in einer gemeinsamen Ebene, speziell parallel zur Schnittebene. Mit anderen Worten weisen die Fresnel-Ringe der zweiten

Fresnel-Struktur eine konstante Höhe auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform nehmen die Höhen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur an der

Lichteintrittsseite in Richtung weg von der Mittelachse gemäß einer quadratischen Funktion, also wie eine Parabel, zu. Dies gilt bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder 5 % der Höhe des jeweiligen Fresnel-Rings.

Darüber hinaus wird eine Leuchte angegeben. Die Leuchte umfasst eine oder mehrere Linsen, wie in Verbindung mit zumindest einer der vorhergehenden Ausführungsformen

angegeben. Merkmale der Linse sind daher auch für die Leuchte offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Leuchte einen oder mehrere Licht emittierende Leuchtdiodenchips.

Durch den zumindest einen, bevorzugt genau einen

Leuchtdiodenchip ist die Punktlichtquelle realisiert. Der Leuchtdiodenchip und damit die Punktlichtquelle weist eine mittlere Kantenlänge auf, im Folgenden mit D bezeichnet. Sind unterschiedlich lange Kanten des Leuchtdiodenchips vorhanden, insbesondere in Draufsicht auf eine Hauptemissionsseite des Leuchtdiodenchips gesehen, so ist die mittlere Kantenlänge der Mittelwert aller Kantenlängen. Weist der Leuchtdiodenchip zumindest teilweise eine runde Form auf, so kann anstelle der mittleren Kantenlänge auf einen mittleren Durchmesser

zurückgegriffen werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die

Punktlichtquelle in der Mittelachse der Linse an deren

Lichteintrittsseite. Ein geometrischer Mittelpunkt der

Hauptemissionsseite des Leuchtdiodenchips liegt bevorzugt im Rahmen der Herstellungstoleranzen auf der Mittelachse.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die

Punktlichtquelle, insbesondere die Hauptemissionsseite des Leuchtdiodenchips, nahe an der Lichteintrittsseite der Linse. Insbesondere beträgt ein Abstand zwischen der

Lichteintrittsseite und der Punktlichtquelle entlang der Mittelachse mindestens 10 % oder 20 % oder 25 % und/oder höchstens 90 % oder 60 % oder 40 % der mittleren Kantenlänge.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt für die Höhen h der einzelnen Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur, bezogen auf einen Abstand d in Richtung weg von der

Mittelachse und bezogen auf die mittlere Kantenlänge D der folgende Zusammenhang: h(d) = 0,12 (d/D) ² + 0,06 (d/D) . Insbesondere gilt dieser Zusammenhang mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder 5 % der mittleren Kantenlänge D.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gelten für einen

Abstand Vn der n-ten Spitze der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur und für einen Abstand Wn der n-ten Spitze der Fresnel-Ringe der zweiten Fresnel-Struktur die folgenden Zusammenhänge oder zumindest einer dieser Zusammenhänge:

Vn = (0,1 + 0,3 n) D ± 0,05 D;

Wn = (0,4 + 0,4 n + 0,14 n ² ) D ± 0,05 D. Dabei ist n eine natürliche Zahl zwischen einschließlich 1 und 6, insbesondere ist n = 3 oder n = 4. Die Abstände Vn und Wn werden bevorzugt in Richtung senkrecht zur Mittelachse bestimmt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Gebiet an der Lichteintrittsseite innerhalb des ersten Fresnel-Rings der ersten Fresnel-Struktur durch eine Sammellinse gebildet. Die Sammellinse wird von der Mittelachse durchstoßen. Eine größte Höhe der Sammellinse, bezogen auf die Schnittebene, ist bevorzugt kleiner als die Höhe des innersten Fresnel-Rings der ersten Fresnel-Struktur. Insbesondere liegt der

Schnittpunkt der Sammellinse mit der Mittelachse auf

derselben Parabel, auf der sich die Spitzen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur befinden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein Abstand zwischen dem weitest außen liegenden Fresnel-Ring der ersten Fresnel-Struktur und einer der Lichteintrittsseite

zugewandten Hauptemissionsseite mindestens 5 % oder 10 % und/oder höchstens 25 % oder 10 % der mittleren Kantenlänge, gemessen in Richtung parallel zur Mittelachse. Dabei kann die Spitze des weitest außen liegenden Fresnel-Rings weiter von der Schnittebene entfernt sein als die Hauptemissionsseite der Punktlichtquelle oder es befindet sich die

Hauptemissionsseite weiter von der Schnittebene entfernt als die Spitze des äußersten Fresnel-Rings . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Punktlichtquelle und damit der Leuchtdiodenchip an der

Hauptemissionsseite eine Lambert' sehe Abstrahlcharakteristik auf. Eine in einem Winkel abgestrahlte Intensität I beträgt somit Imax cos , wobei Imax die entlang der Mittelachse emittierte Intensität ist. Dieser Zusammenhang gilt bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 0,05 Imax oder 0,1 Imax.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform strahlen die Fresnel- Ringe der zweiten Fresnel-Struktur im Betrieb der

Punktlichtquelle gleich große Lichtströme ab. Dies gilt bevorzugt mit einer relativen Abweichung voneinander von höchstens 20 %. Relative Abweichung bedeutet etwa, dass ein Quotient der beiden zu betrachtenden Größen im Falle einer Toleranz von 20 % = 0,2 bei 1 +/- 0,2 liegt. Bevorzugt liegt diese relative Abweichung bei höchstens 10 %. Die Abweichung gilt insbesondere paarweise hinsichtlich aller Fresnel-Ringe der zweiten Fresnel-Struktur.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Linse einen Befestigungssockel. Zusammen mit einer Montageplattform für die Punktlichtquelle, beispielsweise einer Leiterplatte oder einer Montageebene in einem Gehäuse eines Smartphones, schließt die Linse die Punktlichtquelle ringsum vollständig ein. Somit kann die Linse als Gehäuse und/oder als Abdeckung für die Punktlichtquelle dienen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Leuchte in ein mobiles Bildaufnahmegerät eingebaut, wobei es sich bei dem Bildaufnahmegerät insbesondere um ein Smartphone oder

Mobiltelefon handelt oder auch um einen tragbaren Computer oder um ein Tablet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform dient die Leuchte als Blitzlicht. Damit ist die Leuchte insbesondere für einen gepulsten Betrieb eingerichtet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Punktlichtquelle zusammengesetzt aus einem Halbleiterbereich auf einem Chipsubstrat, gefolgt von zumindest einer

Leuchtstoffschicht . Die Hauptemissionsseite kann in diesem Fall durch eine der Linse zugwandte Seite der

Leuchtstoffschicht gebildet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Punktlichtquelle durch mehrere Leuchtdiodenchips,

beispielsweise durch zwei, drei oder vier Leuchtdiodenchips, gebildet. Bevorzugt sind die Leuchtdiodenchips einzeln ansteuerbar und in einem nur geringen Abstand zueinander angeordnet. Über die Verwendung mehrerer Leuchtdiodenchips ist ein Farbort des von der Leuchte abgestrahlten Lichts einstellbar. Im Falle eines Blitzlichts kann das emittierte Licht insbesondere an ein Umgebungslicht angepasst werden, um eine Bildqualität zu erhöhen.

Nachfolgend werden eine hier beschriebene Linse und eine hier beschriebene Leuchte unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 schematische Darstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen

Linsen,

Figuren 3 und 4A schematische Darstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen

Leuchten, und

Figur 4B schematische Darstellungen von

Emissionseigenschaften eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Leuchte.

In Figur 1 ist schematisch eine Linse 3 dargestellt, siehe die perspektivischen Darstellungen in den Figuren 1A und 1B sowie die Schnittdarstellung in Figur IC. Die Linse 3 weist eine Lichteintrittsseite 31 mit einer ersten Fresnel-Struktur und eine Lichtaustrittsseite 32 mit einer zweiten Fresnel-Struktur auf. Es handelt sich bei der Linse 3 um eine flache Linse, sodass eine Schnittebene 33 vollständig zwischen der Lichteintrittsseite 31 und der

Lichtaustrittsseite 32 liegt und diese nicht schneidet und nicht berührt. Die Schnittebene 33, wie in Figur IC

gezeichnet, liegt senkrecht zur Zeichenebene. Ferner ist die Schnittebene 33 senkrecht zu einer Mittelachse 34 der Linse 3 orientiert. Die Mittelachse 34 stellt bevorzugt eine optische Achse der Linse 3 dar. Die Linse 3 ist dazu eingerichtet, über einer Punktlichtquelle 2 angebracht zu werden, wobei sich die Punktlichtquelle 2 mittig an der Mittelachse 34 befinden kann, siehe Figur 3. In einem Zentralbereich um die Mittelachse 34 herum ist die Lichteintrittsseite 31 durch eine Sammellinse 315 gebildet. An die Sammellinse 315 schließt sich, in Richtung weg von der Mittelachse 34, ein Bereich mit mehreren Fresnel-Ringen 313 an. Spitzen 314 der Fresnel-Ringe 313 liegt umso weiter von der Schnittebene 33 entfernt, je weiter der zugehörige

Fresnel-Ring 313 von der Mittelachse 34 entfernt ist. Alle Übergänge zwischen benachbarten Flächen sind verrundet. Die Spitzen 314 trennen Eintrittsflächen 311 von Umlenkflächen 312 des jeweiligen Fresnel-Rings 313.

Die Lichtaustrittsseite 32 ist auch durch mehrere Fresnel- Ringe 323 gebildet. Spitzen 324 dieser Fresnel-Ringe 323 liegen in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Schnittebene 33. Diese Spitzen 324 liegen zwischen Spiegelflächen 321 und Austrittsflächen 322 der jeweiligen Fresnel-Ringe 323. Eine Differenz der Durchmesser von korrespondierenden Fresnel- Ringen 313, 323 auf der Lichteintrittsseite 31 und der

Lichtaustrittsseite 32 steigt besonders bevorzugt von innen nach außen an.

Zwischen benachbarten Fresnel-Ringen 323 befindet sich je eine kreisflächenförmige, optisch inaktive Zone 325b. Breiten dieser Zonen 325b nehmen in Richtung weg von der Mittelachse 34 zu. Im Querschnitt gesehen, siehe Figur IC, sind die optisch inaktiven Zonen 325b parallel zur Schnittebene 33 ausgerichtet . Im Zentralbereich innerhalb des innersten Fresnel-Rings 323 der Lichtaustrittsseite 32 befindet sich eine weitere optisch inaktive Zone 325a. Die kreisförmige, weitere optisch

inaktive Zone 325a ist parallel zur Schnittebene 33 ausgerichtet, befindet sich jedoch weiter von der Schnittebene 33 entfernt als die optisch inaktiven Zonen 325b. An einem Rand weist die Linse 3 einen Befestigungssockel 35 auf, der sich außerhalb der optisch wirksamen

Lichteintrittsseite 31 und Lichtaustrittsseite 32 befindet. Über den Befestigungssockel 35, der bevorzugt die Linse 3 ringsum umläuft, ist die Linse 3 an einem externen Träger anbringbar, beispielsweise über ein Kleben, ein Anschrauben oder ein Einhaken.

In Figur 3 ist eine Leuchte 1 mit einer solchen Linse 3 dargestellt. Die Leuchte 1 befindet sich in einem

Bildaufnahmegerät 4, beispielsweise ein Smartphone .

Zusätzlich zu der Linse 3 umfasst die Leuchte 1 eine

Punktlichtquelle 2, gebildet durch einen Leuchtdiodenchip, der Leuchtdiodenchip 2 umfasst ein Chipsubstrat 24, auf dem ein Halbleiterbereich 23 mit einer nicht gezeichneten aktiven Zone zur Strahlungserzeugung aufgewachsen oder angebracht ist. Optional befindet sich an dem Halbleiterbereich 23 eine LeuchtstoffSchicht 25, die der Lichteintrittsseite 31 zugewandt ist. Eine Hauptemissionsseite 20 des

Leuchtdiodenchips 2 ist somit durch die LeuchtstoffSchicht 25 gebildet. An der Hauptemissionsseite 21 erfolgt

näherungsweise eine Lambert' sehe Abstrahlung von Licht L. An Seitenflächen 22 der Punktlichtquelle 2 erfolgt gemäß Figur 3 keine oder keine signifikante Lichtabstrahlung . In Figur 3 sind ferner schematisch einzelne Strahlverläufe des Lichts L dargestellt, das auf die Fresnel-Ringe 313, 323 trifft. Das Licht L wird über die Eintrittsflächen 311 in die Fresnel-Ringe 313 der ersten Fresnel-Struktur eingekoppelt und an den Umlenkflächen 312 totalreflektiert und hin zu den Fresnel-Ringen 323 an der Lichtaustrittsseite 32 gelenkt. An den Spiegelflächen 321, die den Umlenkflächen 312 des zugehörigen Fresnel-Rings 313 an der Lichteintrittsseite 31 optisch unmittelbar nachgeordnet sind, erfolgt eine Umlenkung des Lichts L hin zu den Austrittsflächen 322. Zu einem geringen Anteil wird Licht an den Austrittsflächen 322 hin zu den Spiegelflächen 321 reflektiert und an den Spiegelflächen 321 ausgekoppelt. Dabei sind die Umlenkflächen 312

fokussierend und somit konvex gekrümmt, die Spiegelflächen 321 sind konkav gekrümmt und wirken divergierend auf das Licht L.

Der Leuchtdiodenchip 2 mit der mittleren Kantenlänge D ist über einen Bonddraht 6 an einer Montageplattform 5 elektrisch kontaktiert. Die Linse 3 ist über den Befestigungssockel 35 ebenfalls an der Montageplattform 5 angebracht. Somit ist der Leuchtdiodenchip 2 von der Linse 3 gleichzeitig auch

eingehaust .

Abweichend von der Darstellung in Figur 3 können auch mehrere Punktlichtquellen 2, die dicht in einem Bereich unterhalb der Sammellinse 315 angeordnet sind, vorhanden sein. Weiterhin ist es alternativ möglich, dass die Punktlichtquelle 2 an den Seitenflächen 22 Strahlung emittiert, beispielsweise im Falle eines Saphir-Chips mit einer Halbleiterschichtenfolge aus AlInGaN. Wird ein signifikanter Strahlungsanteil an den

Seitenflächen 22 abgestrahlt, so sind bevorzugt zusätzliche, weiter außen liegende Fresnel-Zähne 313, 323 vorhanden, die näher an die Montageplattform 5 reichen. Spitzen 314 solcher Fresnel-Ringe 313 an der Lichteintrittsseite 31 können dabei weiter von der Schnittebene 33 entfernt liegen als die

Hauptemissionsseite 21. Somit ist es möglich, dass in Richtung parallel zur Schnittebene 33 die Fresnel-Ringe 313 die Seitenflächen 22 teilweise bedecken, anders als in Figur 3 gezeichnet. In Figur 2A ist eine weitere Schnittdarstellung der Linse 3 gezeigt, siehe auch die Detaildarstellung in Figur 2B. Wie bevorzugt auch in allen anderen Ausführungsbeispielen liegen alle Spitzen 314 der Fresnel-Ringe 313 an der

Lichteintrittsseite 31 auf einer gemeinsamen Parabel,

zusammen mit einem Durchstoßpunkt der Mittelachse 34 durch die zentrale Sammellinse 315.

Nachfolgend sind beispielhaft Maße M und Radien R für die Linse 3 illustriert. Die genannten Werte gelten für eine mittlere Kantenlänge D von 0,75 mm. Alle Werte sind in

Millimetern angegeben. Bevorzugt liegen die genannten Werte mit einer Toleranz von höchstens 25 % oder 10 % oder 5 % oder exakt vor. Dabei sind die aufgeführten Werte linear mit der mittleren Kantenlänge D zu skalieren. Liegt die mittlere Kantenlänge D beispielsweise anstatt bei 0,75 mm bei 1,5 mm, so sind alle genannten Maße zu verdoppeln. Mit anderen Worten sind die aufgeführten Werte mit der tatsächlichen mittleren Kantenlänge D proportional zu verändern, wobei jeweils die voranstehend genannten Toleranzen vorliegen können.

Für D = 0,75 mm liegen beispielsweise die folgenden Maße vor: Ml = 0,39; M2 = 0,61; M3 = 0,85; M4 = 0,07 ; M5 = 0,05; M6 = 0,30; M7 = 0,51; M8 = 0,73. Für die Krümmungsradien gilt Folgendes: Rl = 0,01 wie bevorzugt auch bei allen anderen Verrundungen an der Lichtaustrittsseite 32; R2 = 0,65; R3 = 0,50; R4 = 0,45; R5 ist bevorzugt unendlich; R6 = 0,60; R7 = 0,89; R8 = 0,89; R9 = 1,09; RIO = 0,02 wie bevorzugt auch bei allen anderen Verrundungen an der Lichteintrittsseite 31. Die Radien RH und R12, siehe Figur 2B, liegen bevorzugt bei unendlich. Der Krümmungsradius der Umlenkfläche 312 liegt bevorzugt jeweils zwischen dem 0,9-Fachen und dem 1,5-Fachen der mittleren Kantenlänge D. Der Krümmungsradius der

Spiegelfläche 321 liegt bevorzugt zwischen einschließlich dem 0,4-Fachen und dem Einfachen der mittleren Kantenlänge D der Punktlichtquelle 2. In Figur 4A ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchte 1 und des Bildaufnahmegeräts 4 perspektivisch dargestellt. Mit der Leuchte 1 wird ein Beleuchtungsfeld A ausgeleuchtet. Bei dem Beleuchtungsfeld A handelt es sich bevorzugt um einen näherungsweise rechteckigen Bereich, beispielsweise mit einem Seitenverhältnis von 4:3 oder von 16:9. Ein Diagonalenwinkel des Beleuchtungsfelds A liegt bevorzugt bei mindestens 70° oder 80°, bezogen auf die

Leuchte 1. Gemäß Figur 4A liegt der Diagonalenwinkel bei 83°. In Figur 4B ist eine Beleuchtungsstärkeverteilung angegeben, wobei die Linse gemäß der Figuren 2 und 3 verwendet wird und wobei die mittlere Kantenlänge D bei 0,75 mm liegt. Die

Beleuchtungsstärken sind bestimmt in einem Abstand von 1 m zur Leuchte 1. Links oben ist eine Schnittdarstellung durch das Beleuchtungsfeld A gezeigt, also in der XY-Ebene. In der Darstellung in Figur 4B unten links ist ein Schnitt entlang der Y-Achse gezeigt, rechts oben ein Schnitt entlang der X- Achse. Eine schematische Skalierung ist in Figur 4B rechts unten dargestellt.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.

Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 109 647.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 Leuchte

2 PunktIichtquelle, Leuchtdiodenchip

21 Hauptemissionsseite

22 Seitenfläche

23 Halbleiterbereich

24 Chipsubstrat

25 LeuchtstoffSchicht

3 Linse

31 Lichteintrittsseite mit der ersten Fresnel-Struktur

311 Eintrittsfläche

312 Umlenkfläche

313 Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur

314 Spitzen der Fresnel-Ringe der ersten Fresnel-Struktur

315 Samme11inse

32 Lichtaustrittsseite mit der zweiten Fresnel-Struktur

321 Spiegelfläche

322 Austrittsfläche

323 Fresnel-Ringe der zweiten Fresnel-Struktur

324 Spitzen der Fresnel-Ringe der zweiten Fresnel-Struktur

325 optisch inaktive Zone

33 Schnittebene

34 Mittelachse/optische Achse

35 Befestigungssocke1

4 Bildaufnahmegerät

5 Montageplattform

6 Bonddraht

A Beieuchtungsfeld

d Abstand Spitze - Mittelachse

h Höhe der Spitzen

D Kantenlänge des Leuchtdiodenchips

L Licht

M.. Maß

R.. Radius