DE102006054379A1

DE102006054379A1 - Transparent plate with a surface structure for largely glare-free decoupling of the light generated by a luminaire

Info

Publication number: DE102006054379A1
Application number: DE102006054379A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Bohle; Siegfried Dipl.-Ing. Bickel (FH)
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-05-21
Also published as: EP2102545B1; ATE488730T1; DE502007005711D1; EP2102545A1; WO2008058585A1

Abstract

The invention relates to a transparent plate with a surface structure (21) for the largely glare-free emission of the light generated by a lamp, wherein the plate (21), in order to form the surface structure, has on at least one side more than two families offset by particular angles of straight, parallel running essentially V-shaped grooves (22-24). The configurable parameters in the arrangement, such as the dimensions of the grooves (22-24), the spacing thereof within a family, and the offset angles are chosen in such a way that between the grooves (22-24) only projecting pyramids or pyramid frustums (25, 26) remain, which preferably have the same height.

Description

Bekannt ist eine transparente Platte mit einer zum weitgehend blendfreien Auskoppeln des von einer Leuchte erzeugten Lichts ausgebildeten Oberflächenstruktur, wobei die Platte zur Bildung der Oberflächenstruktur an mindestens einer Seite zwei um 90° versetzte Scharen von geraden, parallel verlaufenden V-förmigen Nuten aufweist, wobei die konfigurierbaren Parameter, wie Abmessungen der Nuten, ihre Abstände innerhalb einer Schar und die Versatzwinkel, so gewählt sind, dass zwischen den Nuten ausschließlich vorstehende Pyramiden gleicher Höhe mit quadratischer Grundfläche verbleiben.Known is a transparent plate with a largely glare-free Decoupling of the light generated by a lamp trained Surface structure, wherein the plate for forming the surface structure at least one side two offset by 90 ° Flocks of straight, parallel V-shaped grooves, wherein the configurable parameters, such as dimensions of the grooves, their distances within a flock and the offset angles, so chosen, that between the grooves exclusively protruding pyramids same height with square base remain.

Transparente Platten der vorstehend beschriebenen Art haben den Nachteil, dass die Lichtabgabe nicht in alle Richtungen gleichmäßig erfolgt. Dies liegt an der quadratischen Grundform der Pyramiden, welche das Licht in vier Vorzugsrichtungen abgeben. Letzteres hat zur Folge, dass der Betrachter einer mit einer solchen Platte versehenen Leuchte in Abhängigkeit davon, ob er die Leuchte von einer der Vorzugsrichtungen aus betrachtet oder von einer dazwischen liegenden Position, einen wahrnehmbaren Helligkeitsunterschied feststellt.transparent Plates of the type described above have the disadvantage that the light output is not uniform in all directions. This is due the square basic form of the pyramids, which the light in four Give preferential directions. The latter has the consequence that the viewer a lamp provided with such a plate in dependence of whether he is looking at the lamp from one of the preferred directions or from an intermediate position, a discernible one Brightness difference.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entblendungswirkung einer solchen Platte in dem Sinne zu verbessern, dass der Betrachter einer mit einer derartigen Platte versehenen Leuchte bei unterschiedlichen Betrachtungspositionen weniger starke Helligkeitsunterschiede empfindet.Of the Invention is based on the object, the Entblendungswirkung a such a disk in the sense that the viewer a provided with such a plate lamp at different Viewing positions less strong differences in brightness feels.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine transparente Platte mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Kern der erfindungsgemäßen Lehre ist, dass zur Realisierung der Oberflächenstruktur in der Platte nicht nur zwei Scharen von im wesentlichen V-förmigen Nuten vorzusehen sind, sondern mehr als zwei Scharen. Dabei ist darauf zu achten, dass die konfigurierbaren Parameter, wie Abmessungen der Nuten, ihre Abstände innerhalb einer Schar und die Versatzwinkel der Nuten-Scharen so gewählt sind, dass zwischen den Nuten ausschließlich Pyramiden oder Pyramidenstümpfe verbleiben, deren Grundfläche jedoch nicht-quadratisch ist und die vorzugsweise gleiche Höhe haben. Die transparente Platte kann eine positive oder negative Oberflächenstruktur aufweisen, d.h. die Pyramiden oder Pyramidenstümpfe stehen bei einer positiven Ausbildung aus der Platten- bzw. Oberflächenebene vor oder diese sind bei einer negativen Ausbildung von der Plattenebene nach innen gerichtet.The The object is achieved by a transparent plate having the features of claim 1. Kern the teaching of the invention is that to realize the surface structure in the plate not only two sets of substantially V-shaped grooves are to be provided, but more than two crowds. It is important to ensure that the configurable parameters, such as dimensions of the grooves, their distances within a flock and the offset angles of the groove flocks like this are chosen that only pyramids or truncated pyramids remain between the grooves their base area however, is non-square and preferably have the same height. The transparent plate may have a positive or negative surface structure have, i. the pyramids or truncated pyramids are positive Training from the plate or surface level before or these are in the case of a negative formation, directed inwards from the plate plane.

Zur geometrischen Definition einer Pyramide und eines Pyramidenstumpfs sei an dieser Stelle folgendes festgehalten: Eine „Pyramide" ist ein Polyeder, der von einer Grundfläche in Form eines Polygons beliebiger Eckenzahl und mindestens drei die Seitenflächen bildenden Dreiecken begrenzt ist, wobei die Dreiecke in einem Punkt (Spitze der Pyramide) zusammentreffen. Im Rahmen dieser Erfindung ist jedoch nicht ausschließlich die streng geometrische Definition maßgebend, sondern die vorteilhaften lichttechnischen Effekte sind auch dann erzielbar, wenn die Seitenflächen der Pyramiden eben, leicht gewölbt oder geschwungen oder facettiert oder in ähnlicher Weise ausgebildet sind.to geometric definition of a pyramid and a truncated pyramid At this point the following should be stated: A "pyramid" is a polyhedron, the one of a base in the form of a polygon of any number of corners and at least three the side surfaces forming triangles is limited, with the triangles in one point (Top of the pyramid) meet. Within the scope of this invention but not exclusively the strict geometric definition prevail, but the advantageous Photometric effects are also achievable if the side surfaces of the Flat pyramids, slightly arched or curved or faceted or formed in a similar manner are.

Ein „Pyramidenstumpf" entsteht dadurch, dass man von einer Pyramide parallel zur Grundfläche eine kleinere, zur ursprünglichen Pyramide ähnliche Pyramide abschneidet.A "truncated pyramid" arises from the fact that from a pyramid parallel to the base a smaller, to the original one Pyramid-like Pyramid cuts off.

Die erfindungsgemäße Lehre erlaubt es, die Pyramiden oder Pyramidenstümpfe innerhalb der Oberflächenstruktur so anzuordnen, dass zumindest diejenigen benachbarten Pyramiden oder Pyramidenstümpfe, die eine gemeinsame Grundflächen-Kante haben, eine voneinander abweichende Ausrichtung aufweisen. Das wiederum führt zu einer Erhöhung der Zahl der Vorzugsrichtungen, mit der die Oberflächenstruktur das von der Leuchte abgegebene Licht mit Streuwirkung abstrahlt. Eine Erhöhung der Zahl der Vorzugsrichtungen hat zur Folge, dass die angestrebte Entblendungswirkung verbessert wird.The inventive teaching allows the pyramids or truncated pyramids within the surface structure to arrange so that at least those neighboring pyramids or truncated pyramids, which have a common base edge, one have different orientation. This in turn leads to an increase in the Number of preferred directions, with which the surface structure of the light emitted light with scattering effect radiates. An increase in the Number of preferred directions has the consequence that the desired Entblendungswirkung is improved.

Eine erste konkrete Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die transparente Platte zur Bildung der Oberflächenstruktur drei um jeweils einen Winkel von 60° versetzte Scharen von Nuten aufweist. Die Grundflächen der Pyramiden oder Pyramidenstümpfe sind in diesem Fall gleichseitige Dreiecke, mit der Folge, dass die Oberflächenstruktur insgesamt immerhin schon sechs Vorzugsrichtungen bei der Abstrahlung des von der Leuchte erzeugten Lichts hat.A first concrete embodiment of the invention may consist in that the transparent plate to form the surface structure three sets of grooves each offset by an angle of 60 ° having. The bases the pyramids or truncated pyramids are in this case equilateral triangles, with the result that the surface structure after all, already six preferred directions in the radiation has the light generated by the lamp.

Eine weitere Variante kann darin bestehen, dass die transparente Platte zur Bildung der Oberflächenstruktur vier um jeweils einen Winkel von 45° versetzte Scharen von Nuten aufweist. Hier haben die Pyramiden oder Pyramidenstümpfe eine ein gleichschenkliges Dreieck bildende Grundfläche. Eine solche Oberflächenstruktur hat dann bereits acht Vorzugsrichtungen.A Another variant may be that the transparent plate for the formation of the surface structure four sets of grooves offset by an angle of 45 ° having. Here the pyramids or truncated pyramids have one an isosceles triangle forming base. Such a surface structure then already has eight preferred directions.

Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchte mit einer Lampe und einem Reflektor. Die erfindungsgemäße Leuchte soll dadurch gekennzeichnet sein, dass auf der – von der Lampe aus gesehen – gegenüberliegende Seite des Reflektors eine transparente Platte mit einer Oberflächenstruktur aufgebracht wird, die sich durch die vorstehend beschriebenen Merkmale auszeichnet. Die Anordnung soll dabei so erfolgen, dass sich die Oberflächenstruktur auf der der Lampe abgewandten Seite der Platte befindet.The The invention further relates to a luminaire with a lamp and a Reflector. The luminaire according to the invention should be characterized in that on the - seen from the lamp - opposite Side of the reflector a transparent plate with a surface texture is applied, which is characterized by the features described above distinguished. The arrangement should be made so that the surface structure on the side facing away from the lamp plate.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to the drawings. It demonstrate:

1 eine bekannte Leuchte mit einer transparenten Platte mit einer Pyramiden mit quadratischer Grundfläche aufweisenden Oberflächenstruktur; 1 a known luminaire with a transparent plate having a pyramid having a square base surface structure;

2 eine Ansicht II gegen die in 1 gezeigte bekannte transparente Platte; 2 a view II against the in 1 shown known transparent plate;

3 einen Teilschnitt III-III durch die in 2 gezeigte bekannte Platte; 3 a partial section III-III through the in 2 shown known plate;

4 eine Ansicht wie die Ansicht II in 1 auf eine transparente Platte mit einer von Pyramiden gebildeten Oberflächenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 4 a view like the view II in 1 on a transparent plate having a pyramid-shaped surface structure according to a first embodiment of the invention;

5 einen Teilschnitt V-V durch die in 4 gezeigte transparente Platte; 5 a partial section VV through the in 4 shown transparent plate;

6 eine Ansicht wie die Ansicht II in 1 auf eine transparente Platte mit einer von Pyramiden gebildeten Oberflächenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 6 a view like the view II in 1 on a transparent plate having a pyramid-shaped surface structure according to a second embodiment of the invention;

7 einen Teilschnitt VII-VII durch die in 6 gezeigte transparente Platte. 7 a partial section VII-VII by the in 6 shown transparent plate.

2 zeigt eine transparente Platte mit einer Oberflächenstruktur, die in einer Leuchte 11 bekannter Konstruktion eingebaut ist, um das von der Leuchte erzeugte Licht möglichst blendfrei auszukoppeln. Die Leuchte 11 weist eine Leuchtstofflampe 12 und einen diese umgebenden Reflektor 13 auf. Auf der dem Reflektor gegenüberliegenden Seite der Leuchtstofflampe 12 ist eine transparente Platte mit einer nach außen oder in einer alternativen Ausführungsform nach innen gerichteten Oberflächenstruktur angeordnet. Die Oberflächenstruktur der transparenten Platte 1 bewirkt, dass sowohl direkt auftreffende Strahlen 14, 15 als auch an dem Reflektor 13 reflektierte Strahlen 16a, 16b so nach unten gestreut werden, dass zu beiden Seiten der Leuchte 11 weitgehend abgeschattete Entblendungsbereiche 17, 18 entstehen. Selbst sehr flach auftreffende Lichtstrahlen wie der reflektierte Lichtstrahl 16b können nicht – wie durch den fiktiven Strahl 16c angedeutet – in den Entblendungsbereich 18 fallen, sondern werden nach unten gestreut, wie dies durch das Pfeilbündel 16d angedeutet ist. 2 shows a transparent plate with a surface structure in a lamp 11 known construction is installed in order to extract the light generated by the lamp as glare-free. The lamp 11 has a fluorescent lamp 12 and a surrounding reflector 13 on. On the opposite side of the reflector fluorescent lamp 12 For example, a transparent plate is arranged with an outwardly or in an alternative embodiment inwardly directed surface structure. The surface structure of the transparent plate 1 causes both direct impinging rays 14 . 15 as well as on the reflector 13 reflected rays 16a . 16b be scattered down so that on both sides of the lamp 11 largely shaded glare areas 17 . 18 arise. Even very flat incident light rays such as the reflected light beam 16b can not - as by the fictitious beam 16c indicated - in the Entblendungsbereich 18 fall, but are scattered down, as by the arrowhead 16d is indicated.

Die bekannte Oberflächenstruktur ist aus den 2 und 3 ersichtlich. Die transparente Platte 1 weist dazu zwei um 90° versetzte Scharen von parallel verlaufenden V-förmigen Nuten 2, 3 auf, zwischen denen Pyramiden verbleiben, von denen nur vier gezeigt sind und zwei davon mit den Bezugsziffern 5, 6 bezeichnet sind. Durch die an den Pyramiden vorgesehenen Pfeile ist angedeutet, dass die Abstrahlung des Lichts von den Prismen in vier Vorzugsrichtungen erfolgt. Natürlich erfolgt eine Abstrahlung von Licht auch in zwischen den Vorzugsrichtungen liegenden Richtungen, allerdings mit anderer Lichtintensität. Dieser Unterschied ist unerwünscht und wird bei den nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der transparenten Platten vermindert.The known surface structure is from the 2 and 3 seen. The transparent plate 1 has two sets of 90 ° offset parallel V-shaped grooves 2 . 3 between which remain pyramids, of which only four are shown and two of them with the reference numerals 5 . 6 are designated. The arrows provided on the pyramids indicate that the radiation of the light from the prisms takes place in four preferred directions. Of course, a radiation of light is also in lying between the preferred directions directions, but with different light intensity. This difference is undesirable and is reduced in the below-described embodiments of the transparent plates according to the invention.

Die in den 4 und 5 gezeigte erste Variante der erfindungsgemäßen transparenten Platte 21 weist zur Realisierung der Oberflächenstruktur drei um jeweils 60° versetzte Scharen von parallel verlaufenden im wesentlichen V-förmigen Nuten 22, 23 und 24 auf. Die Abmessungen bzw. die Form der Nuten sowie ihre Abstände innerhalb einer Schar sind so bemessen, dass zwischen den Nuten ausschließlich Pyramiden gleicher Höhe verbleiben. Die V-förmigen Nuten werden durch Seitenflächen der Pyramiden gebildet, wobei diese eben oder in anderen Ausführungsformen leicht gewölbt oder in ähnlicher Weise ausgestaltet sein können, so dass sich die Seitenflächen unterschiedlicher benachbarter Pyramiden der V-Form annähern. Die Pyramiden haben eine Grundfläche in Form eines gleichseitigen Dreiecks. Es sind der Einfachheit halber nur sechs Pyramiden mit Schattierungen versehen worden, von denen lediglich zwei mit Bezugsziffern 25 und 26 gekennzeichnet sind. Es ist aber erkennbar, dass die eine gemeinsame Kante der Grundfläche aufweisenden Pyramiden jeweils eine andere Ausrichtung haben. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Pyramiden das in die transparente Platte 21 eingestrahlte Licht in sechs verschiedene Vorzugsrichtungen abstrahlen. Die Vorzugsrichtungen sind durch von den Pyramiden ausgehende Pfeile angedeutet. Die größere Zahl der Vorzugsrichtungen führt zu einer Verminderung von Helligkeitsunterschieden bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln der transparenten Platte 21 mit dieser Oberflächenstruktur.The in the 4 and 5 shown first variant of the transparent plate according to the invention 21 For realizing the surface structure, there are three groups of mutually parallel V-shaped grooves offset by 60 ° in each case 22 . 23 and 24 on. The dimensions or the shape of the grooves and their distances within a crowd are such that remain between the grooves only pyramids of the same height. The V-shaped grooves are formed by side surfaces of the pyramids, which may be slightly curved or otherwise configured in planar fashion or in other embodiments such that the side surfaces of different adjacent pyramids approximate the V-shape. The pyramids have a base in the form of an equilateral triangle. For the sake of simplicity, only six pyramids have been shaded, of which only two have reference numerals 25 and 26 Marked are. However, it can be seen that the pyramids having a common edge of the base area each have a different orientation. In this way it is achieved that the pyramids in the transparent plate 21 emit incident light in six different preferred directions. The preferred directions are indicated by arrows emanating from the pyramids. The greater number of preferred directions leads to a reduction of brightness differences at different viewing angles of the transparent plate 21 with this surface structure.

Die in den 6 und 7 dargestellte zweite Variante der erfindungsgemäßen transparenten Platte 31 weist zur Realisierung der Oberflächenstruktur vier um jeweils 45° versetzte Scharen von parallel verlaufenden im wesentlichen V-förmigen Nuten 32, 33, 34, 35 auf. Zwischen den Nuten verbleiben auch hier Pyramiden gleicher Höhe. Der Einfachheit halber sind auch hier nur acht in der Mitte der transparenten Platte 31 liegende Pyramiden mit Schattierungen versehen worden, wobei nur vier dieser Pyramiden mit Bezugsziffern 36, 37, 38 und 39 gekennzeichnet sind. Durch die von den Pyramiden ausgehenden Pfeile soll angedeutet werden, dass in diesem Fall das in die transparente Platte 31 eingestrahlte Licht in acht unterschiedliche Vorzugsrichtungen abgestrahlt wird. Auf diese Weise ist eine noch weitergehende Entblendung gewährleistet, zu verstehen in dem Sinne, dass Helligkeitsunterschiede aus verschiedenen Betrachtungswinkeln noch weiter reduziert sind.The in the 6 and 7 illustrated second variant of the transparent plate according to the invention 31 For realizing the surface structure, there are four sets of parallel substantially V-shaped grooves offset by 45 ° in each case 32 . 33 . 34 . 35 on. Between the grooves remain pyramids of the same height. For the sake of simplicity, only eight are in the middle of the transparent plate 31 lying pyramids have been provided with shades, with only four of these pyramids with reference numerals 36 . 37 . 38 and 39 Marked are. By the emanating from the pyramids arrows to indicate that in this case that in the transparent plate 31 irradiated light is emitted in eight different preferred directions. In this way, an even further glare is guaranteed, too understand in the sense that differences in brightness from different viewing angles are even further reduced.

Transparente Platten mit Oberflächenstruktur der in den 4 bis 7 gezeigten Art können mit an sich bekannten Herstellverfahren durch Spritzgießen mittels einer entsprechend ausgebildeten Gießform oder durch Heißprägen mittels eines Stempels oder mittels einer Rollform zur Nutzung in einem Endlosverfahren hergestellt werden. Die Pyramiden der Oberflächenstruktur sind klein und haben in der Regel Abmessungen, die geringer als 1mm sind. Die Prismenstruktur wird daher auch als Mikro-Oberflächenstruktur bezeichnet.Transparent plates with surface structure in the 4 to 7 The type shown can be prepared by known per se manufacturing process by injection molding by means of a correspondingly shaped mold or by hot stamping by means of a stamp or by means of a roll mold for use in a continuous process. The pyramids of the surface structure are small and usually have dimensions that are less than 1mm. The prism structure is therefore also called a micro-surface structure.

Die in Verbindung mit den 1–6 beschriebenen Ausführungsformen für die erfindungsgemäße transparente Platte haben eine von Pyramiden gebildete Oberflächenstruktur. Um eine von Pyramidenstümpfen gebildete Oberflächenstruktur zu erzeugen müssen die Abstände der Nuten innerhalb einer Schar beim Fräsen der Werkzeugplatte 43 größer gewählt werden, und zwar so groß, dass zwischen den eingefrästen Nuten ebene Abstandsbereiche verbleiben.The in conjunction with the 1 - 6 described embodiments for the transparent plate according to the invention have a surface structure formed by pyramids. In order to produce a surface structure formed by truncated pyramids, the distances of the grooves must be within a family when milling the tool plate 43 be chosen larger, and so large that remain between the milled grooves even distance ranges.

Claims

Transparent plate ( 21 . 31 ) with a surface structure for largely glare-free decoupling of a lamp ( 11 ) generated light, the plate ( 21 . 31 ) to form the surface structure on at least one side more than two each offset by certain angles flocks of straight, parallel substantially V-shaped grooves ( 22 - 24 . 32 - 35 ) and wherein the configurable parameters, such as the dimensions of the grooves ( 22 - 24 . 32 - 35 ), their distances within a family and the offset angles, are chosen so that between the grooves ( 22 - 24 . 32 - 35 ) exclusively pyramids ( 25 . 26 ; 36 - 39 ) or truncated pyramids remain.

Transparent plate according to claim 1, characterized in that the pyramids or truncated pyramids ( 25 . 26 ; 36 - 39 ) have the same height.

Transparent plate ( 21 . 31 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the configurable parameters are further selected such that at least those adjacent pyramids or truncated pyramids ( 25 . 26 ; 36 - 39 ), which have a common base edge, have a different orientation.

Transparent plate ( 21 ) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, to form the surface structure, they comprise three groups of grooves (each offset by an angle of 60 °) ( 22 - 24 ) having.

Transparent plate ( 31 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that they are formed to form the surface structure four at an angle of 45 ° offset sets of grooves ( 32 - 35 ) having.

Lamp ( 11 ) with a lamp ( 12 ) and a reflector ( 13 ), characterized in that on the - of the lamp ( 12 ) seen from - opposite side of the reflector ( 13 ) a transparent plate ( 21 . 31 ) is mounted with a surface structure according to one of claims 1 to 5 so that the surface structure on the lamp ( 12 ) facing away from the plate ( 21 ; 31 ) is located.