DE10037642A1

DE10037642A1 - Leuchtfläche

Info

Publication number: DE10037642A1
Application number: DE2000137642
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Hoebermann; Hans-Dieter Straeter
Original assignee: HOEBERMANN HANS GEORG
Current assignee: HOEBERMANN HANS GEORG
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine flächige Leuchtvorrichtung mit einer lichtleitenden Platte, die eine Vielzahl von Lichtauskoppelstellen aufweist, mit einer Lichtquelle, die parallel zum Rand der Platte angeordnet ist, und vorzugsweise mit einer von der Platte beanstandeten Streuplatte. Zur Verringerung der Bautiefe bei einer guten Ausbeute des seitlich eingekoppelten Lichtes ist vorgesehen, die Lichtauskoppelstellen (11) auf der, dem Betrachter abgewandten Oberfläche der Platte angeordnet sind, wobei sie als diffus reflektierende Streifen ausgebildet sind. Die Platte weist ein Verhältnis zwischen den Teilflächen und einer freien Restfläche auf, das mit steigendem Abstand zur Lichtquelle (2) größer werdend ausgebildet ist. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Lichtquelle als ein Lichtleitstab (7) ausgebildet ist, in dessen eine Stirnseite (8) Licht mittels Lichtleitfasern (6) eingeleitet wird, wobei der Lichtleitstab (7) über Stege (5) mit der Platte (3) verbunden ist, wobei die Stege als Restmaterial zwischen Öffnungen (13) der Platte (3) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine flächige Leuchtvorrichtung mit einer lichtleitenden Platte, die eine Vielzahl von Lichtauskoppelstellen aufweist, mit einer Lichtquelle, die parallel zum Rand der Platte angeordnet ist, und vorzugsweise mit einer von der Platte beabstandeten Streuplatte.

Derartige, flächige Leuchtvorrichtungen werden beispielsweise für beleuchtete Werbe- oder Informationstafeln und -flächen verwendet, aber auch für Lichttische oder -wände zum Betrachten von Filmen, wie entwickelten Röntgenfilmen. Ebenso kann sie für andere erleuchtete Flächen eingesetzt werden, wie z. B. Verkehrszeichen, Ampeln, Anzeigetafeln, beispielsweise auf öffentlichen Verkehrsmitteln, flächige Raumlampen, Signalleuchten an Fahrzeugen usw.

Die bekannten, flächigen Leuchtvorrichtungen weisen meist eine Streuplatte auf, die von der dem Betrachter abgewandten Seite aus erleuchtet wird. Dazu dienen auf dieser Seite angebrachte Lichtquellen, beispielsweise Leuchtröhren. Zum Unterbringen der Lichtquelle weisen solche Leuchtvorrichtungen eine relativ große Tiefe auf, die bei einigen Anwendungsfällen als nachteilig empfunden wird.

Zur Vermeidung dieses Nachteils werden bei anderen Beleuchtungsvorrichtungen die Lichtquellen seitlich der Streuplatte angeordnet und das Licht zunächst durch die Randfläche der Streuplatte in diese eingeleitet. Damit das Licht dann auf das Auge eines Betrachters fallen kann, muß es in Richtung des Betrachters abgelenkt und gestreut werden. Dazu dienen beispielsweise eine Vielzahl von Lichtauskoppelstellen in Form von Glaskugeln, die innerhalb einer Plexiglasplatte verteilt sind, und das Licht der seitlich angeordneten Lichtquelle, das über den Plattenrand eingeleitet wurde, in Richtung auf den Betrachter brechen und streuen. Wenn das Licht nicht mit einer Vorzugsrichtung austreten soll, sondern in alle Richtungen gestreut werden soll, wird auf der dem Betrachter zugewandten Seite vor der Platte eine Streuplatte angeordnet.

Nachteilig an diesen bekannten Beleuchtungsvorrichtungen ist, daß sich keine gleichmäßige Verteilung der Leuchtdichte über die Platte erzielen läßt und die Platten aufwendig zu fertigen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine flächige Leuchtvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mit geringerem Aufwand als herkömmliche Versionen und daher preisgünstiger hergestellt werden kann, eine Leuchtvorrichtung mit geringer Bautiefe darstellt und eine gute Ausbeute des seitlich eingekoppelten Lichts gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Leuchtvorrichtung dadurch gelöst, daß die Lichtauskoppelstellen auf der, dem Betrachter abgewandten Oberfläche der Platte angeordnet sind.

Anders als im Stand der Technik wird also das Licht nicht aufgrund räumlich verteilter Glaskugeln ausgekoppelt, sondern durch Auskoppelstellen, die auf der Oberfläche der Platte angeordnet sind. Dadurch lassen sich die Auskoppelstellen vorteilhaft willkürlich so anordnen, daß sich eine weitgehend gleichmäßige Ausleuchtung ergibt. Die Auskoppelstellen können eine beliebige Form aufweisen; beispielsweise können sie als verschieden dichte und/oder große Punkte geformt sein. Die Oberfläche ist leicht zugänglich, und die Auskoppelstellen müssen nicht bereits bei der Fertigung der Platte eingebracht werden. Die Vorrichtung besteht aus einer klar transparenten, lichtleitenden Platte mit mindestens einer Lichtquelle am Rand und ggf. einer gleichbeabstandeten Streuplatte.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Auskoppelstellen als Teilflächen der Oberfläche der lichtleitenden Platte ausgebildet sind. Diese Teilflächen können auf der, der dem Betrachter abgewandten Seite der lichtleitenden Platte reflektierend ausgebildet sein, so dass sie Licht, das von der oder den Lichtquellen kommt und beim Fortschreiten in der lichtleitenden Platte teilweise zu den Lichtauskoppelstellen hin gebrochen und/oder reflektiert wird, in Richtung des Betrachters leiten.

Werden diffus reflektierende, insbesondere weiße Teilflächen als Lichtauskoppelstellen angeordnet, wird das Licht diffus reflektiert, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Lichts erreicht werden kann.

Eine besonders gleichmäßige Lichtverteilung läßt sich erreichen, wenn die Platte ein Verhältnis zwischen den Teilflächen und einer freien Restfläche aufweist, das mit steigendem Abstand zur Lichtquelle größer werdend ausgebildet ist. Die gleichmäßigere Ausleuchtung der Streuplatte wird dadurch ermöglicht, daß das mit steigendem Abstand von der Lichtquelle schwächer werdende, eingestrahlte Licht mit steigendem Abstand zur Lichtquelle verstärkt, bzw. mit sinkendem Abstand abgeschwächt ausgekoppelt wird. Dies wird durch, je nach Abstand von der Lichtquelle unterschiedlich dicht angeordnete und/oder unterschiedlich große Teilflächen erreicht.

Überraschender Weise können die Auskoppelstellen so geformt sein, daß die Teilflächen als Streifen ausgebildet sind, die vorzugsweise parallel zueinander und zur Lichtquelle angeordnet sind. Eine flächige Leuchtvorrichtung nach dieser Anordnung ist mit geringem Aufwand herstellbar.

Die Auskoppelstellen lassen sich fertigungstechnisch besonders günstig verwirklichen, da die genannten Teilflächen einfach auf die lichtleitende Platte, beispielsweise aus Glas oder Plexiglas, gemalt, gedruckt, geätzt, geschliffen oder beispielsweise als Folie oder Klebestreifen aufgeklebt werden können. Dies kann dadurch umgesetzt werden, dass die Teilflächen als Streifen ausgebildet sind, die vorzugsweise parallel angeordnet sind, zu mindestens einem, mit einer Lichtquelle versehenen Rand, wobei die Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtröhre, gleichbeabstandet zum Rand angeordnet ist.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Teilflächen innerhalb einer flächigen Kontur der Platte angeordnet sind. Als Kontur wird dabei beispielsweise eine Fläche in Form eines Buchstabens verstanden. D. h. die Teilflächen werden als Licht, bevorzugt auf bestimmte Flächen in Richtung des Betrachters reflektierende Bereiche angeordnet. So können bestimmte Bereiche auf der Streuplatte, beispielsweise Schriftzüge, einzelne Buchstaben, Worte auf der Leuchtfläche, Symbole oder abgebildete Gegenstände, bevorzugt erleuchtet werden und eine bessere Darstellung der optischen Information ergeben. Ebenso können unterschiedlich reflektierende Teilflächen, beispielsweise als Teilflächen mit unterschiedlicher Farbe, eingesetzt werden, um die Ausleuchtungseffekte zu variieren.

Die Maßnahme, daß die Teilflächen mit größerem Abstand von der Lichtquelle größer werdend ausgebildet sind, dient auch hier der gleichmäßigeren Lichtverteilung.

Alternativ oder in Kombination damit kann, um demselben Zweck zu dienen, die Teilfläche je nach Position auf der lichtleitenden Platte unterschiedlich dicht angeordnet sein.

Wird die Lichtquelle als mindestens ein Lichtleitstab ausgebildet, in dessen Stirnseiten Licht mittels Lichtleitfasern eingeleitet wird, so kann die originäre Lichtquelle entfernt von der Platte angeordnet werden und die Einbautiefe mit Vorteil weiter verringert werden. Es wird eine Einbautiefe von 20 mm erreicht.

Ist der Lichtleitstab über Stege mit der Platte verbunden, so treten an den Rändern der Stege und am Plattenrand Brechungen des Lichtstrahls auf, die eine bevorzugte Einstrahlung und überraschend gleichmäßige Verteilung des Lichts in die lichtleitende Platte gewährleisten.

Diese Stege können in kostengünstiger Weise als Restmaterial zwischen Öffnungen der Platte ausgebildet sein. Lichtquelle und Platte werden so aus einer einzigen Platte als integriertes Teil gefertigt. Die Öffnungen können besonders vorteilhaft durch Laser in Form von Schlitzen in die Platte eingeformt werden. Beim Laserschneiden ergeben sich überraschend gute Seitenflächen, an denen Totalreflexion auftritt. Der Abstand der Schlitze, die in einer Ebene aneinandergereiht angeordnet sind, wird dabei so variiert, daß sich eine gleichmäßige Lichtverteilung in der Platte ergibt. Die dazwischen sich ergebenden Stege sind vorzugsweise breiter als hoch.

Die Einleitung des Lichts mittels Lichtwellenleitern kann auch nur einseitig erfolgen, wenn der Lichtleitstab auf der gegenüberliegenden Seite eine spiegelnde Fläche aufweist.

Die flächige Leuchtvorrichtung kann in Übereinstimmung mit den beschriebenen Ausführungsmerkmalen auch verschiedene Formen der erleuchteten Oberfläche, beispielsweise Kreisscheibe, Rechteck, Dreieck usw. aufweisen. Die Platte selbst kann auch in gewissem Umfang gewölbt sein.

Werden Klebestreifen als Auskoppelstellen verwendet so können diese immer wieder ersetzt und neu angeordnet werden, und so bei jedem Wechsel einer auf der flächigen Leuchtvorrichtung angebrachten Werbe- oder Informationsfolie an eine jeweils bevorzugte Ausleuchtung angepasst werden.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, wobei weitere, vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 2 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der flächigen Leuchtvorrichtung gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung ist eine symmetrische Anordnung von zwei Leuchtröhren 2 an zwei gegenüberliegenden Rändern einer Acrylglasplatte 3, die als lichtleitende Platte dient. Gleichbeabstandet zu dieser Platte ist eine Kunststoffplatte auf der dem Betrachter zugewandten Seite als Streuplatte 1 von gleichgroßer Fläche angeordnet. Auf der, dem Betrachter abgewandten Seite der lichtleitenden Platte sind Folienstreifen 4 parallel zu den Leuchtröhren 2 aufgeklebt, die auf ihrer, der lichtleitenden Platte anhaftenden Seite reflektierend ausgebildet sind. Die Bauteile werden mit einem nicht dargestellten Rahmen zusammengehalten, und die Leuchtröhren 2 sind selbstverständlich an eine Stromquelle angeschlossen.

Die reflektierenden Streifen 4, beispielsweise diffus reflektierende, weiße Streifen, sind mit steigendem Abstand von den Leuchtröhren breiter werdend ausgebildet und/oder dichter angeordnet, so dass an der, mit den Streifen 4 versehenen, Seite der lichtleitenden Platte 3 ein Verhältnis zwischen den Teilflächen und freier Restfläche besteht, das mit steigendem Abstand zur Lichtquelle 2 größer werdend ausgebildet ist.

In Fig. 2 besteht die Lichtquelle im Sinne der Erfindung aus einem lichtleitenden Stab 7, in den Licht aus einer originären, nicht gezeichneten Lichtquelle über mindestens eine Stirnseite 8 mittels lichtleitender Fasern 6 eingekoppelt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine spiegelnde Fläche 9 vorgesehen, die das Restlicht zurückwirft. Das eingeleitete Licht und das reflektierte Licht wird dann über Stege 5 seitlich in die lichtleitende Platte 3 gelenkt. Die Lichtverteilung ist überraschend gleichmäßig. Die Lichtverteilung läßt sich vorteilhaft über die Anzahl der Stege, ihre Breite und/oder Dichte und/oder deren Abstand beeinflussen. Dabei tritt Licht aus den Stirnenden lichtleitender Fasern 6 über Stege 5 in die Platte 3 so ein, daß sie schließlich die diffus reflektierenden Streifen 4 erreichen, wo sie in Richtung des Betrachters gelenkt werden. Die Streifen 4 haben in Fig. 2 alle dieselbe Breite. Dafür ändert sich aber der Abstand der Streifen zueinander so, daß er mit größer werdender Entfernung vom Stab 7 immer kleiner wird.

Die Streifen können im Bereich einer Kontur 10, die hier als "A" dargestellt ist, dichter ausgeführt sein, so daß die Kontur stärker leuchtet.

Die Platte 3 kann auch um eine, zu den Streifen 4 parallele Achse gewölbt sein.

Auf diese Weise ist eine besonders flache Leuchtvorrichtung geschaffen, die mit geringem Aufwand eine besonders effektvolle Lichtverteilung erhalten kann.

Bezugszeichenliste

1

Streuplatte

2

Leuchtröhre

3

lichtleitende Glasplatte

4

diffus reflektierende Klebestreifen

5

Stege

6

lichtleitende Fasern

7

lichtleitender Stab

8

Stirnseite

9

spiegelnde Fläche

10

Kontur

11

Lichtauskoppelstellen

12

Oberfläche

13

Öffnungen

Claims

1. Flächige Leuchtvorrichtung mit einer lichtleitenden Platte, die eine Vielzahl von Lichtauskoppelstellen aufweist, mit einer Lichtquelle, die parallel zum Rand der Platte angeordnet ist, und vorzugsweise mit einer von der Platte beanstandeten Streuplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtauskoppelstellen (11) auf der, dem Betrachter abgewandten Oberfläche der Platte angeordnet sind, wobei sie als Teilflächen (4) der Platte (3) ausgebildet sind.

2. Flächige Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen reflektierend, insbesondere diffus reflektierend ausgebildet sind.

3. Flächige Leuchtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen (4) weiß ausgebildet sind.

4. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Platte (3) ein Verhältnis zwischen den Teilflächen und einer freien Restfläche aufweist, das mit steigendem Abstand zur Lichtquelle (2) größer werdend ausgebildet ist.

5. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilflächen (4) als Streifen ausgebildet sind, die vorzugsweise parallel zueinander und zur Lichtquelle (2) angeordnet sind.

6. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilflächen (4) aufgedruckt sind und/oder aufgeklebt sind und/oder aufgeätzt sind und/oder eingeschliffen sind und/oder aufgemalt sind.

7. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilflächen (4) innerhalb einer flächigen Kontur (10) der Platte (3) angeordnet sind.

8. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Teilflächen (4) je nach Position auf der lichtleitenden Platte (3) unterschiedlich dicht angeordnet sind.

9. Flächige Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lichtquelle als mindestens ein Lichtleitstab (7) ausgebildet ist, in dessen mindestens eine Stirnseite (8) Licht mittels Lichtleitfasern (6) eingeleitet wird.

10. Flächige Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab (7) über Stege (5) mit der Platte (3) verbunden ist, wobei die Stege vorzugsweise als Restmaterial zwischen Öffnungen (13) der Platte (3) ausgebildet sind.

11. Flächige Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lichtleitstab (7) auf einer Seite eine reflektierende Fläche (9) aufweist.