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Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere eine grossflächige Leuchte, mit einer Lichtaustrittsscheibe aus das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassendem Glas oder Kunststoff.
Grossflächige Leuchten bieten viele Vorteile. Einerseits kann die Lichtverteilung im Raum gleichmässiger gemacht werden als bei einer Beleuchtungsanlage mit kleinen Leuchten, anderseits können störende Schattenwirkungen vermieden werden. Zudem werden durch grossflächige Leuchten hohe Leuchtdichten vermieden, wodurch die Gefahren von Direktblendung und insbesondere Reflexblendung an Bildschirmen und glänzenden Unterlagen deutlich verringert werden. Gelingt es ausserdem, grossflächige Leuchten so zu gestalten, dass sie auch unter flachen Winkeln ohne zu blenden noch hell wirken, kann dadurch die Raumwirkung wesentlich angenehmer gestaltet werden.
Als eine Form grossflächiger Leuchten sind die sogenannten "Lichtdecken" bekannt. Mit ihnen können zwar einerseits die oben beschriebenen vorteilhaften Lichtwirkungen erzielt werden, anderseits stellen derartige Lichtdecken ein akustisches Problem dar. Die Lichtaustrittsscheibe derartiger Leuchten wird im allgemeinen durch das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassende, diffus strahlende Platten aus Glas oder Kunststoff gebildet. Derartige Scheiben sind schallhart, d. h. sie wirken als Reflektor für auftreffende Schallwellen. Um die Lichtwirkung der Decke nicht zu stören, können bei bekannten Lichtdecken grossflächig keine schalldämpfenden Massnahmen ergriffen werden.
Weitere bekannte grossflächige Leuchten sind dadurch gebildet, dass knapp unterhalb der Decke ein Leuchtelement montiert ist, das zumindest teilweise Licht nach oben abstrahlt. Dieses nach oben abgestrahlte Licht wird über einen grossflächigen Reflektor, der mitunter in die Decke integriert ist, nach unten abgestrahlt. Auch mit dieser Leuchtenform können alle oben angeführten lichttechnischen Vorteile von grossflächigen Leuchten erzielt werden. Zusätzlich kann der Reflektor perforiert ausgeführt werden und oberhalb, d. h. auf der nicht sichtbaren Seite, mit einem schalldämpfenden Vlies belegt werden. Auf diese Weise wird jedoch die schallreflektierende Wirkung der grossflächigen Leuchte reduziert.
Ziel der Erfindung ist es, eine grossflächige Leuchte mit guten schallabsorbierenden Eigenschaften zur Erzielung einer guten Raumakustik zu schaffen. Dies soll ohne Beeinträchtigung der Lichtwirkung und ohne die Verwendung von Zusatzelementen mit schallabsorbierender Wirkung, wie z. B. das oben beschriebene Vlies, erreicht werden, damit die lichttechnischen Vorteile grossflächiger Leuchten beibehalten werden und gleichzeitig möglichst wenig zusätzlicher Aufwand betrieben werden muss.
Die erfindungsgemässe Leuchte zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtaustrittsscheibe mit einer Vielzahl kleiner Löcher bzw. Poren zur Schallabsorption versehen ist.
Vorzugsweise sind dem Material der Lichtaustrittsscheibe streuende Partikel beigemengt, um die diffuse Streuung der von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen zu verstärken.
Alternativ ist bzw. sind für eine diffuse Streuung des durchtretenden Lichts eine oder beide Oberflächen der Lichtaustrittsscheibe aufgerauht.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist bzw. sind eine oder beide Oberflächen der Lichtaustrittsscheibe mit einer Beschichtung aus einem streuenden, lichtdurchlässigen Material versehen.
Nach einem anderen Erfindungsmerkmal ist bzw. sind eine oder beide Oberflächen der Lichtaustrittsscheibe prismatisch strukturiert.
Es sei erwähnt, dass aus der DE 25 40 125 A1 eine Leuchte anderer Art bekannt ist, bei welcher
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innerhalb einer abgehängten Zwischendecke Licht-Deckenelemente angeordnet sind, die lediglich lichtdurchlässig sind, aber keine schallabsorbierende Wirkung haben.
Anhand der Zeichnungen werden nun Aufbau und Funktionsweise verschiedener Ausführungs- beispiele der Erfindung erklärt. Es zeigen : 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Leuchte im Schnitt, Fig. 2 eine ausschnittsweise Vergrösserung der Einzelheit C aus Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Leuchte im Schnitt, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Leuchte im Schnitt, und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Leuchte im Schnitt.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Leuchte 1 im Schnitt, deren prinzipieller Aufbau jener einer grossflächigen Leuchte ist. Die hier dargestellte Leuchte 1 weist zwei Lichtquellen bzw. zwei Leuchtelemente 2 auf. Die von den Lichtquellen 2 ausgehenden Lichtstrahlen 5 treten durch eine Lichtaustrittsscheibe 4 an der Unterseite der Leuchte 1 in den unter der Leuchte austretenden Raum aus. Dabei werden die von den Lichtquellen 2 nach oben oder seitlich ausgehenden Lichtstrahlen 5 von Reflektoren 3 in Richtung der Lichtaustrittsscheibe 4 umgelenkt, um einen möglichst grossen Anteil der von der Lichtquelle 2 in Form von Licht abgestrahlten Leistung in den zu beleuchtenden Raum abzustrahlen.
Die Lichtaustrittsscheibe 4 wird aus das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassendem Glas oder Kunststoff, vorzugsweise PMMA- oder PC-Kunststoff, hergestellt. Der für die schallabsorbierende Wirkung der Leuchte 1 erfindungsgemäss vorgesehene geometrische Aufbau der Lichtaustrittsscheibe 4 wird im folgenden anhand von Fig. 2 erklärt, in der die Einzelheit aus Fig. 1 vergrössert dargestellt ist.
Die üblicherweise mit einer Stärke von 2 bis 10 mm ausgebildete Lichtaustrittsscheibe 4 weist eine Vielzahl von kleinen Löchern bzw. Poren auf, die vorzugsweise äquidistant in der Lichtaustrittsscheibe 4 eingebracht sind. Die Poren haben vorzugsweise einen Durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm und sind mit einer Dichte von 1 bis 10 Poren pro cm2 auf der Lichtaustrittsscheibe 4 verteilt, was einem gegenseitigen Abstand von etwa 3 bis 10 mm entspricht.
Im rechten Teil der Fig. 2 ist die Wirkung der mikroperforierten Lichtaustrittsscheibe 4 auf die von den Lichtquellen 2 ausgehenden Lichtstrahlen 5 dargestellt. Das Material der Lichtaustrittsscheibe 4 selbst hat in diesem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel keine bzw. nur eine vernachlässigbare streuende Wirkung. Somit treten die von oben einfallenden Lichtstrahlen 5 der Lichtquellen 2 in erster Näherung als ungestreute bzw. ungebrochene Lichtstrahlen geradlinig wieder an der Unterseite der Lichtaustrittsscheibe 4 aus.
Um die eingangs beschriebenen angenehmen lichttechnischen Eigenschaften der Leuchte 1 zu erzielen, sind die Aussenwandungen der Poren 6 so ausgebildet, dass an diesen die Lichtstrahlen 5 diffus gestreut werden. Dadurch wirkt die Leuchte 1 auch unter flachen Winkeln noch hell ohne zu blenden.
Anhand des Mittelteils der Fig. 2 soll nun die Wechselwirkung der Lichtaustrittsscheibe 4 mit auftreffenden Schallwellen 7a und die daraus resultierende schallabsorbierende Wirkung der grossflächigen Leuchte 1 erklärt werden.
Da die erfindungsgemässe Lichtaustrittsscheibe 4 wie bei bisher bekannten Leuchten 1 aus einem schallharten Material hergestellt ist, werden die auf die Oberfläche 9 der Lichtaustrittsscheibe 4 auftreffenden Schallwellen 7a als reflektierte Schallwellen 7b wieder zurück in den Raum reflektiert. Die Energie der auftreffenden und reflektierten Schallwellen 7a und 7b ist abgesehen von kleinen Reibungsverlusten an der Oberfläche 9 der Lichtaustrittsscheibe 4 gleich, d. h. die Lautstärke der Schallwellen nimmt kaum ab.
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Die schallabsorbierende Wirkung der Lichtaustrittsscheibe 4 wird durch die Mikroperforation, d. h. durch Einbringen einer Vielzahl von oben beschriebenen kleinen Löchern bzw. Poren 6 erreicht. Trifft eine einfallende Schallwelle 7a oder ein Teil einer einfallenden Schallwelle 7a auf eine solche Pore 6, so wird dieser Anteil nicht reflektiert. Die einfallende Schallwelle 7a regt vielmehr die Luftsäule in der Pore 6 zu Schwingungen 7c an. Aufgrund der kleinen Dimensionierung der Pore 6 erleidet diese schwingende Luftsäule sehr hohe Reibungsverluste, die einen grossen Energieverlust der Schallwelle 7a bewirken. Die schwingende Luftsäule sendet natürlich auch wieder reflektierte Schallwellen von der Lichtaustrittsscheibe 4 in den Raum aus, die aber nur einen geringen, im Idealfall verschwindenden Energieinhalt haben und somit kaum zur Lautstärke im Raum beitragen.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Leuchte in schematischer Darstellung. Die abgebildete Leuchte 1 besteht wie oben aus zwei Lichtquellen 2 und einer das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassenden, ebenen Lichtaustrittsscheibe 4 mit einer Vielzahl kleiner Poren 6, weist aber keine Reflektoren auf. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind hier in der Lichtaustrittsscheibe 4 streuende Partikel beigemengt, an denen die von den Lichtquellen 2 ausgehenden Lichtstrahlen 5 gestreut werden.
Dadurch wird die diffuse Streuung der Lichtquellen 5 und die angenehme Raumwirkung verstärkt.
In Fig. 4 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Fig. 3 dargestellt. Die grossflächige Leuchte 1 weist zwei Lichtquellen 2 und das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassende, mikroperforierte Lichtaustrittsscheibe 4, aber keine Reflektoren auf. Die Lichtaustrittsscheibe 4 ist in diesem Fall aber nicht eben ausgebildet, die lichtstreuende Wirkung wird hier durch eine prismatisch strukturierte untere Oberfläche 9 erzeugt, an der die Lichtstrahlen 5 in an sich bekannter Weise gezielt umgelenkt werden. Anstatt der Unterseite 9 können natürlich ebenso die obere Oberfläche 8 oder sogar beide Oberflächen 8 und 9 prismatisch strukturiert sein, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Anstelle oder zusätzlich zu der speziellen Strukturierung der Oberflächen 8 und/oder 9 der Lichtaustrittsscheibe 4 können die Oberflächen 8 und/oder 9 auch durch eine spezielle Oberflächenbehandlung zusätzlich diffus streuend gemacht werden. Dies kann zum Beispiel durch Aufrauhen der Oberflächen oder eine spezielle Beschichtung mit einem streuenden lichtdurchlässigen Material erreicht werden.
Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel mit einem etwas anderen Grundaufbau als die vorherigen Ausführungsbeispiele. Die Leuchte 1 beinhaltet nur eine Lichtquelle 2, unter der ein Raster 10 angebracht ist, durch den das Licht wie bei einer konventionellen Rasterleuchte verteilt wird. Ein oberhalb der Lichtquelle 2 liegender Reflektor 11lenkt die Lichtstrahlen 5 nach links und rechts um, wo sie durch eine das Licht vollständig oder zumindest teilweise durchlassende, mikroperforierte, grossflächige Lichtaustrittsscheibe 4 aus der Leuchte 1 austreten. Bei einer derartigen Leuchte 1 wird durch den Einsatz des Rasters 10 einerseits eine gute Raumbeleuchtung erzielt, anderseits sorgen die links und rechts liegenden Lichtaustrittsscheiben 4 für einen angenehmen Raumeindruck und eine gute Raumakustik.
Die Oberflächen 8 und 9 der Lichtaustrittsscheiben 4 können auch in diesem Fall durch anhand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Massnahmen zusätzlich diffus streuend gemacht werden.
Alle dargestellten Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Leuchten 1 sind in grossflächiger Ausführung dazu geeignet, eine gute Raumakustik durch entsprechende Schalldämpfung sicherzustellen.
Die in die Lichtaustrittsscheibe 4 eingebrachten Poren 6 können entweder bereits bei der Herstellung der Lichtaustrittsscheibe 4 zum Beispiel durch Spritzgiessen geformt werden, oder durch einen nachträglichen Bearbeitungsvorgang, wie zum Beispiel durch mechanisches Bohren, Laserbohren oder Elektrostrahlbohren.
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The invention relates to a luminaire, in particular a large-area luminaire, with a light exit plate from the light completely or at least partially durchlassendem glass or plastic.
Large-area luminaires offer many advantages. On the one hand, the light distribution in the room can be made more uniform than in a lighting system with small lights, on the other hand disturbing shadow effects can be avoided. In addition, large luminances are avoided by large-area luminaires, whereby the dangers of direct glare and especially reflected glare on screens and glossy documents are significantly reduced. If, on the other hand, it is possible to design large-area luminaires so that they still appear bright even at shallow angles without blinding, the spatial effect can be made considerably more pleasant.
As a form of large-area lights, the so-called "light ceilings" are known. Although on the one hand the advantageous light effects described above can be achieved with them, on the other hand such luminous ceilings represent an acoustic problem. The light exit window of such luminaires is generally formed by the light completely or at least partially transmitting, diffusely radiating plates made of glass or plastic. Such discs are reverberant, d. H. they act as a reflector for incident sound waves. In order to avoid disturbing the lighting effect of the ceiling, no sound-damping measures can be taken over a large area in known ceiling lights.
Other known large-area lights are formed by the fact that just below the ceiling, a light-emitting element is mounted, which at least partially emits light upwards. This upwardly emitted light is radiated downwards via a large-area reflector, which is sometimes integrated in the ceiling. Even with this type of luminaire, all the above-mentioned lighting advantages of large-area luminaires can be achieved. In addition, the reflector can be perforated and above, d. H. On the invisible side, be covered with a sound-absorbing fleece. In this way, however, the sound-reflecting effect of the large-area lamp is reduced.
The aim of the invention is to provide a large-surface light with good sound-absorbing properties to achieve a good room acoustics. This is intended without affecting the lighting effect and without the use of additional elements with sound-absorbing effect, such. As the nonwoven fabric described above, can be achieved so that the lighting advantages of large area lights are maintained and at the same time as little additional effort must be operated.
The luminaire according to the invention is characterized in that the light exit disc is provided with a plurality of small holes or pores for absorbing sound.
Preferably, scattering particles are added to the material of the light exit plate in order to intensify the diffuse scattering of the light rays emanating from the light source.
Alternatively, one or both surfaces of the light exit plate are or are roughened for diffuse scattering of the transmitted light.
According to a further feature of the invention, one or both surfaces of the light exit plate are or are provided with a coating of a scattering, light-permeable material.
According to another feature of the invention, one or both surfaces of the light exit plate are prismatically structured.
It should be noted that from DE 25 40 125 A1 a lamp of another kind is known in which
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are arranged inside a suspended false ceiling light ceiling elements that are only translucent, but have no sound-absorbing effect.
The construction and mode of operation of various embodiments of the invention will now be explained with reference to the drawings. 1 is a schematic representation of a first exemplary embodiment of a luminaire according to the invention in section, FIG. 2 is a fragmentary enlargement of detail C from FIG. 1, FIG. 3 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of a luminaire according to the invention in section, Representation of a third embodiment of a luminaire according to the invention in section, and Fig. 5 is a schematic representation of a fourth embodiment of a luminaire according to the invention in section.
Fig. 1 shows schematically a first embodiment of an inventive lamp 1 in section, whose basic structure is that of a large-area lamp. The light 1 shown here has two light sources or two light elements 2. The outgoing of the light sources 2 light rays 5 pass through a light exit plate 4 on the underside of the lamp 1 in the exiting under the lamp room. The light beams 5 which are emitted upward or laterally by the light sources 2 are deflected by reflectors 3 in the direction of the light exit disk 4, in order to radiate the largest possible portion of the power radiated by the light source 2 in the form of light into the space to be illuminated.
The light exit plate 4 is made of the light completely or at least partially passing glass or plastic, preferably PMMA or PC plastic. The geometric structure of the light exit disk 4 provided for the sound-absorbing effect of the luminaire 1 is explained below with reference to FIG. 2, in which the detail from FIG. 1 is shown enlarged.
The light exit disk 4, which is usually formed with a thickness of 2 to 10 mm, has a multiplicity of small holes or pores, which are preferably introduced equidistant in the light exit disk 4. The pores preferably have a diameter of 0.1 to 1.0 mm and are distributed at a density of 1 to 10 pores per cm 2 on the light exit plate 4, which corresponds to a mutual distance of about 3 to 10 mm.
In the right-hand part of FIG. 2, the effect of the microperforated light exit disk 4 on the light beams 5 emanating from the light sources 2 is shown. The material of the light exit plate 4 itself has no or only a negligible scattering effect in this illustrated first embodiment. Thus, the incident from above light beams 5 of the light sources 2 in a first approximation as unscattered or unbroken light rays straight from the underside of the light exit plate 4 again.
In order to achieve the above-described pleasant photometric properties of the lamp 1, the outer walls of the pores 6 are formed so that the light beams 5 are diffusely scattered at these. As a result, the lamp 1 even at shallow angles still bright without dazzling.
2, the interaction of the light exit disc 4 with incident sound waves 7a and the resulting sound-absorbing effect of the large-area luminaire 1 will now be explained with reference to the middle part of FIG.
Since the inventive light exit plate 4 is made of a reverberant material as in previously known luminaires 1, the sound waves 7a impinging on the surface 9 of the light exit disk 4 are reflected back into the room as reflected sound waves 7b. The energy of the incident and reflected sound waves 7a and 7b is equal, apart from small friction losses on the surface 9 of the light exit plate 4, d. H. the volume of the sound waves hardly decreases.
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The sound-absorbing effect of the light exit plate 4 is due to the micro-perforation, d. H. achieved by introducing a plurality of small holes or pores 6 described above. If an incident sound wave 7a or a part of an incident sound wave 7a strikes such a pore 6, this component will not be reflected. Rather, the incident sound wave 7a excites the air column in the pore 6 to vibrate 7c. Due to the small dimensioning of the pore 6 suffers this vibrating column of air very high friction losses, which cause a large energy loss of the sound wave 7a. Of course, the oscillating air column also sends back reflected sound waves from the light exit disk 4 into the room, but they only have a small, ideally disappearing energy content and thus hardly contribute to the volume in the room.
Fig. 3 shows a second embodiment of a luminaire according to the invention in a schematic representation. The illustrated lamp 1 consists, as above, of two light sources 2 and of a light which is completely or at least partially transmissive, a flat light exit disk 4 with a multiplicity of small pores 6, but has no reflectors. In contrast to the first exemplary embodiment, scattering particles are admixed here in the light exit disk 4, at which points the light beams 5 emanating from the light sources 2 are scattered.
As a result, the diffuse scattering of the light sources 5 and the pleasant room effect is enhanced.
In Fig. 4 is a similar embodiment as shown in Fig. 3. The large-area lamp 1 has two light sources 2 and the light completely or at least partially transmitting, microperforated light exit plate 4, but no reflectors. The light exit plate 4 is not flat in this case, the light-scattering effect is generated here by a prismatic structured lower surface 9, at which the light beams 5 are selectively deflected in a conventional manner. Of course, instead of the bottom 9, the top surface 8 or even both surfaces 8 and 9 may be prismatically patterned to achieve the same effect.
Instead of or in addition to the special structuring of the surfaces 8 and / or 9 of the light exit plate 4, the surfaces 8 and / or 9 can also be rendered diffusely scattering by a special surface treatment. This can be achieved for example by roughening the surfaces or a special coating with a diffusing translucent material.
Fig. 5 shows a fourth embodiment with a slightly different basic structure than the previous embodiments. The lamp 1 includes only one light source 2, under which a grid 10 is mounted, through which the light is distributed as in a conventional grid lamp. A reflector 11 located above the light source 2 deflects the light rays 5 to the left and to the right, where they emerge from the luminaire 1 through a microperforated, large-area light exit plate 4 that completely or at least partially passes through. In such a lamp 1 is achieved by the use of the grid 10, on the one hand a good room lighting, on the other hand, the left and right light exit windows 4 provide a pleasant room impression and good room acoustics.
The surfaces 8 and 9 of the light exit disks 4 can also be made diffuse scattering in this case by measures described with reference to FIGS. 3 and 4.
All illustrated embodiments of inventive lights 1 are suitable in large-scale design to ensure good room acoustics by appropriate sound attenuation.
The introduced into the light exit plate 4 pores 6 can be formed either already during the production of the light exit plate 4, for example by injection molding, or by a subsequent machining operation, such as by mechanical drilling, laser drilling or electric jet drilling.