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Die
Erfindung betrifft ein längliches
Leuchten-Element mit einer Mehrzahl von entlang einer Längsrichtung
angeordneten etwa punktförmigen Lichtquellen
und mit Reflektormitteln, welche zumindest einen Teil der von den
Lichtquellen ausgehenden Lichtstrahlen in eine gewünschte Richtung
umlenken.
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Die
Lichtquellen können
sich entlang einer in der Längsrichtung
verlaufenden Linie oder kontinuierlich abwechselnd mit Abstand um
diese Linie oder statistisch verteilt mit Abstand um diese Linie
erstrecken.
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Ein
derartiges längliches
Leuchten-Element ist bekannt und als „Philips Affinium LED posterbox module” auf dem
Markt. Bei dem bekannten Leuchten-Element sind die Lichtquellen
von LEDs gebildet. Die Reflektormittel sind rotationssymmetrische
Parabolspiegel, die die einzelnen LEDs umgeben. Die LEDs mit ihren
rotationssymmetrischen Reflektorspiegeln sind in Abständen entlang
einer Linie innerhalb eines Basiskörpers angeordnet, der U-Profil
hat.
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Leuchten-Elemente
mit der vor stehend beschriebenen Art finden u. a. Anwendung in
Lichtkästen
für Reklamebilder.
Diese Lichtkästen
haben eine transparente oder teiltransparente Frontseite, auf der sich
das von hinten zu durchleuchtende Bild befindet sowie eine reflektierende
Rückseite.
Die Leuchten-Elemente sind innerhalb des Lichtkastens an den Randbereichen
angebracht und strahlen so in den Zwischenraum zwischen Front- und
Rückseite.
Bei Verwendung der bekannten Leuchten-Elemente in einem Lichtkasten
verläuft
die Montageebene der LEDs senkrecht zur Abstrahlebene des Lichtkastens.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Alternative zu dem bekannten
länglichen
Leuchten-Element zu entwickeln, die sich durch einen vereinfachten
Aufbau und dadurch auszeichnet, dass das abgestrahlte Licht über die
Länge des
Leuchten-Elementes eine weitgehend homogene Helligkeitsstruktur
aufweist, also geringe Hell-Dunkel-Unterschiede hat.
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Die
Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des
Anspruchs 1 dadurch gelöst,
dass die Reflektormittel eine sich in Richtung der Linie erstreckende durchgehend
profilierte Reflektorfläche
bildet.
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Statt – wie beim
Stand der Technik – für jede Lichtquelle
einen eigenen rotationssymmetrischen Reflektorspiegel vorzusehen,
stellt die erfindungsgemäße Lösung in
sofern eine Vereinfachung dar, als nur noch für alle Lichtquellen eine einzige
durchgehend profilierte Reflektorfläche vorgesehen ist.
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Vorzugsweise
ist die Reflektorfläche – von den
Lichtquellen ausgesehen – konkav
gekrümmt. Eine
besonders zweckmäßige Ausgestaltung
kann darin bestehen, dass die Reflektormittel eine Parabolrinne
bilden, deren konkave Seite die Reflektorfläche ist, wobei die Brennlinie
der Parabolrinne mit der Linie zusammenfällt, entlang der die Lichtquellen
angeordnet sind.
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Unter
einer „Parabolrinne” soll ein
Profilkörper
verstanden werden, der eine reflektierende Fläche aufweist, die im Schnitt
Parabelform hat. Dementsprechend soll unter einer „Brennlinie” die Vielzahl der
Brennpunkte verstanden werden, die die Parabeln entlang der Profilrichtung
bildet.
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Eine
andere zweckmäßige Ausgestaltung kann
darin bestehen, dass die Reflektormittel aus Folienmaterial bestehen
(der die Parabolrinne bildende Profilkörper muss also kein kompakter
Körper
sein, sondern kann aus einer entsprechend geformten Folie bestehen)
und einen ersten die Reflektorfläche aufweisenden
Abschnitt sowie einen gegenüber
dem ersten Abschnitt abgeknickten zweiten Abschnitt aufweisen, auf
dem die Lichtquellen angeordnet sind. Als Folienmaterial eignet
sich insbesondere Metallblech mit einer reflektierenden oder streuenden Oberfläche oder
eine formsteife, mit einer reflektierenden oder streuenden Schicht
belegte Plastikfolie. Als Lichtquellen eignen sich insbesondere
LEDs. Die so ausgebildeten Reflektormittel, die allein mit den Lichtquellen
das Leuchten-Element bilden können, haben
demnach eine Mehrfachfunktion. Sie sind Träger der Lichtquellen, und sie
reflektieren die von den Lichtquellen abgegebenen Lichtstrahlen
in die gewünschte
Richtung. Schließlich
bilden sie noch für die
Lichtquellen, die zwangsläufig
immer Wärme
erzeugen, die notwendigen Kühlkörper.
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Eine
andere zweckmäßige Weiterbildung kann
darin bestehen, dass sich über
dem zwischen den Außenkanten
der beiden Abschnitte der Reflektormittel liegenden Lichtaustrittsbereich
optische Lichtlenkmittel erstrecken. Solche Lichtlenkmittel können eine
profilierte Prismenstruktur haben und/oder aus das Licht streuendem
transparenten oder teiltransparentem Material bestehen, die gewährleistet,
dass das aus dem Lichtaustrittsbereich austretende Licht in gewünschter
Weise umgelenkt oder gestreut wird.
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Als
Träger
für die
Reflektormittel kommt ein länglicher
Basiskörper
in Frage, der beispielsweise ein U-Profilkörper ist. Dabei kann der die
Lichtquellen tragende Abschnitt der Reflektormittel mit seiner Außenseite
an der Innenseite des einen U-Schenkels des U-Profilkörpers anliegen.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Lichtkasten, mit mindestens einer
transparenten oder teiltransparenten Lichtabstrahlwand, und mit
mindestens einem länglichen
Leuchten-Element, welches an mindestens einem der Seitenbereiche
angebracht ist. Ein derartiger Lichtkasten ist – wie eingangs beschrieben – bekannt.
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Es
wird nunmehr vorgeschlagen, den bekannten Lichtkasten mit den vorstehend
beschriebenen länglichen
Leuchten-Elementen
auszurüsten, wobei
die Leuchten-Elemente so auszurichten sind, dass die von den Lichtquellen
abgegebenen und von den Reflektormitteln umgelenkten Lichtstrahlen
direkt oder indirekt auf die mindestens eine Lichtabstrahlwand treffen.
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Die
mindestens eine Lichtabstrahlwand kann dabei von einer Diffusorscheibe
gebildet sein.
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Wenn
nur eine Lichtabstrahlwand vorgesehen und die dieser gegenüberliegende
Rückwand
reflektierend ist, so ist es durch geeignete Wahl der optischen
Lichtlenkmittel möglich,
die durch den Lichtaustrittsbereich den durchtretenden Lichtstrahlen
auf die reflektierende Rückwand
des Lichtkastens zu lenken, so dass die Lichtstrahlen von der Rückwand letztendlich
auf die transparente oder teiltransparente reflektiert werden. Durch
die Mehrfachreflexionen und durch Streuung ist die Lichtstärke über die
gesamten Abmessungen des Lichtkastens weitgehend homogen.
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Es
liegt auf der Hand, dass sich das erfindungsgemäße Leuchten-Element und dementsprechend
auch ein mit dem Leuchten-Element ausgerüsteter Lichtkasten billiger
herstellen lässt
als dies nach dem Stand der Technik möglich ist.
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Hinzu
weisen ist auch noch auf den konstruktiven Unterschied gegenüber dem
Stand der Technik, der darin besteht, dass die Montagebene für die Lichtquellen
parallel zu der Abstrahlfläche
des Lichtkastens verläuft
(beim Stand der Technik dagegen senkrecht).
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung soll nachfolgen an Hand der einzigen Figur beschrieben werden.
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Die
einzige Figur zeigt ein längliches
Leuchten-Element 1, dass in einem Lichtkasten 7 angeordnet
ist.
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Das
Leuchten-Element 1 enthält
eine Vielzahl von Lichtquellen 5, die auf einer senkrecht
zur Zeichnungsachse verlaufenden Linie angeordnet sind. Dementsprechend
ist nur eine Lichtquelle 5 sichtbar. Die Lichtquellen 5 wirken
mit Reflektormitteln 3 zusammen. Die Reflektormittel 3 haben
die Aufgabe, die von der Lichtquelle 5 abgestrahlten Lichtstrahlen 6 in
eine gewünschte
Richtung – hier nach
oben – umzulenken.
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Als
Lichtquellen sind hier LEDs 5a verwendet. Jede LED sitzt
auf einem Basisplättchen 5b,
welches zur Ableitung der von der LED 5a erzeugten Wärme dient.
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Die
Reflektormittel 3 sind aus Metallblech hergestellt und
weisen zwei gegeneinander abgewinkelte Abschnitte auf, und zwar
den ersten Abschnitt 3a und den zweiten Abschnitt 3b.
Sie können
einstückig
sein, aber sie können
auch als separate Teile hergestellt und dann miteinander verbunden
werden. Die Basisplättchen 5b der
LEDs 5a sitzen auf dem zweiten Abschnitt 3b. Die
Reflektormittel 3 wirken dementsprechend nicht nur als
Träger
für die
LEDs 5a und ihre Basisplättchen 5b, sondern
sie wirken außerdem
als Kühlkörper. Die
von den LEDs 5a erzeugte Wärme wird – wie erwähnt – zunächst an die Basisplättchen 5b abgegeben;
letztere leiten die Wärme
dann an das Metallblech weiter, aus dem die Reflektormittel 3 bestehen.
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Der
erste Abschnitt 3a der Reflektormittel bildet an seiner
Innenseite eine Reflektorfläche 3c.
Die Reflektorfläche 3c hat
im Schnitt die Form einer Parabel, deren Symmetrieachse 3f entlang
der Innenseite des zweiten Abschnittes 3b verläuft. Dadurch bildet
der erste Abschnitt 3a zusammen mit der Reflektorfläche 3c eine
Profilrinne, insbesondere eine Parabolrinne (auch andere Querschnitte
sind denkbar), deren Brennlinie mit der Linie zusammenfällt, entlang
der die Lichtquellen 5 angeordnet sind. Unter „Brennlinie” soll die
Gesamtheit aller Brennpunkte verstanden werden, die sich durch die
Längserstreckung
der Parabolrinne ergibt. Die Reflektorfläche 3c ist vorzugsweise
verspiegelt. Durch die Parabelform wird gewährleistet, dass die von den
LEDs 5a abgegebenen Lichtstrahlen 6 so umgelenkt
werden, dass sie alle parallel durch die sich zwischen den Kantenbereichen
der beiden Abschnitte 3a, 3b erstreckende Lichtaustrittsfläche nach
oben hindurchtreten.
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Die
Reflektormittel und die Vielzahl der hintereinander angeordneten
Lichtquellen bilden zusammen die Grundform des länglichen Leuchen-Elementes 1.
Dabei ist noch darauf hinzuweisen, dass die Reflektorfläche 3c nicht
zwingend parabelförmig sein
muss. Es genügt
für die
Lichtumlenkung auch, wenn der erste Abschnitt der Reflektormittel 3a eine gerade
ausgerichtet ist, oder wenn er – von
den Lichtquellen 5 aus gesehen – konkav gekrümmt ist.
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Um
im vorliegenden Fall die durch die Lichtaustrittsfläche 3f hindurch
tretenden Lichtstrahlen 6 in eine bestimmte gewünschte Richtung
zu lenken, sind auf die Reflektormittel 3 noch optische Lichtlenkmittel 4 aufgesetzt.
Diese haben im vorliegenden Fall im Querschnitt die Form eines umgekehrten
U. An dem unteren Ende der beiden Schenkel sind Vorsprünge 4a und 4b vorgesehen,
die in Klemmrinnen 3b und 3e sitzen, zu welchen
die Randbereiche der beiden Abschnitte 3a, 3b der
Reflektormittel 3 umgeformt sind. Der Querschenkel der
U-förmigen Lichtlenkmittel 4 weist
eine Sägezahn-
bzw. Prismenstruktur 4c auf. Die Lichtlenkmittel 4 bestehen
aus transparentem Material wie beispielsweise lichtdurchlässigem Kunststoff
oder Glas. Die von der Reflektorfläche 3c um gelenkten
Lichtstrahlen 6 treten in den Basisschenkel der Lichtlenkmittel 4 ein
und werden durch die Sägezahn-
bzw. Prismenstruktur nach links ausgelenkt.
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Als
Träger
für das
längliche
Lichtleitelement dient ein Basisteil 2, das von einer U-förmigen Metallschiene
gebildet ist. Dabei liegt der zweite Abschnitt 3b der Reflektormittel 3 an
der Innenseite des rechten Schenkels des Basisteiles 2 an.
Der erste Abschnitt 3a der Reflektormittel 3 liegt
an der oberen Kante des linken U-Schenkels
des Basisteiles 2 an. Die beiden Abschnitte 3a und 3b der
Reflektormittel 3 stehen unter einer Vorspannung, die die
beiden Abschnitte 3a, 3b auseinanderzudrücken sucht.
Als Folge dieser Vorspannung und der dadurch entstehenden Klemmwirkung
sitzen die Reflektormittel 3 fest in dem U-förmigen Basisteil 2.
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Der
eingangs erwähnte
Lichtkasten 7 besteht aus einer Grundplatte 7a,
einer Deckplatte 7b, einer Rückplatte 7c, einer
Lichtabstrahlwand 7f und zwei Seitenplatten, von denen
nur die rechte Seitenplatte 7d erkennbar ist. Die Rückplatte 7c ist
reflektierend, vorzugsweise mit einer nicht-glatten Struktur, um
neben der Reflexion einer Streuung zu bewirken. Die Lichtabstrahlwand 7f ist
transparent mit eingelagerten Diffusorteilchen um zu bewirken, dass
auch das hindurch tretende Licht gestreut wird. Die länglichen
Leuchten-Elemente 1 sind im vorliegenden Fall auf der Bodenplatte 7a befestigt.
Je nach Größe und Form
des Lichtkastens ist es aber auch möglich, Leuchten-Elemente 1 auch
an der Deckplatte 7b oder an den Seitenplatten zu befestigen.
Um zu verhindern, dass die Leuchten-Elemente 1 von außen direkt
erkennbar sind, sind hinter der Lichtabstrahlwand 7f noch
Blendenplatten 7d, 7e vorgesehen. Diese sind aber
gegebenenfalls entbehrlich.
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An
dieser Stelle sei bemerkt, dass ein das Basisteil 2 für die Leuchten-Elemente 1 gegebenenfalls
entbehrlich ist. Es ist auch möglich,
die Reflektormittel 3 mit den Lichtquellen 5 direkt – also unter Weglassung
des Basisteiles 2 – an
der vorgesehenen Stelle des Lichtkastens 1, beispielsweise
auf der Bodenplatte 7a zu befestigen.
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Der
Lichtkasten 1 hat beispielsweise Abmessungen von 100 × 100 cm.
Durch den Schnitt 1g durch den Lichtkasten 1 soll
demonstriert werden, dass er tatsächlich sehr viel höher als
das Leuchten-Element 1 ist. Das Leuchtenelement 1 hat
dagegen inklusive der Lichtlenkmittel 4 eine Höhe von ca. 6
cm und eine Breite von ca. 3 cm.
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Der
Lichtkasten 1 dient zur Erhellung von transparenten Bildern,
die beispielsweise für
Reklame oder Demonstrationszwecke dienen. Sie werden auf die Frontseite
der Lichtabstrahlwand 7f aufgebracht und von hinten durch
leuchtet. Dabei ist es erforderlich, dass die Helligkeitsschwankungen über der
Gesamtheit der zu beleuchtenden Fläche möglichst gering sind oder – anders
ausgedrückt – dass die
Helligkeit möglichst
homogen ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die von den Reflektormitteln 3 umgelenkten
Lichtstrahlen 6 durch die optischen Lichtlenkmittel 4 nach
links ausgelenkt und gegen diffus reflektierende Rückwand 7c des
Lichtkastens 7 gerichtet werden. Die von den Reflektormitteln 3 reflektierten
Lichtstrahlen werden – wie
bereits beschrieben – alle
nach links oben ausgelenkt und treffen auf die reflektierende Rückwand 7c an
einer Stelle oberhalb der Schnittlinie 1g. Um den Verlauf
eines Lichtstrahls bis zum Austritt zu demonstrieren, wurde der
Lichtstrahl 6h ausgewählt.
Dieser wird zwar nicht von den Reflektormitteln 3 reflektiert;
es gelangt jedoch der Teil 6g von ihm zum Austritt aus
der teiltransparenten Lichtabstrahlwand 7f, nachdem er
die Stationen 6b bis 6f durchlaufen hat.
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Abschließend sei
bemerkt, dass der Lichtkasten 7 nicht zwingend nur eine
Lichtabstrahlwand 7f haben kann, sondern dass beispielsweise
auch die der Lichtabstrahlwand 7f gegenüberliegende wand (oben als „Rückwand 7c” bezeichnet)
als transparente oder teiltransparente Lichtabstrahlwand ausgebildet
sein kann. Es ist sogar denkbar, dass alle vier Seiten des Lichtkastens 7 als
Lichtabstrahlwände ausgebildet
sind.