DE3430192A1 - Beleuchtungstafel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungstafel zum Verteilen von Licht von Beleuchtungsauslässen oder Beleuchtungskörpern, und insbesondere betrifft die Erfindung eine Beleuchtungstafel zum Diffundieren des Lichtes mit einer gewünschten Vorzugsrichtung.

Beleuchtungstafeln sind seit vielen Jahren insbesondere bei Lichtauslässen mit Leuchtstoffröhren in Gebrauch. Prismatische Beleuchtungstafeln zur Vermeidung von direkter Blendung durch Steuerung des Winkels, mit dem das Licht austritt, sind in den US-PS 2,474,317 und 4,o64,433 beschrieben.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Beleuchtungstafel zu schaffen, bei der das austretende Licht eine vorbestimmte Vorzugsrichtung besitzt.

Zur Erreichung dieses Zieles bei einer Lichttafel mit einer ersten Fläche, die zum Empfang von Licht von einer Quelle richtbar ist, und mit einer zweiten Fläche, enthalte die Tafel eine erste und eine zweite Schicht aus transparentem dielektrischen Material, wobei jede Schicht eine erste glatte Oberfläche an einer Seite und eine geriefte (corrugated) Fläche an der anderen Seite besitzt, wobei die Flächen der Riefen einander mit 9o° schneiden und mit 45° zu der glatten Fläche an der einen Seite liegen. Die glatte Fläche der ersten Schicht bildet die erste Fläche der Tafel und die gewellte Fläche der ersten Schicht ist zur glatten Fläche der zweiten Schicht benachbart angeordnet. Die Richtung der Wellungen oder Riefungen an der zweiten Schicht stehen in einem vorbestimmten Winkel <&. zur Richtung der Wellungen oder Riefungen an der ersten Schicht, so daß verteiltes Licht in die glatte Fläche der ersten Schicht eintritt und aus der gerieften Fläche der zweiten Schicht austritt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfin-

dung sind die Schichten im wesentlichen planar. Zusätzlich kann eine der Schichten Lichtauslaßmechanismen enthalten. Der Winkel Cl kann im wesentlichen 90° betragen, um maximale Ausrichtung der Vorzugsrichtungen zu schaffen, es können aber auch die beiden Schichten gegeneinander verdrehbar sein, um den Winkel CX zur Änderung der Verteilung der Vorzugsrichtung zu ändern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Figur 1 eine perspektische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungstafel,

Figur 2 eine graphische Darstellung des Lichtaustrittes über dem Winkel gegen die Normale,

Figur 3 eine Schnitt- bzw* perspektivische Darstellung einer ^un befestigten Beleuchtungstafel, und

Figur 5 eine kreisförmige Beleuchtungstafel.

Die Beleuchtungstafel 1 nach Figur 1 besteht aus zwei Schichten 2, 3 aus transparentem dielektrischem Material. Jede Schicht besitzt eine erste glatte Fläche 4 und eine zweite gewellte oder geriefte Fläche 5. Die Flächen 4 und 5 sind so hergestellt, daß die Oberflächen der Wellungen an der zweiten Fläche 5, die etwa sägezahnförmigen Querschnitt besitzen, einander mit 90° schneiden, und diese Oberflächen liegen weiter zu der glatten Oberfläche 4 mit einem Winkel von jeweils 45°.

Die glatte Fläche 5 der ersten Schicht 2 wird zur Aufnahme des Lichtes von einer Quelle benutzt, und wird so die erste oder obere Fläche der Tafel 1. Die glatte Fläche 4 der zweiten Schicht 3 befindet sich benachbart zur gerieften oder gewellten Fläche 5 der ersten Schicht 2. Ein Teil des Lichtes, das von der

Tafel 1 verteilt wird, wird deshalb aus der gewellten Oberfläche der zweiten Schicht 3 austreten. Die Schichten 2 und 3 sind so übereinandergelegt, daß die Richtung der Wellungen der Schichten 2 und 3 einen vorbestimmten Winkel CX miteinander bilden.

Obwohl eine maximale Steuerung der Lichtverteilung bei Ct = 9o auftritt, kann eine weniger gesteuerte Verteilung erwünscht sein, und kann durch Einstellen des Winkels Ct auf weniger als 9o° erreicht werden.

Die Entstehung dieser Lichtsteuerung ist ähnlich zu der, die bei konventionellen Einschicht-Diffusionstafeln der genannten Art erzielt wird, bei denen Licht, das sonst mit beträchtlich von der Senkrechten auf die Tafel (hier "die Normale" genannt) abweichenden Winkeln austritt, im wesentlichen zur Lichtquelle zurückreflektiert wird, wobei die Reflexion teilweise von einer inneren Totalreflexion und teilweise von inneren Teilreflexionen herrührt.

Es bestehen zwei grundsätzliche Unterschiede, die die Tafel 1 von konventionellen nrismatischen Schichten unterscheidet, und durch die sich eine bessere Lichtsteuerung ergibt.

Der erste Unterschied besteht darin, daß die gewellten Schichten die als "Oktatur" bekannte Eigenschaft besitzen, die in der US-PS 4,26o,22o des gleichen Erfinders beschrieben ist. Bei einer solchen Schicht liegen Oberflächen an einer Seite der Schicht parallel oder senkrecht zueinander, und die Oberflächen an der anderen Seite der Schicht sind ebenfalls parallel oder senkrecht zueinander, wobei die Oberflächen an einer Seite der Schicht einen Winkel von jeweils 45 mit den Oberflächen auf der anderen Seite der Schicht bilden. Eine solche Tafel 1 hat die spezielle Eigenschaft, daß Lichtstrahlen, die irgendeine Anzahl von teilweisen inneren Reflexionen in der

Tafel erfahren, die gleiche Winkelbeziehung zu den Oberflächen wie ursprünglich beibehalten. Andere Beleuchtungstafeln besitzen diese Eigenschaft nicht, und demzufolge sind Lichtstrahlen, die von mehreren partiellen inneren Reflexionen herrühren, im wesentlichen r-egellos oder ungesteuert.

Bei einer einzelnen Oktaturschicht wird jedoch ein kleinerer Anteil der Lichtsteuerung in der Ebene senkrecht zur Prismenrichtung erzielt als in der senkrechten Ebene rechtwinklig zur Prismenrichtung. Aus diesem Grund ist in der Tafel 1 der erfindungsgemäßen Art, bei der zwei Schichten mit Wellungen vorgesehen sind, welche einen Winkel CX miteinander bilden, eine wirksamere Richtungssteuerung erreicht. Diese Richtungssteuerung von zwei Schichten ist der zweite hauptsächliche Unterschied, der die vorliegende Erfindung von üblichen Beleuchtungstafeln unterscheidet.

Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung des Lichtaustritts über dem Winkel gegenüber der Normalen bei einer üblichen prismatischen Tafel K-12, nämlich die Linie A,und bei einer Tafel der erfindungsgemäßen Art, Linie B. Wie zu sehen ist, liegt der größte Teil der Lichtkonzentration bei der erfindungsgemäßen Tafel in dem Bereich innerhalb von 30° zur Normalen. Die Lichtkonzentration für die K-12-Tafel nimmt fast linear von 0° bis 90° ab.

die Tafeln können entweder so hergestellt sein, daß die beiden Schichten starr zueinander befestigt sind, oder so, daß die Schichten gegeneinander gedreht werden können, um den Winkel zu verändern. Figuren 3 und 4 zeigen eine Tafel 11 mit festliegenden Schichten, wobei die Figur 4 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 3 darstellt. Der Winkel CX bei dieser befestigten Tafel 11 beträgt 90°. Die beiden Schichten 12 und 13 sind mittels eines U-förmigen Profilteils 17 aneinander befestigt, das mit Preßsitz kraftschlüssig aufgeschoben

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oder an der Kante der Tafel 11 aufgeklebt sein kann.

In Figur 5 ist eine kreisförmige Tafel 21 gezeigt, bei der eine erste Schicht 22 mit einer zweiten Schicht 23 durch eine lose durchgesteckte Niete oder Schraube 28 verbunden ist, die die beiden Schichten 22 und 23 an einem Schwenkpunkt 29 in der Mitte der Schichten 22 und 23 durchdringt. Dadurch kann der Winkel CX wie gewünscht eingestellt werden.

Eine solche Tafel ist bei der Steuerung des von einer üblichen Leuchtstofflampe austretenden Lichtes sehr nützlich. Die Tafel erfindungsgemäßer Art kann jedoch auch mit Leuchtkörpern benutzt werden, wie sie- in der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P34 3o 191.7 mit der Bezeichnung "Leuchtkörper mit prismatischer Lichtführung", unser Aktenzeichen: C 3933, des gleichen Erfinders beschrieben sind. Dieser Leuchtkörper wird mit einer prismatischer Lichtführung beschrieben,- wie sie in der genannten US-PS 4,26o,22o des gleichen Erfinders beschrieben ist. In dem in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung beschriebenen Leuchtkörper, wobei die Anmeldung hiermit zu Referenzzwecken aufgenommen ist, ist mindestens eine der Leuchtkörperschichten aus einer transparenten dielektrischen Materialschicht gefertigt, die eine glatte und eine gewellte oder geriefte Oberfläche besitzt. Es ist jedoch bei mindestens einer Schicht ein Lichtaustrittsmechanismus aufgenommen, so daß durch die Führung mit einem Richtungswinkel, der geringer als θ ist, d.h. in der Größenordnung von 3o , direkt ausgelassen wird, oder so umgelenkt, daß es aus dem Leuchtkörper austritt. Diese Austrittsmechanismen besitzen eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften: nichtplanare Oberflächen, insbesondere.an den Wellungs- oder Riefungsflächen, abgerundete Winkel in den Wellungen, Rauhigkeiten an den Oberflächen der Schichten, wiederum in erster Linie an den Wellungs- oder Riefungsflachen.

Um die richtige Vorzugsrichtung zur Reduzierung von Blendung zu erreichen, kann eine zweite Schicht aus transparentem dielektrischem Material, wie oben beschrieben, an der lichtemittierenden Oberfläche des Leuchtkörpers befestigt werden, um eine Lichtaustrittstafei der beschriebenen Art zu erhalten.

Infolge der Richtungscharakteristik der erfindungsgemäßen Tafel ist diese auch geeignet, um Licht von Leuchtstofflampen oder anderen Lichtquellen in verschiedene Arten von Gehäusen zu leiten. Ein solches Gehäuse ist eine prismatische Lichtführung der in der US-PS 4,260,220 beschriebenen Art. Die Führung braucht keinen quadratischen Querschnitt besitzen, die Tafel ist insbesondere dazu geeignet, Licht in eine Führung mit einem länglichen Querschnitt zu leiten.

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Claims (5)

1. - Patentansprüche -

   Beleuchtungstafel mit einer ersten Fläche die zum Empfang von Licht von einer Lichtquelle anordenbar ist und einer zweiten Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungstafel aus einer ersten und einer zweiten Schicht (2, 3; 12, 13; 22, 23) besteht, daß jede Schicht eine erste glatte Oberfläche (4) und eine zweite gewellte oder geriefte Oberfläche (5) besitzt, daß die Oberflächen der Wellungen sägezahnartig mit einem Winkel von 90° aufeinandertreffen und mit einem Winkel von 45 zur ersten glatten Fläche (4) liegen, daß

   ;i HF.YN - MORGAN - 8000 MÜNCHEN 22 - ROBERT-KOCH-STRASSE 1 ■ TEL. (0 89) 22 4211 ■ TEuEX 529672 PATMF. FAX ,1)89» lANNS-JORG ROTERMUND · 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) - SEELBERGSTR: 23/25 TEL. (0711·. 56 72 61 BAYER. VOl.KSBAMKEN AG · MÜNCHEN · BLZ 70090000 ■ KONTO 7270 · POSTSCHECK: MÜNCHEN 770 6Γ-805

   die glatte Fläche der ersten Schicht (2, 12, 22) die erste Fläche der Tafel bildet und die gewellte Fläche (5) der ersten Schicht (2) benachbart zur glatten Fläche (4) der zweiten Schicht (3) liegt, wobei die Längsrichtung der Wellungen oder Riefungen an der zweiten Schicht einen vorbestimmten Winkel Ct zur Richtung der Wellungen an der ersten Schicht bildet, so daß verteiltes Licht die glatte Oberfläche der ersten Schicht eintritt und aus der gewellten und gerieften Oberfläche der zweiten Schicht austritt.
2. 2. Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (2, 3; 12, 13; 22, 23) im wesentlichen olanar sind.
3. 3. Tafel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten einen Licht-Austrittsmechanismus enthält.
4. 4. Tafel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel Ot im wesentlichen 9o° beträgt.
5. 5. Tafel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Schicht (23) zur Veränderung des Winkels CC gegenüber der ersten Schicht (22) einstellbar ist.