DE10134278A1

DE10134278A1 - Leuchte

Info

Publication number: DE10134278A1
Application number: DE2001134278
Authority: DE
Inventors: Alexander Faller
Original assignee: Spectral Gesellschaft fuer Lichttechnik mbH
Current assignee: Spectral Gesellschaft fuer Lichttechnik mbH
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-30

Abstract

Eine Leuchte weist einen plattenförmigen Lichtleiter (1) auf. Mittels einer Einkoppeleinrichtung (2) wird Licht seitlich in den Lichtleiter (1) eingespeist, welches sich durch Totalreflexion ausbreitet. Auf der Oberfläche des Lichtleiters (1) sind Auskoppeleinrichtungen (4) zum Abstrahlen des Lichts in den Raum angeordnet. Diese Auskoppeleinrichtungen weisen Reflexionskörper auf, welche zu einem einteiligen Verbund als Baueinheit zusammengefaßt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Leuchte dieser Art ist aus der EP 1 103 757 A2 bekannt. Von dieser bekannten Leuchte geht die erfindungsgemäße Leuchte aus. In der vorgenannten Druckschrift ist ein Beleuchtungssystem für Räume offenbart, bei dem in einen plattenförmigen Lichtleiter seitlich Licht in Form von Sonnenlicht eingespeist wird. Das Licht breitet sich dabei durch Totalreflexion längs des Lichtleiters aus. An denjenigen Stellen, an denen Licht in den Raum abstrahlen soll, sind auf der Oberfläche des Lichtleiters Auskoppeleinrichtungen angeordnet. Bei der Ausführungsform der Fig. 7 bis 9 handelt es sich bei diesen Auskoppeleinrichtungen um konkav gekrümmte Reflexionskörper, welche oberseitig mit einer Reflexionsbeschichtung versehen sind. An der Unterseite des Reflexionskörpers befindet sich ein Sockel mit einem kleineren Querschnitt. An der Kontaktstelle des Sockels mit der Oberseite des Lichtleiters ist die Totalreflexion aufgehoben. Das eingespeiste Licht wird zunächst in dem Lichtleiter totalreflektiert. Im Bereich des Sockels wird das Licht ausgekoppelt und gelangt in den Reflexionskörper. An der Reflexionsbeschichtung wird dann das Licht nach unten reflektiert. Die Krümmung des Reflexionskörpers ist dabei derart, daß keine Totalreflexion in dem Lichtleiter beim Durchdringen des am Reflexionskörper reflektierten Lichtes auftreten kann. Dies bedeutet, daß das Licht den Lichtleiter durchstrahlt. Damit ist auch im Hinblick auf einen Blendschutz der Abstrahlwinkel begrenzt.

Bei der bekannten Leuchte sind die einzelnen Auskoppeleinrichtungen individuell auf der Oberfläche des Lichtleiters angeordnet. Insbesondere wenn die komplette Oberfläche des Lichtleiters mit Auskoppeleinrichtungen zur großflächigen Abstrahlung des Lichtes bestückt werden soll, ist die Anbringung dieser Auskoppeleinrichtungen nur mit einem großen Aufwand möglich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Leuchte der eingangs angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Anbringung der Auskoppeleinrichtungen auf der Oberfläche des Lichtleiters vereinfacht ist.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Dadurch ist eine Leuchte mit einem sehr einfachen und einfach handhabbaren Lichtauskoppelsystem geschaffen. Die Grundidee besteht darin, auf der Oberseite des Lichtleiters nicht - wie bisher - die Auskoppeleinrichtungen einzeln, d. h. unabhängig voneinander anzuordnen, sondern vielmehr mehrere Auskoppeleinrichtungen, vorzugsweise sämtliche anzubringenden Auskoppeleinrichtungen miteinander zu einer Baueinheit zu verbinden. Diese Baueinheit kann dann in ihrer Gesamtheit auf der Oberseite des Lichtleiters angeordnet werden. Bei Vorliegen dieser Baueinheit ist somit nur ein weiterer Arbeitsschritt notwendig, um die Auskoppeleinrichtungen in die gewünschten Positionen zu bringen. Insgesamt besitzen die Auskoppeleinrichtungen eine definierte Abstrahlcharakteristik für das in den Lichtleiter eingespeiste Licht.

Der Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 besteht darin, daß durch die matrixartige Anordnung der Auskoppeleinrichtungen die Oberseite des Lichtleiters großflächig mit den Auskoppeleinrichtungen abgedeckt wird. Die Auskoppeleinrichtungen können dabei in einem regelmäßigen Raster in der Art eines Schachbrettes angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, daß jede zweite Reihe zu der vorhergehenden Reihe um einen halben Rasterabstand versetzt ist.

Es ist denkbar, die Oberfläche des Lichtleiters nur bereichsweise mit dem erfindungsgemäßen Verbund von Auskoppeleinrichtungen zu bestücken. Um eine maximal großflächige Abstrahlung zu erzielen, schlägt jedoch die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 vor, daß die Oberfläche des Lichtleiters vollständig mit Auskoppeleinrichtungen abgedeckt ist.

Es sind zwei Alternativen zur technischen Realisierung der Reflexionskörper denkbar. Gemäß der Variante in Anspruch 4 sind die Reflexionskörper in der Art von Kugelabschnitten ausgebildet. Es muß sich dabei bei der Oberfläche des Kugelabschnittes nicht exakt um die Teiloberfläche einer Kugel handeln. Entscheidend ist, daß die Oberflächenkontur des "Kugelabschnittes" derart ist, daß nach der Reflexion der Lichtstrahl nach unten in den Raum tritt. Bei der Verwendung von Kugelabschnitten sind dadurch die Reflexionskörper rund ausgebildet. Eine zweite Variante gemäß Anspruch 5 schlägt vor, daß die Reflexionskörper kissenartig ausgebildet sind. In diesem Fall ist die Grundfläche des Reflexionskörpers im wesentlichen quadratisch. Die Reflexionskörper können dabei gemäß der Weiterbildung in Anspruch 6 vorzugsweise bündig aneinanderliegen, so daß sich ein sehr dicht gepacktes Feld von Reflexionskörpern ergibt.

Eine bevorzugte Weiterbildung in der technischen Realisierung der erfindungsgemäßen Leuchte schlägt Anspruch 7 vor. Die Grundidee besteht in einer durchsichtigen Platte, welche parallel zum plattenförmigen Lichtleiter angeordnet wird. Diese Platte ist oberseitig mit den Reflexionskörpern ausgestattet, während an der Unterseite dazu korrespondierend die Sockel angeordnet sind. Mittels dieser Sockel wird die so gebildete Lichtauskoppelplatte auf der Oberseite des Lichtleiters befestigt. Dadurch ist eine technisch sehr einfache Baueinheit geschaffen, welche sich darüber hinaus technisch einfach herstellen läßt.

Vorzugsweise sind gemäß Anspruch 8 die Reflexionskörper sowie die Sockel an der Platte jeweils angeformt. Es handelt sich somit um eine einstückige Lichtauskoppelplatte, welche mittels eines Gießvorgangs hergestellt werden kann. Somit ist es nicht erforderlich, die Reflexionskörper sowie die Sockel separat herzustellen und auszubilden, um sie dann anschließend an der Platte zu befestigen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 schließlich betrifft verschiedene Zwischenmaterialien zwischen dem Lichtleiter und der Auskoppeleinrichtung, nämlich dem Sockel, um an dieser Stelle die Totalreflexion aufzuheben. Es sind nämlich Kunststoffklebstoffe sowie Öle bekannt, welche im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das Material des Lichtleiters sowie gegebenenfalls der Auskoppeleinrichtung besitzen.

Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Leuchte werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
Fig. 1a eine erste Ausführungsform der Leuchte in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 1b eine Detailausschnitt der Leuchte in Fig. 1a im Eckbereich;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Leuchte in Fig. 1a;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Leuchte in vergrößertem Maßstab;
Fig. 4 eine weitere Vergrößerung der Darstellung in Fig. 3 einmal im Bereich der Einkoppeleinrichtung und zum anderen im Bereich des vorderen Endes des Lichtleiters, wobei die Strahlengänge für das Licht eingezeichnet sind;
Fig. 5a eine zweite Ausführungsform der Leuchte in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 5b eine Detailausschnitt der Leuchte in Fig. 5a im Eckbereich;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Leuchte in Fig. 5a;
Fig. 7 eine Seitenansicht der Leuchte in vergrößertem Maßstab;
Fig. 8 eine weitere Vergrößerung der Darstellung in Fig. 7 einmal im Bereich der Einkoppeleinrichtung und zum anderen im Bereich des vorderen Endes des Lichtleiters, wobei die Strahlengänge für das Licht eingezeichnet sind.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leuchte mit kugelabschnittsförmigen Reflexionskörpern und in den Fig. 5 bis 8 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leuchte mit kissenförmigen Reflexionskörpern dargestellt.
Die erste Ausführungsform der Leuchte der Fig. 1 bis 4 weist einen plattenförmigen, rechteckigen Lichtleiter 1 aus einem durchsichtigen Material, insbesondere Glas oder Akrylglas auf. Diesem Lichtleiter 1 ist an seiner einen Stirnseite eine Einkoppeleinrichtung 2 mit einer Lampe 3 in Form einer Leuchtstoffröhre zugeordnet.
Auf der Oberseite des plattenförmigen Lichtleiters 1 befindet sich eine Auskoppeleinrichtung 4. Diese Auskoppeleinrichtung 4 ist als separates Bauteil zu dem Lichtleiter 1 ausgebildet. Sie weist zunächst eine Platte 5 vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das des Lichtleiters 1 auf. Auf der Oberseite dieser Platte 5 sind matrixartig eine Vielzahl von Reflexionskörpern in Form von Kugelabschnitten angeordnet. Die Oberflächenkontur dieser Reflexionskörper 6 kann auch von der Form eines Kugelabschnittes abweichen. Versehen ist die Oberfläche der Reflexionskörper 6 jeweils mit einer Reflexionsschicht. Die Reflexionskörper 6 können einstückig mit der Platte 5 ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, die Reflexionskörper 6 separat herzustellen und sie mittels eines geeigneten Klebstoffes auf der Oberseite der Platte 5 zu befestigen, welcher einen Brechungsindex aufweist, welcher die Totalreflexion des Lichtleiters 1 an dieser Stelle aufhebt. Korrespondierend zu den Positionen der Reflexionskörper 6 weist die Unterseite der Platte 5 zylindrische Sockel 7 auf, deren Querschnitt kleiner ist als der Durchmesser der Reflexionskörper 6. Hier ist die Anordnung der Sockel 7 an der Platte 5 entsprechend der Anbringung der Reflexionskörper 6 an der Platte 5. Sofern Reflexionskörper 6 und Sockel 7 separat von der Platte 5 ausgebildet sind, bestehen sie vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Platte 5.
Die Platte 5 mit Reflexionskörper 6 sowie Sockel 7 der Auskoppeleinrichtung 4 bildet somit eine plattenförmige Baueinheit. Diese wird auf der Oberseite des Lichtleiters 1 mittels eines Klebstoffes oder einem Öl mit einem Brechungsindex befestigt, welcher die Totalreflexion des Lichtleiters 1 aufhebt, nämlich im wesentlichen mit einem Brechungsindex, welcher dem Brechungsindex von Lichtleiter 1 und Auskoppeleinrichtung 4 entspricht.
Die Funktionsweise der Leuchte gemäß der Fig. 1 bis 4 ist wie folgt:
Das Licht der Lampe 3 wird mittels der Einkoppeleinrichtung 2 in den Lichtleiter 1 eingekoppelt. Das Licht wird zunächst in dem Lichtleiter 1 totalreflektiert. Im Bereich der Sockel 7 wird das Licht ausgekoppelt und gelangt in den Reflexionskörper 6. An der Reflexionsbeschichtung dieses Reflexionskörpers 6 wird dann das Licht nach unten reflektiert. Die Krümmung des Reflexionskörpers 6 ist dabei derart, daß keine Totalreflexion an dem Lichtleiter 1 beim Durchdringen des Lichtes auftreten kann. Dies bedeutet, daß das Licht den Lichtleiter 1 durchstrahlt. Damit ist auch im Hinblick auf einen Blendschutz der Abstrahlwinkel begrenzt.
Die Ausführungsform der Fig. 5 bis 8 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen, ersten Ausführungsform in der Ausbildung der Reflexionskörper 6. Diese sind kissenartig ausgebildet und weisen somit im wesentlichen eine quadratische Grundfläche auf. Wie insbesondere in Fig. 5b zu erkennen ist, liegen die einzelnen Reflexionskörper 6 bündig aneinander. Die Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsform ist analog der ersten Ausführungsform. Bezugszeichenliste 1 Lichtleiter
2 Einkoppeleinrichtung
3 Lampe
4 Auskoppeleinrichtung
5 Platte
6 Reflexionskörper
7 Sockel

Claims

1. Leuchte
mit einem plattenförmigen Lichtleiter (1),
mit einer Einkoppeleinrichtung (2) zum seitlichen Einspeisen von Licht in den Lichtleiter (1), wobei sich das Licht in dem Lichtleiter (1) durch Totalreflexion ausbreitet, sowie
mit auf der Oberfläche des Lichtleiters (1) angeordneten Auskoppeleinrichtungen (4) zum Abstrahlen des Lichts in den Raum,
wobei die Auskoppeleinrichtungen (4) durch insbesondere konvex gekrümmte Reflexionskörper (6) gebildet sind, welche mit einer Reflexionsbeschichtung versehen sind, und
wobei der Reflexionskörper (6) unterseitig einen Sockel (7) mit einem kleineren Querschnitt als der Reflexionskörper (6) aufweist und
wobei an der Kontaktstelle des Sockels (7) mit dem Lichtleiter (1) die Totalreflexion aufgehoben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere, insbesondere alle Auskoppeleinrichtungen (4) zu einem einteiligen Verbund als Baueinheit zusammengefaßt sind.

2. Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtungen (4) matrixartig in dem Verbund angeordnet sind.

3. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Lichtleiters (1) vollständig mit Auskoppeleinrichtungen (4) abgedeckt ist.

4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionskörper (6) in der Art von Kugelabschnitten ausgebildet sind.

5. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionskörper (6) kissenartig ausgebildet sind.

6. Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionskörper (6) bündig aneinanderliegen.

7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (5) vorgesehen ist, an der oberseitig die Reflexionskörper (6) und an der unterseitig die Sockel (7) angeordnet sind.

8. Leuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionskörper (6) sowie die Sockel (7) an der Platte (5) angeformt sind.

9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lichtleiter (1) und der Auskoppeleinrichtung (4) ein Klebstoff oder ein Öl mit einem Brechungsindex vorgesehen ist, welcher die Totalreflexion des Lichtleiters (1) aufhebt.