DE4021523A1 - Beleuchtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Beleuchtungsanordnungen dienen nicht nur zur gleich­ mäßig hellen Ausleuchtung einer Fläche, sondern auch zur Er­ zeugung von Lichteffekten, z. B. durch Zerlegung des Lichts in seine Spektralfarben, oder zur farbigen Beleuchtung auf der Projektionsfläche. Üblicherweise werden dazu optische Filter oder gefärbte transparente Materialien in den Strahlengang des Lichts gehalten.

Transparente gefärbte Materialien im Strahlengang des Lichts haben den Nachteil, daß sie vergleichsweise viel Lichtinten­ sität absorbieren, so daß die verbleibende Lichtintensität zur Beleuchtung der Projektionsfläche unerwünscht klein bleibt, und daß der Aufwand an Kosten und Material steigt, wenn ver­ schiedene Beleuchtungsvarianten verlangt werden.

Optische Filter wie Beugungs- oder Dispersionsgitter sind aufgrund ihrer Herstellung teuer, da die Gitterabstände klein gegen die Wellenlänge des Lichts sein müssen; sie bieten ebenfalls nur geringe Variationsmöglichkeiten bezüg­ lich der Beleuchtung. Prismen, auch flüssigkeitsgefüllte Hohlprismen erfordern einen hohen Materialaufwand bezogen auf die erzeugte Wirkung und führen oft zu einer plump wir­ kenden Anordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungs­ anordnung anzugeben, die mit einfachen Mitteln die Erzeu­ gung von Lichteffekten mit Variationsmöglichkeiten verwirk­ lichen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Beleuchtungsanordnung der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß die erzielbaren Lichteffekte sehr vielgestaltig sind, daß der Material- und Kostenaufwand vergleichsweise günstig ist und daß sich gleichzeitig eine interessant wirkende Anordnung ergibt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren zeigen schematisch eine Vorder- und Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanord­ nung.

Die in Fig. 1 dargestellte Seitenansicht des Ausführungs­ beispiels zeigt die Lichtquelle 1, deren Lichtstrahl mit Hilfe eines Reflektors gebündelt wird. Vorzugsweise dient als Lichtquelle eine Niedervolt-Halogenlampe, deren Reflek­ tor eine ausreichende Lichtbündelung bietet und die einfach dimmbar ist. Genausogut können aber auch andere Lichtquellen wie z. B. übliche Kaltlichtspiegellampen verwendet werden.

Im gebündelten Strahlengang 2 der Lichtquelle 1 ist eine mit Vertiefungen oder Löchern strukturierte Fläche 3 auf einem Trägermaterial angeordnet, die im Ausführungsbei­ spiel plattenförmig ist. Die Vertiefungen oder Löcher haben eine Breite von 200 bis 900 nm sowie eine Länge von 200 bis 4000 nm. Der Mittenabstand zwischen zwei Vertiefun­ gen oder Löchern beträgt zwischen 700 bis 3000 nm in Querrichtung sowie 700 bis 5000 nm in Längsrichtung. Die Struktur kann gleichmäßig, periodisch wiederkehrend oder ungleichmäßig sein. Die lateralen Abmessungen bezüglich Breite und Länge der Verteifungen oder Löcher liegen damit in einen Bereich, der nicht klein gegen die sichtbaren Wellenlängen des Lichtstrahls von etwa 400 bis 800 nm ist. Diese Strukturen haben auch Compact-Discs und Videoplatten.

Gemäß Fig. 1 ist die strukturierte Fläche mit Vertiefungen und einer reflektierenden, z. B. metallisierten Schicht 4 versehen, so daß das reflektierte Lichtbündel auf die Pro­ jektionsfläche 5 fällt. Als Trägermaterial für die struk­ turierte Fläche 3 kommt vorzugsweise Polycarbonat in Frage. Um Beschädigungen der Struktur zu verhindern, kann noch eine transparente Schutzschicht auf der reflektierenden Schicht 4 aufgebracht werden. Lampe 1 und strukturierte Fläche 3 mit Träger sind gegeneinander dreh- und verstell­ bar, z. B. durch Halterungen mit Kugelgelenken 6, 7 oder/und Längs-, Quer- oder Hochverstelleinrichtungen.

Die Anordnung bewirkt, daß auf der nicht notwendig ebenen Projektionsfläche 5 ein Teil des auf die strukturierte Fläche 3 fallenden Lichts in seine Spektralfarben zerlegt und ein anderer Teil im natürlichen Licht der Lichtquelle 1 erscheint. Dies ist überraschend, weil bei Beugungs- oder Dispersionsgittern die Gitterabstände klein gegen die Wel­ lenlänge des Lichts sein müssen, um diese optischen Er­ scheinungen zu erreichen.

Durch Verstellen der Elemente der Anordnung können die Flächenverhältnisse des spektral zerlegten und des natür­ lichen Lichts verändert werden. Ebenso kann durch teilweises Abdecken der strukturierten Fläche 3 die Lampe gedimmt werden.

Es gehört in den Rahmen der Erfindung, daß zwischen Licht­ quelle 1 und strukturierter Fläche 3 eine Linse 8 angeord­ net ist, auf die nur ein Teil des Lichtbündels fällt. Bei einer Ausbildung der Linse 8 als Sammellinse läßt sich er­ reichen, daß auf der Projektionsfläche 5 ein - scharfes oder auch unscharfes - Bild der Reflektoroberfläche der Lichtquelle 1 erscheint. Dies entspricht insbesondere bei Halogenlampen-Reflektoren einer Vielzahl einzelner mehr oder weniger deutlich voneinander getrennten Einzelflächen, die weitgehend nicht in ihre Spektralfarben zerlegt sind. Auch die Linse 8 ist verstellbar z. B. über Kugelgelenke 9 am Träger 10 der gesamten Anordnung angebracht. Zwischen strukturierter Fläche 3 und Projektionsfläche 5 kann eine weitere Linse 11 ebenfalls verstellbar angeordnet sein. Ebenso kann nur ein Teil der Fläche 3 strukturiert sein, während der andere Teil planar ausgebildet ist, oder plana­ re und strukturierte Flächen sind voneinander getrennt ver­ stellbar. Auch eine nicht strukturierte gewölbte Fläche kann zusätzlich zur strukturierten Fläche vorgesehen sein.

Die strukturierte Fläche 3 kann beispielsweise durch Be­ schichtung des Trägers mit Fotolack, anschließender Belich­ tung mit einer Maske und nachfolgendem Entwickeln oder Ätzen industriell gefertigt werden.Gleichfalls geeignet sind Compact-Discs und Videoplatten.

Fig. 2 zeigt schematisch die Vorderansicht einer erfindungs­ gemäßen Beleuchtungsanordnung gemäß Fig. 1, wobei Linse 11 mit Halterung nicht dargestellt ist. Die strukturierte Fläche 3 ist in Fig. 2 durch zwei scheibenförmige Flächen ausgebildet.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich auf einfache Weise Beleuchtungseffekte erzielen, die Flächenmuster und spektrale Zerlegungen des Lichtstrahls umfassen, wobei deren Flächenverhältnis zueinander in weiten Grenzen variabel ist. Die Anordnung kann im Wohnbereich vorzugsweise als Tischlampe oder als Standlampe zur Beleuchtung hell gestri­ chener Wände eingesetzt werden.

Claims (10)

1. Beleuchtungsanordnung mit einer Lichtquelle (1), deren Lichtstrahl (2) gebündelt auf eine Projektionsfläche (5) geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Lichtquelle (1) eine mit Vertiefun­ gen oder Löchern strukturierte Fläche (3) auf einem Trä­ ger zur Zerlegung zumindest eines Teils des Lichtstrahls (2) in seine Spektralfarben angeordnet ist und die Vertiefungen oder Löcher in ihren lateralen Abmessungen nicht klein ge­ gen die sichtbaren Wellenlängen des Lichts sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlengang (2) von einer Halo­ genlampe mit Reflektor erzeugt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vertiefungen oder Löcher der strukturierten Fläche (3) eine Breite von 200 bis 900 nm sowie eine Länge von 200 bis 4000 nm haben und ihr Mittenabstand in Querrichtung 700 bis 3000 nm sowie in Längsrichtung 700 bis 5000 nm beträgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vertiefungen oder Löcher kreis- oder spiralförmig angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen oder Löcher gleichmäßig strukturiert sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die strukturierte Fläche (3) mit einer reflektierenden Schicht (4) versehen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die strukturierte Fläche (3) mit einer transparenten Schutzschicht versehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (1) und der strukturierten Fläche (3) eine Linse (8) in zu­ mindest einem Teil des Strahlengangs angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Linse (8) als Sammellinse ausge­ bildet ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1, 3, 8) der Beleuchtungsanordnung gegeneinander dreh- und/oder verstell­ bar angeordnet sind.