DK152317B - Lysplade - Google Patents

Description

i

DK 152317 B

Den foreliggende opfindelse angår en lysgiver til anvendelse som lysskilt, lysbord eller lignende plant, oplyst emne og omfattende et langstrakt, gennemsigtigt og gennemskinneligt, kileformet prisme med to i det væsentlige trekantformede, parallelle sideflader, en i det væsent-5 lige rektangulær, glat forside, en i det væsentlige rektangulær, glat bagside, en i det væsentlige rektangulær, plan endeflade, ved hvilken flade' i det mindste én lyskilde er monteret, samt en i afstand fra legemet anbragt lysreflekterende flade.

Skilte med indvendig belysning har længe været kendt. Sådanne 10 skilte eller plader er typisk opbygget med en transparent, diffuserende forplade, der kan være malet eller på anden måde tildannet med det ønskede billede, samt en lyskilde anbragt bagved frontpladen. Der ønskes normalt en ensartet og kraftig belysning over hele pladen, således at hele pladens overflade kan udnyttes til billedet, og for at der kan til -15 vejebringes et tiltalende billede. Tilvejebringelsen af et sådant belyst skilt med ensartet belysning og med en acceptabel energiøkonomi har hidtil kun været mulig med forholdsvis voluminøse konstruktioner, hvor der var en forholdsvis lang afstand fra lyskilden til pladens overflade. I-det en væsentlig tykkelse eller dybde af skilte til mange anvendelser er 20 uønsket, har den praktiske løsning hidtil været at anvende en transparent forplade med stærk lysdiffuseringsevne eller opalitet, hvilket i-midlertid uundgåeligt har medført nedsat lystransmission, f.eks. i størrelsesordenen 25%-50% transmission.

Med det formål at mindske dybden af sådanne belyste skilte er 25 det kendt at arrangere lyskilden ved billedfladens kant og anvende et skråtsti11 et spejl i en størrelse, der dækker stort set hele billedfla-dearealet og er anbragt bag forpladen. Hvis et sådant spejl er plant, vil den frembragte belysning ikke være ensartet over hele forsiden, men udvise varierende intensiteter på forskellige steder udover billedfla-30 den, idet intensiteten er omvendt proportional med kvadratet på den afstand, som en lysstråle må tilbagelægge fra lyskilden til de enkelte punkter. For at forbedre dette forhold har der været anvendt buede spejle, men disse konstruktioner er mere komplicerede at fremstille og kræver stadig en betydelig dybde i skiltet.

35 Der kendes fra tysk patent nr. 886.246 et arrangement til at belyse et stort lysbillede, hvor der udnyttes en transparent glaskile til at rette lyset mod lysbilledet. I henhold til dette skrift forarbejdes en rektangulær glasplade på den ene side, så der opnås et legeme med

DK 152317 B

2 form som et trekantet prisme eller en tresidet kile, hvoraf siderne i det følgende skal benævnes forsiden, bagsiden og endefladen. Som bagside anvendes den forarbejdede overflade, som er mat eller ru. Pladen belyses fra endefladen. Et stort lysbillede anbringes i kontakt med den ikke 5 forarbejdede forside, og et dækglas anbringes i kontakt med lysbi 11edets anden side. Den ru side belægges med amalgam til dannelse af en forspejling, således at lys reflekteres tilbage ind i glasset fra denne side. I en alternativ udførelsesform viser skriftet et separat spejl anbragt bagved kilens matte side til reflektion af det lys, som udgår fra kil-10 dens bagside, tilbage ind i kilden. Formålet ved den angivne indretning er at tilvejebringe en kraftig oplysning af lysbilledet, som fortrinsvis bør belyses ensartet over hele dets overfladeareal. Det er almindeligt antaget, at dette vil blive opnået med en konstruktion som den i det nævnte skrift angivne, idet ræsonnementet har været, at en lysstråle, 15 som går ind i endefladen af et transparent legeme med et vist brydningsindeks, som er større en brydningsindekset i området udenfor klodsen, vil gå igennem kilen og blive reflekteret internt ved forsiden og ved bagsiden, eventuelt flere gange afhængigt af lysstrålens oprindelige indgangsretning og vil til sidst gå ud gennem forsiden eller bagsiden.

20 Ved den første refleksion vil indfaldsvinklen, dvs. vinklen mellem den mod en overflade indfaldende stråle og normalen til denne overflade, for indfaldende lysstråler fra et vist område af retninger være så stor, at den indvendige refleksion er total. Da glaslegemets sider ikke er parallelle, men ligger med en vis indbyrdes vinkel, nemlig kilevinklen, vil 25 indfaldsvinklen blive reduceret for hver refleksion med en størrelse, der er lige så stor som kilevinklen, indtil indfaldsvinklen for en vis lysstråle er blevet så lille, at lysstrålen ikke reflekteres men nu går ud gennem sidefladen. Lys, der går ud gennem bagsiden, opfanges af en særskilt reflektor og ledes tilbage ind i kilen, som passeres med en 30 vis, lille refraktionsvinkel. Optiske betragtninger baseret på den ovenfor antydede teori tilsiger, at hvis lyset går ind i kilens endeflade på en jævnt fordelt måde, vil lys også udgå fra sidefladerne eller fra forsiden på en jævnt fordelt måde. Specielt skulle i henhold til denne teori belysning af kilen med et parallelt strålebundt over hele kilens en-35 deflade føre til helt jævn belysning ud af kilens forside og bagside.

Det er imidlertid blevet opdaget, at sådanne arrangementer i praksis ikke fungerer som forventet og i virkeligheden er langt fra tilfredsstillende, navnlig for større størrelser af de belyste områder. Ef-

DK 152317 B

3 fektiviteten udtrykt i form af den frembragte belysningsstyrke er lav, men fremfor alt viser belysningen sig at være uensartet, idet der er en tydelig afstandsafhængig variation, der ligner den, der opnås ved en reflektor uden kilen. Det viser sig i praksis således tydeligt, at kilen 5 ikke frembringer den lysfordeling, som forventes ud fra den antydede teori. Sådanne arrangementer er hidtil kun anvendt til belysning af forholdsvis små objekter såsom instrumentpaneler, hvor der kan anvendes kiler med kilevinkler, som ikke er meget små, og hvor det ikke har været meget kritisk, om der blev opnået perfekt ensartethed. Skilte af den be-10 skrevne art er aldrig blevet anvendt i større størrelser, fordi det endnu ikke er lykkedes at opnå en tilfredsstillende belysning. Et andet u-heldigt problem, som har vist sig, har været, at der kan opstå skyggebilleder, fordi et billede anbragt foran kilen har kunnet frembringe spejlbilleder i spejlet bag kilen, som kunne ses forfra ved siden af de 15 direkte billeder. Det har været sædvane, at mattere en af kilefladerne eller belægge den med diffuserende materiale for at udviske disse spejlbilleder så meget, at de ikke bliver forstyrrende. Sådanne foranstaltninger fører imidlertid til en yderligere reduktion af belysningsstyrken.

20 En af de faktorer, som er årsag til den lave effektivitet, er senere blevet forstået. En stor del af det lys, som udgår fra en sådan indretning, vil nemlig forlade kilen ved meget flade vinkler og er derfor ikke til nogen glæde for en beskuer, der, som det hyppigt er tilfældet, beskuer forsiden omtrent vinkelret på den. Dette forhold kan imid-25 lertid på ingen måde forklare den uensartethed, der ses i belysningsmønstret. Det er kendt at give kileoverfladen en diffuserende belægning med henblik på at give det lys, der udgår af kilen ved flade vinkler, en gunstigere retningsfordeling, men en sådan behandling kan ikke afhjælpe de to vigtigste problemer, den Tave effektivitet og belysningsstyrkens 30 uensartethed.

Det er nu blevet opdaget, at grunden til den overraskende u-ensartethed er, at det regelmæssige refleksionsmønster ødelægges, hvis den glatte kileoverside forstyrres i mindste måde, hvad enten det er ved mattering, belægning eller berøring med et hvilket som helst andet medi-35 um, transparent eller ej, og det er denne opdagelse, der ligger til grund for opfindelsen. Ved et punkt, hvor overfladen er påvirket på en eller anden måde, ødelægges kilens regelmæssige indvendige refleksion af lysstrålerne, og der frembringes istedet en diffus lysspredning. Resul-

DK 152317B

4 tatet er en lysfordeling, der ligner det, som opnås med et spejl og en diffuserende plade uden kile.

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en jævnt oplyst flade til brug for reklameskilte, trafikskilte, lysborde og 5 lyskasser med et lavere energiforbrug og i en tyndere konstruktion end hidtil kendte systemer.

Dette opnås med en lysgiver af den indledningsvis angivne art, som er ejendommelig ved, at bagsiden er i det væsentlige glat, at der i en afstand fra prismets glatte forside og stort set parallelt hermed er 10 anbragt en opal i serende plade, og at der i en afstand fra prismets glatte bagside og stort set parallelt hermed er anbragt en lysreflekterende plade, således at lys opfanget af endefladen i alt væsentligt ensartet oplyser den opaliserende plade.

Ved at arrangere kilen og pladerne, så der ikke er indbyrdes 15 kontakt imellem dem, kan den jævne lysfordeling, der har været forventet teoretisk, fra en kile nu også opnås i praksis.

Ved at arrangere en opaliserende forplade vil lys, som udgår fra prismeforsiden i flade vinkler, blive diffuseret eller spredt, således at forsiden af f.eks. et lysskilt vil fremtræde klart oplyst set fra 20 alle retninger.

Ifølge opfindelsen omfatter lyspladen således en i hovedsagen rektangulær, transparent, kileformet plade til fordeling af lyset op på en i hovedsagen farvet forplade, der tillader størstedelen af lyset at passere. Lyset tilvejebringes fra en eller flere elektriske lyskilder, 25 der er monteret i tilslutning til den bredeste af den rektangulære kiles kanter. Lyskilderne er afskærmet udadtil.

På den rektangulære kiles overside er således placeret en i hovedsagen farvet og næsten transparent forplade. På den rektangulære kiles underside er placeret en i hovedsagen blank eller farvet reflektor 30 til at lede den andel af lyset, der forlader kilens underside op igennem kilen og op på forpladen. Som lyskilder anvendes fortrinsvis lysstofrør, idet de på optimal måde tilgodeser ønsket om at belyse hele kilens bredeste kant. Lyskilden eller lyskilderne kan med fordel monteres øverst på en bagplade, der samtidig tjener som reflektor. Denne bagplade kan 35 forsynes med et u-formet profil, der tjener til afskærmning af lyskilden eller lyskilderne. Strømforsyning vil fortrinsvis være lysnettet.

Energibesparelse i forhold til eksisterende systemer opnås ved, at kilen fordeler lyset så jævnt, at en forplade, f.eks. hvid, be-

DK 152317B

5 høver meget ringe opalitet for at syne lige så jævnt hvid som en forplade på eksisterende systemer, der for at tilsløre lysstofrørernes placering behøver stor opalitet. Typisk vil opfindelsen kunne benytte forplader med en lysgennemgang på 75% mod eksisterende skiltesystemer, som be-5 nytter forplader med lysgennemgang på 25%-50% I henhold til en fordelagtig udførelsesform er den lysreflekterende plade på bagsiden farvet. Herved opnås, at det herfra reflekterede lys spredes så meget, at der ikke ses spejlbilleder af objekter anbragt foran kilen.

10 Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under hen visning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser en udførelsesform for en lysplade ifølge opfindelsen. Naturlig størrelse er 1,5 meter x 0,5 meter.

Fig. 2 Et brudstykke af en lysplade ifølge opfindelsen.

15 Fig. 3 Udførelse af strømforsyning (lysstofrør-udgave).

Fig. 4 En skitse af strålegang i kile, forplade og reflektor.

Fig. 5 Den rektangulære kile med forplade og reflektor.

I fig. 1 er vist en lysplade ifølge opfindelsen. Lyspladen består af en rektangulær, transparent, kileformet plade 3, en farvet og 20 næsten transparent forplade 2, en blank eller farvet reflektor 4 og en lyskilde 5.

Kilen 3 kan f.eks. være af acryl og måler i en første udføre!-o sesform 150 x 50 cm og har langs den kant 9, der er nærmest lyskilden en tykkelse på ca. 26 mm. Den tynde kant på kilen har en tykkelse på ca.

25 2 mm. Lysstofrøret 5 ligger på en linie parallelt med den tykke kilekant 9 og strømtilslutning er vist på fig. 3, hvor 7 er en spole og 8 er en starter. Disse to sidstnævnte komponenter ligger f.eks. placeret bag reflektoren, men kan i øvrigt ligge helt uden for lyspladen.

I det følgende beskrives, hvorledes lyspladen ifølge op-30 findel sen virker optisk.

I fig. 4 ses kilen 3 fra siden med forplade 2 og reflektor 4 samt lyskilde 5.

Når lysstråler fra lampen rammer kilekanten 9 reflekteres de pga. kilens vinkel under stigende ind og udfaldsvinkler, indtil ind-35 faldsvinklen er så stor, at lyset forlader kilen enten på oversiden eller undersiden. Følges stråle A, ses at den reflekteres på oversiden og sendes ud gennem undersiden. Her reflekteres den af reflektoren og går gennem kilen op og rammer forpladen, som derved oplyses. Den anden mu-

DK 152317 B

6 lighed er stråle B. Den rammer undersiden, reflekteres op på over oversiden, reflekteres igen for til slut at forlade oversiden og ramme forpladen, som oplyses.

Claims (4)

1. Lysgiver til anvendelse som lysskilt, lysbord eller lignende plant, oplyst emne og omfattende et langstrakt, gennemsigtigt og gen- 5 nemskinneligt kileformet prisme (3) med to i det væsentlige trekantformede, parallelle sideflader (10), en i det væsentlige rektangulær, glat forside (11), en i det væsentlige rektangulær bagside (12), en i det væsentlige rektangulær, plan endeflade (9), ved hvilken endeflade (9) i det mindste én lyskilde (5) er monteret, samt en i en afstand fra lege-10 met anbragt lysreflekterende plade, KENDETEGNET ved, AT bagsiden (12) er i det væsentlige glat, AT der i en afstand fra prismets glatte forside (11) og stort set parallelt hermed er anbragt en opaliserende plade (2), og AT der i en afstand fra prismets glatte bagside (12) og stort set parallelt hermed er anbragt en lysreflekterende plade (4), således at lys 15 opfanget af endefladen (9) i alt væsentligt ensartet oplyser den opaliserende plade (2).

2. Lysgiver ifølge krav 1 KENDETEGNET ved, AT den lysreflekterende plade (4) er farvet.

3. Lysgiver ifølge krav 1 eller 2 KENDETEGNET ved, AT lyski1 -20 den eller -kilderne er lysstofrør monteret parallelt med skæringslinien mellem forsiden (11) og endefladen (9).

4. Lysgiver ifølge et eller flere af de foregående krav KENDETEGNET ved, AT prismet (3) har en kilevinkel på fra 1 til 4°C, fortrinsvis ca. 2,5°C. 25 30