NAGEL GUNTER (DE)
WEISSGERBER HARRY (DE)
HEHR WILFRIED (DE)
| DE1472474A1 | 1969-10-09 | |||
| US2906048A | 1959-09-29 | |||
| FR31104E | 1926-11-23 | |||
| US2347665A | 1944-05-02 |
| 1. | Flächige Auf! ichtbeleuchtungseinrichtung, enthaltend eine Platte aus lichtdurchlässigem Material deren beide sich gegenüberliegenden, großen Oberflächen etwas gegeneinander geneigt sind und bei der an Seitenflächen Licht eiπgekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1,20) in Plattenausdehnungsrichtung von zwei sich gegenüberl egenden Seiten (14,5; 21a und 5) zur Mitte hin in ihrer Dicke auf eine minimale Dicke etwa in der Mitte (20c) abnehmend ausgebildet ist. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die eine große Oberfläche (2) plan ist und die andere, große Oberfläche (3) einen Teil einer Zyl nderoberfläche (konkav) bildet. Beieuchtungseiπrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer ein¬ seitig planen Platte (1) diese plane Seite dem zu beleuch¬ tenden Objekt zugewandt ist (Fig. 1). |
| 2. | 4 Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lichteinkop¬ plung dienenden Seitenflächen (4, 5) abgeschrägt sind. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinkopplung an den gegenüberliegenden Seiten (4, 5, 21a und b), von denen aus die Dicke abnimmt, erfolgt. |
| 3. | 6 Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß an den gegenüberliegenden Seiten (4, 5; 21a und b) Lampen (22) in die Platte (1; 20) ei ngelassen sind. |
| 4. | 7 Beleuchtungse nrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Lampen aufnehmende Bereiche (21a und b) mit einer gut refle tierenden Schicht (23) überzogen sind. |
| 5. | 8 Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Lampen (22) aufnehmenden Bereiche (21a und b) zumindest in Richtung des Be¬ trachters abgedeckt (24) sind. |
| 6. | 9 Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die konkave Oberfläche durch Verbie¬ gen der Platte (1) zu einem Teil einer Zylinderober¬ fläche, Planschleifen der dann außen liegende Oberflä¬ che (3) und danach erfolgender Wegnahme der Biegekräfte hergestellt ist. |
| 7. | 10 Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die konkave Oberfläche (3) durch Bearbeiten einer großen Oberfläche der Platte (1) mittels eines Fräsers großen Durchmessers hergestellt ist, wobei die Drehachse des Fräzers hierbei um einige Grade weniger oder mehr als 90° gegenüber der Achse des Zylinders geneigt ist, von dem die entstehende konkave Fläche (3) einen Teil der Oberfläche bildet. |
| 8. | 11 Beleuchtungseinr chtung nach einem der Ansprüche 1 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1;20) in einem geringen Abstand (in der Größenanordnung 1 er.) vom zu beleuchtenden Objekt angeordnet ist. |
Die Erfindung betrifft eine flächige Auf 1 icht-Bel euchtungs- einrichtung enthaltend eine Platte aus lichtdurchlässigem Material, deren beide sich gegenüber liegenden, großen Ober¬ flächen etwas gegeneinander geneigt sind und bei der an Sei¬ tenflächen Licht eingekoppelt wird.
Eine derartige " großflächige Beleuchtungse nrichtung ist aus der DE-OS 28 27 573 bekannt. Diese besteht aus einer keilför¬ migen, lichtdurchläss gen Platte, in die an einer Seitenflä¬ che Licht eingekoppelt wird. Aus einer der großen Oberflä-chen soll das Licht homogen verteilt austreten, so daß die flächi¬ ge Lichtquelle, z.B. als Beleuchtung von Fl üssi gkri stall - ■ Displays verwendet werden kann. Um dies zu erreichen, ist die große Oberfläche, aus der das Licht nicht austreten soll mit einer Schicht durchsichtigem Materials mit gegenüber dem Keilmaterial geringerem Brechungsindex versehen und auf die¬ ser Schicht ist eine diffus reflektierende Pi σmentschicht auf αebracht .
Die der Erfindung zugrundel egende Aufgabe besteht darin, ein Aufl chtsystem zum Betrachten von flächigen, undurchsichtigen Gegenständen, z.B. Landkarten oder Frontplatteπ von Geräten zu schaffen, wobei die von dem Aufl chtsystem erfaßte Fläche gleichmäßig ausgeleuchtet sein soll und die Einrichtung weit¬ gehend blendfrei arbeiten soll .
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Ausbil düng gelöst.
Die Platte könnte von zwei sich gegenüberliegenden Seiten her gesehen keilförmig abnehmend ausgebildet sein und im Mitten¬ bereich zur Vermeidung einer Stoßstelle gerundete Übergangs¬ bereiche aufweisen. Vorzugsweise ist die z.B. aus Plexiglas bestehende Platte an einer Seite plan ausgebildet, und die andere Oberfläche stellt einen Teil eines Zylindermantels (mit großem Durchmesser) dar, d.h. sie ist in einer Ausdeh¬ nungsrichtung konkav ausgebildet.
Es kann von optischem Vorteil sein, wenn man die plane Seite der Platte zu dem zu beleuchteten Objekt zeigen läßt.
Diese konkave Ausbildung kann man z.B. dadurch herstellen, daß man eine plane Platte durch Biegekräfte in eine Form verbiegt, in der ihre Oberflächen Teile von zwei konzentri¬ schen Zylindermänteln darstellen und dann die außen liegende Oberfläche plan schleift. Nach Entlastung von den aufgebrach¬ ten Biegekräften geht die Platte wieder in ihren Ursprungs¬ zustand zurück, jedoch stellt nun die zuvor plangeschliffene Oberfläche eine konkav verlaufende Oberfläche dar.
Gemäß einem weiteren Vorschlag zur Herstellung wird wieder von einer planparallelen Platte ausgegangen und wenigstens eine große Oberfläche wird mit einem Fräser großen Durch es- sers (etwa gleich der Plattenbreite} bearbeitet, wobei die
Drehachse des Fräsers bei der Bearbeitung um einen Winkel von einigen wenigen Graden mehr oder weniger als 90° gegen die Achse des Zylinders geneigt ist, von dessen Oberfläche die konkave Fläche ein Teil bilden soll.
Um den Wirkungsgrad des Auf1 ichtsyste s zu erhöhen, kann man alle Seitenflächen, auch die, die nicht zur Lichteinkopplung dienen, ausschließlich polieren, um ein Aufheben der Total¬ reflexion an diesen Flächen zu vermeiden. Dadurch können Lichtstrahlen, die aufgrund der Totalreflexion an diesen Flächen reflektiert werden, weiter zur Ausleuchtung genutzt werden.
Gemäß einem anderen Vorschlag werden die Seitenflächen mit einer gut reflektierenden Schicht versehen.
In den-Fig. 1 und 2 der Zeichnung werden Ausführungsbe spiel e der Erfindung erläutert.
Die Figur 1 der Zeichnung zeigt ein erstes Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung. Eine durchsichtige, rechteckige Platte ist mit 1 bezeichnet, deren eine plane Oberfläche mit 2 und die andere einen Teil eines Zylindermantels (mit großem Durchmesser) darstellende konkave Oberfläche m t 3. An den beiden Se tenflächen 4 und 5 sind mehrere Lichtquellen in Form kleiner Lämpchen angeordnet; z.B. können vier Lampen, die in der Nähe der Ecken der Platte angebracht sind, vorge¬ sehen sein. Das zu betrachtende Objekt, z.B. eine Landkarte, wird unter die Platte 1 gelegt und in Blickrichtung des Pfeils 8 durch die Platte 1 hindurch betrachtet.
Da die sich gegenüberliegenden Flächen 2 und 3 unter einem bestimmten Winkel α zueinander verlaufen, erfährt ein in die Plexiglasplatte ei ngekoppel ter Lichstrahl eine bestimmte Auf¬ steilung, d.h., der Total refl exi onsw nkel nähert sich mit je-
der Totalreflex on dem Grenzwinkel bere eh. Wird der Grenz¬ winkelbereich überschritten, so verläßt der Lichtstahl 10 die Plex glasplatte und trifft auf die zu beleuchtende Fläche auf, sofern der Lichtstrahl aus der Fläche 3 austritt. Ver¬ läßt der Lichtstrahl dagegen an der Fläche 2 die Plexiglas¬ platte, so wirkt sich dieser auf den Betrachter nicht störend aus, da die austretenden Lichtstrahlen 9 nicht auf ihn ge¬ richtet sind, sondern unter einem sehr flachen Winkel ver- 1 aufen.
Die Platte kann z.B. 5 mm stark sein. Bei einer Fläche von 20 x 20 cm kommt eine gute Ausleuchtung zustande.
Durch Abschrägen der Seitenflächen 4/5 in die das Licht ein- gekoppelt wird, läßt sich in einem gewissen Bereich das Ver¬ hältnis von wirksamer Lichtstrahlung zu unwirksamer Licht¬ strahlung einstellen. Durch diese Abschrägung muß die Plat¬ tengröße in Betrachtungsrichtung (Pfeil 8) gesehen, abnehmen. Der Winkel S- * sollte dabei in einem Bereich von 60-80° liegen.
Wenn man Totalreflexion an den Seitenflächen erzielen will, ist darauf zu achten, daß sich an diesen Seitenflächen eine Schicht eines Materials kleineren Brechungsindexes als der der Platte anschließt. Erst hieran anschließend sollte die Lichtabschirmung erfol gen. Die in Fig. 1 dargestellte Platte kann gemäß einem der oben erläuterten Verfahren hergestellt sein. Bei der Herstellung mit Hilfe eines Fräsers liegt des¬ sen Drechachse in der durch den Pfeil 8 gehenden, senkrecht zur Zeichenebene liegenden (und auch die Achse des Zylinders beinhaltenden) Ebene und ist um wenige Winkel grade (z.B.<T 5 β ) gegenüber der Richtung des Pfeiles 8 αeneiσt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2a und 2b, von denen die Fig. 2a eine Aufsicht und Fig. 2b einen Schnitt zeigt, ist die Platte 20 im wesentlichen aus zwei Keilen 20a und 20b sowie zur Vermeidung einer Stoßstelle im Mittenbereich aus einem abgerundeten Bereich 20c und zwei Randbereiche gleicher Plattendicke 21a und 21b gebildet. In diese sind hier von der einen Seite her sechs Lampen 22 in Bohrungen eingelassen. Auf die Randbereiche ist eine reflektierende Schicht 23 aufgetragen. Hierüber liegt dann eine absorbierende Verklei¬ dung 24 um direkte Strahlung zum Auge des in die Richtung des Pfeils 25 schauenden Betrachters zu vermeiden. Die zu beleuchtende Karte 26 liegt hier auf der "konkaven Seite" der Platte 20, sodaß man die ' plane Oberfläche z.B. als Schreibunter age benutzen kann. Günstig ist es dabei, die Platte 20 in einem gewissen Abstand a von dem zu beleuchten¬ den Objekt (Karte 23) zu halten, der z.B. 0,5 - 1,5 cm betra¬ gen kann. Es gibt abhängig von der Ausbildung ein Beleuch¬ tungsmaximum in einem bestimmten Abstand.
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