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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Lichtmodul mit einem hinterleuchteten Flächenelement
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Lichtsystem zur Bildung eines hinterleuchteten
Feldes.
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Die
Hinterleuchtung eines Flächenelements ist
seit Jahren von z. B. Reklameschildern, Verkehrssignalen und Hinweisschildern
bekannt. In jüngster Zeit
besteht jedoch eine Nachfrage zur individuellen Hinterleuchtung
einzelner Teilflächenelemente,
die sich zu einem Mosaikfeld zusammensetzen. Dies ist verstärkt im Sanitärbereich
zu beobachten, in dem die gezielte Hinterleuchtung einzelner Kacheln
bzw. Fliesen eines Kachel – bzw.
Fliesenfeldes gewünscht wird.
Zur Hinterleuchtung der jeweiligen Fliese schlägt z. B. die US 2005/0116667
A1 gemäß 46 vor, die einzelnen Fliesen mittels
einer in einen Träger
eingesetzten Leuchtdiode (LED) zu hinterleuchten. Nachteilig an
dieser Lösung
ist jedoch, dass mittels der LED keine gleichmäßige flächige Hinterleuchtung der Fliese
erzielt wird. Weiterhin ist nachteilig, dass die LED und der Träger eine
relativ hohe Bauhöhe
aufweisen.
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Darstellung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtmodul mit einem hinterleuchteten
Flächenelement
zu schaffen, das eine im Wesentlichen gleichmäßige Ausleuchtung eines Flächenelements
erlaubt und das eine niedrige Bauhöhe aufweist. Weiterhin ist
es Aufgabe der Erfindung, ein Lichtsystem zur Bildung eines hinterleuchteten
Feldes zu schaffen.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen nach dem
Patentanspruch 1 bzw. durch ein Lichtsystem mit den Merkmalen nach dem
Patentanspruch 10 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Lichtmodul
hat ein Flächenelement,
das mittels einer Lichtquelle hinterleuchtet ist. Erfindungsgemäß liegt
die Lichtquelle flächig
am Flächenelement
an oder ist mit diesem verbunden. Die flächige Anordnung der Lichtquelle an
dem Flächenelement
bewirkt, dass dieses vollflächig
und insbesondere gleichmäßig hinterleuchtet wird.
Dadurch lässt
sich ein sehr guter Hinterleuchtungseffekt erzielen, da das Flächenelement
nicht wie im vorbeschriebenen Stand der Technik nur von einer LED
angestrahlt wird. Weiterhin ist an der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhaft,
dass auf dem Träger
zum Halten der Lichtquelle verzichtet werden kann, so dass das Lichtmodul
eine sehr geringe Bauhöhe
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Lichtsystem
weist eine Vielzahl der erfindungsgemäßen Lichtmodule auf. Dabei
kann das Lichtsystem insbesondere durch die flexible Relativanordnung
der Lichtmodule zueinander und durch die freie Formgebung der Lichtmodule
an beliebige Mosaikfelder angepasst werden.
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Die
Lichtquelle ist vorzugsweise eine Elektro-Lumineszenz-Lichtfolie
oder ein entsprechendes organisches LED-Flächenlicht.
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Zur
Vermeidung von Beschädigungen
der Lichtquelle kann sie rückseitig
mit einer Schutzschicht, beispielsweise einer Dampfsperre, abgedeckt
sein.
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Zur
Befestigung des Lichtmoduls an einer Befestigungsfläche kann
es vorteilhaft sein, wenn die Schutzschicht rückseitig von einer Rückschicht,
beispielsweise aus Kunststoff, überzogen
ist.
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Um
benachbarte Lichtmodule elektrisch miteinander verbinden zu können, kann
jedes Lichtmodul zumindest einen Stecker aufweisen. Dieser ist vorzugsweise
in der Rückschicht
befestigt und kann seitlich oder rückseitig, d. h. in Richtung
der Befestigungsfläche,
auskragen. Wenn sich die Stecker in Richtung der Befestigungsfläche erstrecken,
ist es vorteilhaft, wenn in einer Aufnahme der Befestigungsfläche ein
Verbindungskörper
einsetzbar ist, über
den der elektrische Kontakt zwischen den Steckern der benachbarten
Lichtmodule herstellbar ist.
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Um
eine individuelle Ansteuerung der Lichtmodule zu ermöglichen,
können
diese einen Schalter aufweisen, der vorzugsweise im Bereich sich
kreuzender Leiterbahnen zur Durchschleifung des Stroms von einem
Lichtmodul zum nächsten
Lichtmodul angeordnet und in der Rückschicht gegen Beschädigungen
geschützt
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Lichtsystem;
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2 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Lichtmoduls aus 1;
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3 einen
vergrößerten Querschnitt
durch zwei miteinander verbundene Lichtmodule gemäß eines
ersten Ausführungsbeispiels;
und
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4 einen
vergrößerten Querschnitt
durch zwei miteinander verbundene Lichtmodule gemäß eines
zweiten Ausführungsbeispiels.
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Bevorzugte
Ausführungen
der Erfindung
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1 zeigt
eine stark vereinfachte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Lichtsystem 2 mit einer
Vielzahl von erfindungsgemäßen Lichtmodulen 4a, 4b, 4c, 4d,
die in ihrer Gesamtheit ein Mosaikfeld 6 von hinterleuchtbaren
Flächenelementen 8a, 8b, 8c, 8d bilden,
wobei zwischen den einzelnen Lichtmodulen 4a bis 4d gezeigte
Abstände
bzw. Fugen stark vergrößert dargestellt
sind. Die Lichtmodule 4a bis 4d können, wie
insbesondere unter 2 erläutert wird, beliebige Formen
und Materialien aufweisen und sind flexibel miteinander kombinierbar,
so dass dieses Lichtsystem 2 zur Bildung beliebiger Mosaikfelder 6 geeignet
ist.
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Die
Lichtmodule 4a bis 4d stehen über jeweils einer Steckverbindung 10a bis 10d mit
ihrem unmittelbar benachbarten Lichtmodul 4a bis 4d elektrisch
in Verbindung. Das Lichtmodul 4b ist über eine Stromzuführung 12 mit
einem Vorschaltgerät 14 verbunden,
das an einer nicht dargestellten Stromquelle elektrisch angeschlossen
ist. Zum Durchschleifen des Stroms von einem Lichtmodul zu einem
benachbarten Lichtmodul, z. B. vom Lichtmodul 8b zum Lichtmodul 8c,
haben die Lichtmodule 4a bis 4d vorzugsweise in
ihrem Innern verlaufende strichpunktiert angedeutete Leiterbahnen 16a, 16b.
Die Leiterbahnen 16a, 16b stehen jeweils zumindest
mit einem Endabschnitt mit einer Steckverbindung 10a bis 10d elektrisch
in Verbindung und sind etwa im 90°-Winkel zueinander
angeordnet, so dass ein Kreuzungs- bzw. ein Überlappungsbereich geschaffen
ist. Im Kreuzungsbereich der Leiterbahnen 16a, 16b weisen
die Lichtmodule 4a bis 4d jeweils einen als Verteilerkreuz wirkenden
Schalter 18 auf, mittels dem die Stromversorgung des jeweiligen
Lichtmoduls 4a bis 4d unterbrochen werden kann,
so dass die Lichtmodule 4a bis 4d individuell
ansteuer- bzw. adressierbar sind. Die Betätigung des jeweiligen Schalters 18 erfolgt über ein
Signal, das neben dem Strom ebenfalls über die Leiterbahnen 16a, 16b übertragen
wird.
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Wie
beispielhaft anhand des Lichtmoduls 4b in 2 dargestellt
ist, sind die Flächenelemente 8a bis 8d jeweils
ein integrativer Bestandteil der Lichtmodule 4a bis 4d.
Sie haben gemäß 1 eine
fliesen- bzw. kachelartige Gestalt und bestehen im Wesentlichen
aus einem transparenten Material wie z. B. Glas oder Kunststoff.
Sie können
jedoch auch aus einem anderen Material wie z. B. Keramik, Marmor oder
Schiefer bestehen, wobei die Schichtdicke bzw. Schichthöhe derart
dünn gewählt ist,
dass auch diese Materialien lichtdurchlässig wirken. Grundsätzlich sind
die Gestalt und das Material frei wählbar und richten sich nach
dem jeweiligen zu bildenden Mosaikfeld 6. Ebenso können die
Steckverbindungen 10a bis 10d an beliebigen Abschnitten
der Lichtmodule 4a bis 4d ausgebildet und ihre
Anzahl frei gewählt werden,
so dass die Lichtmodule 4a bis 4d beliebig miteinander
kombiniert bzw. zueinander anordbar sind.
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Auf
einer Innenfläche 20 der
Flächenelemente 8a bis 8d ist
jeweils eine Lichtquelle 22 flächig angeordnet. Die Lichtquelle 22 ist
vorzugsweise eine Elektro-Lumineszenz-Folie (EL-Folie) oder ein
organisches LED-Flächenlicht
(OLED-Flächenlicht)
und steht in direkter Verbindung mit dem Flächenelement 8a bis 8d,
wobei sie sich idealerweise über
die gesamte Innenfläche 20 erstreckt.
Die direkte Verbindung kann z. B. über einen geeigneten Klebstoff
oder einen Kunstharz erfolgen. Die Lichtquelle 22 kann
jedoch auch auf einer der Innenfläche 20 abgewandten Außenfläche der
Flächenelemente 8a bis 8d angeordnet
sein. Jedoch ist es auch vorstellbar, die Lichtquelle 22 lösbar an
der Innenfläche 20 anzulegen,
so dass sie einfach und schnell austauschbar ist.
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Die
elektrische Versorgung der Lichtquelle 22 erfolgt bei dem
Lichtmodul 4b über
die Stromführung 12,
die, wie bereits in 1 beschrieben, mit dem Vorschaltgerät 14 verbunden
ist. Aufgrund der direkten Anordnung der Lichtquellen 22 an
den jeweiligen Flächenelementen 8a bis 8d und
ihrer flächigen Ausdehnung
sind sehr geringe Bauhöhen
realisierbar. So sind zum Beispiel Lichtmodule 4a bis 4d mit einer
gesamten Bauhöhe
h von weniger als 5 mm möglich,
so dass beim Aufsetzen der Lichtmodule 4a bis 4d auf
einer Befestigungsfläche 24 diese
wenig auftragen.
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Auf
einer von der Innenfläche 20 abgewandten
Großfläche 26 der
Lichtquelle 22, d.h. rückseitig, ist
eine Schutzschicht 28 zur Vermeidung einer Beschädigung der
Lichtquelle 22 aufgetragen. Aufgrund der hygroskopischen
Eigenschaften der Lichtquelle 22 ist es vorteilhaft, wenn
die Schutzschicht 28 als eine Dampfsperre ausgebildet ist,
so dass insbesondere die Lebensdauer der Lichtquelle 22 verlängerbar
ist.
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Zur
Anordnung der Lichtmodule 4a bis 4d an der Befestigungsfläche 24,
beispielsweise einer Wand, ist eine von der Lichtquelle 22 abgewandte Rückseite 44 der
Schutzschicht 28 von einer vorzugsweise kunststoffartigen
Rückschicht 30 abgedeckt,
auf die beispielsweise ein Mörtel
aufgetragen werden kann, um das jeweilige Lichtmodul 4a bis 4d an
der Wand zu befestigen. Somit weisen die Lichtmodule 4a bis 4d jeweils
einen sandwichartigen Aufbau auf, wobei die Lichtquelle 22 durch
die direkte Anordnung an dem jeweiligen Flächenelemente 8a bis 8d und
der rückseitigen
Abdeckung durch die Schutzschicht 28, die wiederum durch
die Rückschicht 30 bedeckt
ist, besonders geschützt
angeordnet ist. Die Gefahr einer Beschädigung der Lichtquelle 22 lässt sich
weiter reduzieren, wenn die Rückschicht 30 mantelartig
zumindest die Schutzschicht 28 und die Lichtquelle 22 umschließt.
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Gemäß den 3 und 4 werden
die Steckverbindungen 10a bis 10d jeweils zumindest von
zwei Steckern 32a, 32b gebildet, die jeweils mit der
Lichtquelle 22 ihres Lichtmoduls 4a bis 4d elektrisch
in Verbindung stehen. Zum Schutz der Stecker 32a, 32b vor
Beschädigungen
sind diese zumindest abschnittsweise in der Rückschicht 30 eingebettet und
schließen
rückseitig
bündig
mit dieser ab (2). Ebenso sind die Schalter 18 in
der Rückschicht 30 eingebettet
(nicht dargestellt). Die Stecker 32a, 32b sind
im Randbereich der Lichtmodule 4a bis 4d angeordnet
und können
als weiblicher oder als männlicher
Stecker ausgebildet sein, wobei bei der Ausführung als männlicher Stecker 32a elektrische Anschlüsse bzw.
Datenübertragungsanschlüsse 34a, 34b seitlich,
d. h. in Richtung eines benachbarten Lichtmoduls 4a bis 4d,
oder rückseitig,
d. h. in Richtung der Befestigungsfläche 24, auskragen
(3 und 4).
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Die
seitliche Erstreckung der Anschlüsse 34a, 34b des
männlichen
Steckers 32a hat, wie in 3 gezeigt,
den Vorteil, dass beim Zusammenwirken mit dem weiblichen Stecker 32b eines
benachbarten Lichtmoduls 4c die Stecker 32a, 32b durch seitliches
Zusammenschieben unmittelbar elektrisch und mechanisch miteinander
in Verbindung bringbar sind, so dass die Anzahl elektrischer Schnittstellen zur
Durchschleifung des Stroms minimiert ist.
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Die
Verwendung von zwei männlichen
Steckern 32a, 32c mit jeweils einer rückseitigen
Erstreckung ihrer Anschlüsse 34a, 34b, 34c, 34d hat,
wie in 4 gezeigt, den Vorteil, dass die Lichtmodule 4a bis 4d mittels
ihrer Anschlüsse 34a, 34b, 34c, 34d an der
Befestigungsfläche 24 lösbar fixiert
werden können,
so dass auf zusätzliche
Hilfsmittel zu ihrer Fixierung an der Befestigungsfläche 24 verzichtet
werden kann. Hierzu ist in einer Aufnahme 42 der Befestigungsfläche 24 ein
plattenartiger Verbindungskörper 36 angeordnet,
der zum lösbaren
Eingreifen der Anschlüsse 34a bis 34d in
entsprechende Bohrungen 38a, 38b, 38c, 38d aufweist.
Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Lichtmodulen 4a bis 4d bzw.
den jeweiligen Steckern 32a, 32c kontaktieren
die Anschlüsse 34a bis 34d im
eingesetzten Zustand mit ihrem jeweiligen freien Endabschnitt ein in
dem Verbindungskörper 36 aufgenommenes
und die Bohrungen 38a bis 38d bodenseitig begrenzendes
entsprechendes elektrisches Kontaktelement 40.
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Offenbart
ist ein Lichtmodul mit einem hinterleuchteten Flächenelement, an dem eine Lichtquelle flächig anliegt
oder die mit diesem verbunden ist, sowie ein Lichtsystem mit einer
Vielzahl von derartigen Lichtmodulen.