| DE9300991U1 | 1993-04-29 | |||
| DE9101437U1 | 1991-05-02 |
| 1. | 1MultireflexFlächenleuchtsystem zur gleichmäßigen Ausleuchtung von verschiedenst konturierten flächenhaften Leuchtkörpern,wie sie in Leuchtschriften,schildern usf. vorliegen mit dem grund¬ legenden Herstellungs,u.Funktionsprinzip,daß stets ein die 5 gewünschte Form besitzender hohler Leuchtkörper gefertigt wird, welchen folgende Merkmale kennzeichnen: a) eine transparente meist farbige Deckplatte, jene Fläche durch die das Licht gleichmäßig nach außen abgegeben wird (Abb.2/l) welches von der die gleiche Form habende und im Abstand von ei Λ0 nigen Millimetern bis Zentimetern dahinter angeordneten b) Hauptreflexplatte kommt (Abb.2/2)#die jede beliebige lichtre¬ flektierende bzw.streuende Oberfläche besitzen kann,vorzugs¬ weise aber spiegelnd sein soll und dabei eine Oberflächenstruk¬ tur aufweist,die einen maximalen Anteil des Lichts senkrecht ΛS zur Plattenebene reflektiert,das verteilt über ihre gesamte Fläche im flachen Winkel auf sie trifft (Abb.3jlkommend von der beide Platten verbindenden und sie restlos umschließenden c) zum Leuchtkörperinnern hin spiegelnden Seitenfläche (3), die sich unabhängig von der Leuchtkörperform stets in irgendei 20 ner Weise gegenübersteht und somit einem d) durch mindestens eine für den Betrachter unsichtbare Öffnung in den Leuchtkörper eingegebenen Lichtstrahl erlaubt»vielfach zwischen der Seitenfläche hin und her zu reflektieren und dabei annähernd gleichmäßig das gesamte Leuchtkörperinnere zu durch¬ gelaufen, sofern dieser vom Strahlengang im Leuchtkörper her der Anforderung entspricht, einerseits in der Ausdehnung zur Leucht¬ körperbautiefe stark zusammengefaßt(Strahlengang parallel zur optischen Achse(Abb.2)und andererseits in Richtung auf die ei¬ gentliche Fläche des Leuchtkörpers stark aufgefächert zu sein 2>0(Abb.lu.5)wofür der Einsatz von nur in der Ebene aufstreuender Linsen bzw.einer geeigneten Strukturierung der Spiegelseiten fläche( z.B.Teilzylinderstrukturoberfläche)in Frage kommt. Der Normalfall ist jedoch,daß das Licht durch einen geeigneten Reflektor o.a.Maßnahmen bereits an der Lichtquelle die gefor¬ derten Merkmale des Strahlenganges erhält. |
| 2. | Leuchtschrift mit Leuchtkörpern nach Anspruch 1 mit der be¬ sonderen Ausführung,daß alle Leuchtkörper von einem einzigen durchgehenden Hauptleiter mittels ihn unterbrechende und defi¬ nierte Lichtmengen ableitende sog.Hauptleiterabzweige mit 5 Licht versorgt werden (Abb. ),. |
| 3. | Baukastensystem zur Herstellung von Leuchtkörpern nach Anspruch 1 neben den Rohplatten für transparentes Leuchtkörper¬ oberteil (1) und Hauptreflexplatte (2) noch,in unterschiedlichen Größenausführungen vorliegend und innerhalb einer Größe kombi 0 nierbar,beinhaltend Spiegelmaterialband für Seitenfläche (3) Lichteingabeelemente (4),Lichtleiter (8),Hauptleiterabzweige (11), verschiedenste Ausführungen von Lichtquellen u. Diverses das Programm begleitende,wie etwa eine standardisierte Palette von Rahmen für Leuchtschilder»Halterungen sowie Werkzeuge u. AS Hilfsmittel zur Herstellung u.a.. |
| 4. | Leuchtkörper nach Anspruch 1 mit der Besonderheit»daß der Lichtaustritt nach zwei Seiten erfolgt»dadurch realisiert»daß beide Platten sowohl die Funktion der Hauptreflexplatte als auch der transparenten Deckplatte übernehmen»was durch eine 2.0 Verspiegelung ihrer lichtablenkenden Strukturen od. den Ein¬ satz eines die gewünschten Reflexionseigenschaften besitzen¬ den Werkstoffes für die Platte erreicht wird. |
| 5. | Lichteingabeelement für Leuchtkörper nach Anspruch 1 mit der besonderen Eigenschaft,daß der Umlenkspiegel eine definierte, % in etwa der Leuchtdichte des Leuchtkörpers entsprechende Lichtmenge durchläßt. |
Multireflex-FlächenleuchtSyste (MF) .
Dem bisherigen und gebräuchlichen Stand der Technik entspricht es Leuchtflächen,wie beispielsweise die Buchstaben einer Leuchtschrift,Leuchttransparente,Lichtkästen,beleuchtete Fas- 5 sadenbänder u.a.auf dem Gebiet der Leuchtreklame sowie Ver¬ kehrs,-u.Hinweisschilder od.-,tafeln usf.dadurch ins Licht zu setzen, sie einerseits mit Strahlern von außen zu beleuchten od. die Lichtquelle(n) innerhalb bzw.hinter der auszuleuchtenden Fläche od.Kontur anzubringen. Bei letzterem stellt sich stets
•10 das gleiche Grundproblem. Denn bis heute ist keine zweidimen- sionale also flächenhafte stärkere Lichtquelle bekannt,es steh¬ en nur punktartige u.gestreckte elektr.starke Lichtquellen zur Verfügung. Dies bringt mehrere Nachteile mit sich. -Um eine passable gleichmäßige Ausleuchtung einer Fläche zu er-
45 reichen ist es notwendig die Lichtquelle(n) in einem relativ großen Abstand dahinter anzubringen. Das Ergebnis ist eine un¬ ästhetische Bautiefe von Leuchtschriften,Leuchtreklamekästen u.a.. -Der finanzielle Aspekt. Kompliziertere Strukturen wie Buchsta-
XV ben usw.werden von manuell gefertigten den Konturen nachge¬ formten Hochspannungsröhren beleuchtet-ihre Herstellung ist aufwendig u.teuer. Eine große Anzahl von Trafos kommt oft noch hinzu. Außerdem erfolgt die Gehäusefertigung ebenfalls aufwen¬ dig von Hand. Desweiteren macht die große Zahl von Lampen
XS (Niederspannungs-Leuchtstoffröhren) in Leuchtkästen u.a.In¬ standhaltungsmaßnahmen relativ häufi (Lampenausfälle) . -Trotz des betriebenen Aufwandes ist die Ausleuchtungsqualität häufig unzulänglich,und die Lichtquellen zeichnen sich deutlich auf der Leuchtfläche ab.
Das Multireflex-Flächenleuchtsystem(MF) ist nun mit dem Ziel entwickelt worden gegenüber der herkömmlichen Technologie der Flächenausleuchtung mit ihren beschriebenen Mängeln eine Alter¬ native anzubieten. Seine Attraktivität soll es aus den Punkten
5 -flache,elegante Bauweise -kostengünstige Fertigung -komplexes Anwendungsfeld und weitgehende Wartungsfreiheit beziehen. Wie aus der Bezeichnung schon hervorgeht»handelt es sich beim MF nicht um einen in sich geschlossenen einzelnen Gegenstand, sondern eben um ein System,ein Programm von Bausteinen u.Ele¬ menten,die jeweils komplett in einer Anzahl verschiedenster Baugrößenausführungen vorliegen. Sie sollen einen Hersteller z.B.von Leuchtreklame in die Lage versetzen möglichst alle in
ΛS Frage kommenden Leuchtflächen,vom Ausstecktransparent (Abb.5) bis zur Leuchtschrift (Abb. ) auf ihrer Grundlage zu realisieren. Einen festen Bestandteil der meisten MF-Leuchtkörper bilden zunächst die beiden Platten(lu.2 in Abb.2). Dabei handelt es sich um das dem Betrachter zugewandte transparente Oberteil
2.0 jedes Leuchtkörpers(LK) aus Acryl o.ä.(l^sowie um die stets formgleiche sich immer auf der Rückseite der LK befindende Hauptreflexplatte (2). Sie lenkt alles Licht durch die Platte (l) nach außen. Die Fertigungstechnologie setzt voraus,daß beide Platten von identischer Abmessung sind( z.B.mit Laser ausge-
\S schnitten). Verbunden sind diese mit der an der von beiden ge¬ bildeten Seitenfläche sich befindenden Fläche (3),die sie rest¬ los umschließt. Sie ist auf der Innenseite spiegelnd und be¬ steht aus einem Material,das sich der jeweilig vorliegenden Kontur gut anpassen läßt,aber dennoch nach der unlöslichen
30 Verbindung(Verklebung,-schweißung o.ä.)mit den beiden Platten (lu.2) solch eine Stabilität aufweist, ie dem LK weitgehende Kompaktheit und Widerstandsfähigkeit gegen Torsion verleiht. In der Präzision der Verarbeitung dieser Spiegelseitenfläche (3) liegt eine der Grundvoraussetzungen für die Funktion des MF.
S5 Es muß bei der angestrebten Automatisierung der Fertigung ge¬ währleistet werden,daß sich diese Flächen genügend parallel gegenüberstehen.
In der Form der Lichteingabe in die LK liegt eine weitere Be¬ dingung für die Funktion des MF. Sie geschieht prinzipiell durch eine od.mehrere dem Lichtbündelquerschnitt entsprechende Aussparungen-bei Leuchtbuchstaben vornehmlich auf der Rück-
5 seite. Gebündelt muß das Licht folgendermaßen sein: In der Di¬ mension senkrecht zur Reflexionsfläche der Platte (2) soll der Strahlengang parallel zur optischen Achse verlaufen (Abb.2). Eine Auffächerung in diese Richtung ist also unerwünscht. Hingegen soll in der Dimension parallel zur Reflexions-,u. ° Leuchtkörperfläche eine relativ große Streuung des Lichts vor¬ liegen (Abb.lu.5). Der Idealfall läge also vor, enn sich das Lichtbündel als ein scharf begrenzter Balken von der Dicke wie an der Lichtaustrittsöffnung an einer Fläche abbilden würde. Dies läßt sich freilich nur mit Hilfe einer optisch hochwer- 5 tigen Lichtquelle realisieren. (Abb.2) zeigt ein Lichteingabe¬ element(LE)-hier in der Ausführung wie sie an Buchstaben u.a. zum Einsatz kommen könnte. Es besteht aus einem Umlenkspie¬ gel (4) f der in etwa im 45 Winkel über der erwähnten Rückwandaus¬ sparung (5) sitzt und bei Erfordernis die Eigenschaft hat,für O einen geringen Teil des Lichts durchlässig zu sein,um einem Schattenwurf auf der Leuchtkörperoberfläche entgegenzuwirken. Das Grundprinzip des MF besteht nun darin,daß das aus einem od.mehreren LE in den LK gegebene Licht vielfach zwischen den Spiegelseitenflächen hin und her geworfen wird und dabei be- χ 5 dingt durch seine in die Flächenweite gehende Auffächerung zunehmend die gesamte auszuleuchtende Fläche durchstreicht, bevor es schließlich durch die mit der Wegstrecke und der An¬ zahl der Reflexionen stetig fortschreitende Ablenkung(bedingt durch die allg.Auffächerung des Lichts u.a.Ursachen)auf die
30 Hauptreflexionsplatte trifft (Abb.3) f um von ihr durch die trans¬ parente Deckplatte nach außen abgestrahlt zu werden. Diese Hauptreflexplatte besitzt ebenfalls eine spiegelnde Oberfläche, die eine Vielzahl kegelförmiger Erhebungen aufweist » deren Sei¬ tenflächen etwa in einem 45 Winkel zur Plattenebene stehen.
Auf sie trifft das im sehr flachen Winkel kommende Licht,um senkrecht zur Plattenebene reflektiert zu werden. Denkbar sind allerdings auch andere Lösungswege, das Licht aus dem Leucht¬ körper nach außen zu lenken. Z.B.auf die Platte aufgetragenes lichtstreuendes u.reflektierendes körniges Material. Bei Be¬ darf können definiert angebrachte Hilfsspiegel im LK die Lichtverteilung optimieren (7).
Bei der Lichtversorgung ist im Normalfall eine einzige starke Lichtquelle anzustreben. Dies kann ein Halogenleuchtstab sein, der in einen speziellen in eine Richtung bündelnden Reflek¬ tor eingebettet ist. Ein neben der Lampe sitzender automati¬ scher Wechsler mit Lampenvorratsmagazin macht eine Anlage auf Jahrzehnte praktisch wartungsfrei. In (Abb.4) ist die Lichtver¬ sorgung einer Leuchtschrift einmal näher dargestellt. Das Licht aus dem Hauptleiter (8) r durch die Umlenkspiegel (9) von der Lichtquelle (10) in ihn eingespeist,trifft hier auf die Haupt¬ leiterabzweige (11). Sie bestehen aus teilreflektierenden Ab¬ lenkspiegeln,die aus transparentem Material mit teildurch¬ lässiger Reflexionsbeschichtung sein können oder aus spiegeln- dem undurchlässigem Material»welches eine Vielzahl von Ausneh¬ mungen aufweist. Diese Hauptleiterabzweige stellen ein größeres Programm in sich dar,denn sie unterscheiden sich nicht nur durch die Dimensionierung ihrer dem Hauptleiter entsprechenden Größe,sondern auch nach dem genau definierten Prozentsatz » den sie an Licht in die LK geben. In Einzelfällen können sich auch an den Hauptleiter angebrachte Abzweige zur Lichtversorgung abgeschnittener Leuchtkonturenteile z.B.I-Punkte notwendig machen. Eine Besonderheit stellen nach beiden Seiten strahlende Leuchtkörper»wie Ausstecktransparente,Schilder usw. dar (Abb.5). Hier übernehmen beide Seiten sowohl die Funktion der transpa¬ renten Deckplatte,als auch der Hauptreflexplatte,was reali¬ siert wird,durch entweder Verspiegelung der lichtablenkenden Strukturen der transparenten Platten od. ganz einfach durch die Auswahl eines geeigneten Materials für sie, elches die Eigenschaft besitzt auftreffendes Licht in der Winkelspanne bis 45° gut zu reflektieren, jedoch für das darüber hinaus trans¬ parent zu sein(Schnitt nach B-c/Abb.5).
Unterschiedlichstes Beiwerk,wie auf das System abgestimmte Halterungen»Rahmen usf.kämen in der Praxis noch hinzu. Es ist sinnvoll,die Spiegelfläche der Seitenfläche (3) profiliert zu gestalten,um auch noch die komplizierteste Kontur eines LK mit wenigen LE auszuleuchten. Desweiteren sind an der Licht¬ quelle Vorkehrungen zu treffen,die einer Uberhitzung entgegen¬ wirken. Bei den Lichtleitern ist daran gedacht innen verspie- geltes Hohlprofi] zu verwenden. Schließlich ist noch ein spezielles Computerprogramm für die Fertigung von Leuchtkör- pern auf MF-Basis einzuplanen. Es soll die optimalen Anbring¬ ungspunkte der LE und Hilfsspiegel sowie ihre erforderliche Anzahl berechnen.
Der Maßstab ist ein Grad der Flächenausleuchtung,der für das menschliche Auge absolut homogen ist.
Next Patent: THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR A DISPLAY DEVICE