DE102007048153A1

DE102007048153A1 - Optische Anordnung von optischen Schichten

Info

Publication number: DE102007048153A1
Application number: DE102007048153A
Authority: DE
Inventors: Norbert Fernkorn
Original assignee: Sbb Holding & Co KG GmbH
Current assignee: Sbb Holding & Co KG GmbH
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-04-09

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine optische Anordnung (1) vorgestellt, die mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllt. Einerseits wird mit der optischen Anordnung (1) das aus einer Lichtquelle (7) austretende Licht opalisiert und andererseits wird das opalisierte Licht in mindestens zwei Bereiche stärkerer und weniger starker Lichtausbreitung aufgeteilt. Weiterhin verhindert diese aus einer Mehrzahl von Schichten (1-5) bestehenden Anordnung (1), die alle eine selbstständige Funktion haben, eine klare Durchsicht durch die optische Anordnung, so dass sie zur Abdeckung von Lichtaustrittsöffnungen von Leuchten gut geeignet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer optischen Anordnung von lichtdurchlässigen Schichten, die übereinander angeordnet sind und infolge der optischen Wirkung jeder einzelnen Schicht in ihrer Gesamtheit einen speziellen Strahlengang verursachen, insbesondere eine direkte Durchsicht verhindern.
Derartige lichtdurchlässige Platten sind aus der DE 34 20 414 C2 bekannt und werden als Entblendungsmittel in Leuchten für Räume häufig verwendet. Diese Erfindung, die als Leuchtenabdeckung eingesetzt wird, weist an der Außenseite eine Vielzahl von Prismen auf, die einerseits aufgrund der Teilreflexion Lichtstrahlen in einem bestimmten Winkel nicht durchdringen lassen und andererseits einem Betrachter von außen unter einem bestimmten Winkel einen Einblick in das Innere einer Leuchte gewähren. Darüber hinaus wird als nachteilig empfunden, dass das aus der Leuchte austretende Licht nicht an allen Orten als gleichmäßig zu betrachten ist, sondern eher als örtlich abhängig gebündeltes Licht austritt. Ferner ist aus der DE 20 2006 012 684 U1 eine hintergrundbeleuchtete Fläche mit einer Leuchtfläche, die eine Lichtquelle aufweist bekannt. Diese Leuchtfläche ist auch aus mehreren Schichten zusammengesetzt, so dass das austretende Licht in gewisser Weise durch linsenartige optische Körper modifiziert wird, aber nur für bestimmte Anwendungsbeispiele geeignet ist, insbesondere nicht zur Abdeckung von Lichtquellen in einer Leuchte.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Anordnung bereitzustellen, die einfach und kostengünstig in der Herstellung ist und das Licht einer Lichtquelle optimal streut und unter vorbestimmten Winkeln eine verstärkte Lichtausbeute gewährleistet.
Diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Optische Anordnung eine Mehrzahl von lichtdurchlässigen Schichten auf mit mindestens einer lichtbrechenden Schicht und
mindestens einer opalisierenden Schicht und
mindestens einer teilweise lichtdurchlässigen und
verspiegelten Schicht und mindestens einer Schutzschicht auf. Vorteilhaft ist es dabei, dass die teildurchlässige Schicht eine der großen Oberflächen bedeckt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Prismenschicht eine der großen Oberflächen bedeckt.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die opalisierende Schicht zwischen der teildurchlässigen Schicht und der Prismenschicht angeordnet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Schichten in ihrer Gesamtheit eine lichtlenkende Wirkung aufweisen.
Vorteilhaft ist es auch, dass der Transmissionsgrad der Anordnung in seiner Gesamtheit so gewählt ist, dass die Leuchtdichte der Lichtaustrittsfläche unter bestimmten Lichtaustrittswinkeln (α) geringer ist als die in den DIN bzw. BGI zur Entblendung festgelegten Grenzwerte.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die einzelnen Schichten dauerresistent und beständig gegenüber UV- und IR-Strahlung sind.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Schichten in ihrer Gesamtheit eine gerichtete diffus-homogene Lichtverteilung mit größtmöglichem Transmissionsgrad bei gezielter Direktlichtentblendung aufweisen.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die lichtbrechende Schicht in der Zusammenwirkung von Lichtbrechung, Totalreflektion und Teil-Reflektion die Lichtstärke unter bestimmten Lichtaustrittswinkeln (α) reduziert wird, um effektivere Entblendungseigenschaften zu erzielen.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im nun folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail näher beschrieben. Es zeigt
1 einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung mehrerer Schichten (1–5);
2 eine schematische Darstellung des aus einem Leuchtmittel (7) austretenden Lichtes, das auf die optische Anordnung (1) auftrifft;
3 die Vergrößerung eines Teils des Strahlengangs in der optischen Anordnung (1).
Die 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung 1 mehrerer Schichten 1–5. An der Lichtaustrittsseite ist die totalreflektierende Schicht 2 angordnet, die eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Prismen 6 aufweist. Diese Schicht 2 hat infolge der optischen Körper 2 (Prismen), die im vorliegenden Ausführungsbeispiel dreieckig ausgebildet sind, die Wirkung eines totalreflektierenden Anteils des Lichtes und einen gebrochenen Anteil des Lichtes. Über der Schicht 2, die verhältnismäßig dick ausfällt, ist eine verhältnismäßig dünne Schicht 3 angeordnet, die eine opalisierende Wirkung aufweist. Das Material dieser Schicht 3 ist in der Regel ein Polycarbonat, das weitgehend UV-stabilisiert ist und prinzipiell gefärbt sein kann, aber vorzugsweise eine milchige Farbe annimmt. Die Stärke der Schicht 3 ist u. a für den Grad der Transmission verantwortlich, so dass die jeweilige Dicke der Schicht 3 ein Maß für den Transmissionsgrad darstellt. Ferner wird der Transissionsgrad noch durch die Intensität der Einfärbung beeinflusst und kann damit maßgeblich die Transmission des Lichtes beeinflussen. Das Entstehen der Opalisierung an einer eingefärbten Schicht ist allgemein bekannt und wird an dieser Stelle nicht näher beschrieben. Sinn und Zweck der opalisierenden Schicht 3 ist es, eine Homogenität der Lichtverteilung und eine Undurchsichtigkeit der gesamten optischen Anordnung zu erreichen.
Zwischen der Schicht 2 und der Schicht 3 kann sich ein, wenn auch sehr geringer Luftspalt 8 befinden, weil zumindest diese Schichten 2, 3 ohne Zuhilfenahme von Klebemitteln übereinander angeordnet sind. Über die opalisierende Schicht 3 ist eine metallisierte Schicht 4 angeordnet, die auf verschiedene Art und Weisen aufgebracht werden können. Zwei Arten der Aufbringung sind z. B. das Aufdampfen oder das Spattern. Die sehr sauber aufgetragene Schicht 4 stellt eine halbdurchlässige dünne Spiegelschicht dar, die wirksam in Richtung des Leuchtmittels 7 ist und damit die Transmission des einfallenden Lichtes verringert. Um die hochempfindliche halbdurchlässige Spiegelschicht 4 nicht zu beschädigen, ist auf diese Schicht 4 eine Schutzschicht 5 aufgetragen, die beispielsweise eine klare aufgesprühte Lackschicht oder eine aufgezogene Folie ist. Eine andere Methode des Auftragens der Lackschicht 5 ist das Aufwalzen oder Auftragen in einem Bad.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des aus einem Leuchtmittel 7 austretenden Lichtes und auf die optische Anordnung 1 auftrifft. Hier werden die Strahlen 9 an der Spiegelschicht teilweise reflektiert und teilweise durchgelassen, so dass die opalisierende Schicht 3 ein diffuses Licht erzeugt, dass aus der Schicht 3 heraustritt und durch eine Mehrzahl von Pfeilen dargstellt ist. Dieses diffuse Licht tritt dann in die Schicht 2 ein und gelangt an die Oberfläche der dreieckigen Prismen 6, die einerseits eine Totalreflektion und andererseits eine Lichtbrechung bewirkt, so dass hierdurch unterhalb der Schicht 2 sich ein Lichtkegel mit einem Öffnungswinkel von etwa 65 Grad zur Senkrechten ausbreitet, in dem eine gewisse Lichtverstärkung eintritt und außerhalb dieses Lichtkegels eine gewisse Lichtreduktion zu verzeichnen ist. Diese Situation ist in der 3 vergrößert dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3420414 C2 [0002]
- DE 202006012684 U1 [0002]

Claims

Optische Anordnung (1) von lichtdurchlässigen Schichten (1–5) gekennzeichnet durch – mindestens einer lichtbrechenden Schicht (2); – mindestens einer opalisierenden Schicht (3); – mindestens einer teilweise lichtdurchlässigen und verspiegelten Schicht (4); und – mindestens einer Schutzschicht (5).
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die teildurchlässige Schicht (4) eine der großen Oberflächen bedeckt.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prismenschicht (2) eine der großen Oberflächen bedeckt.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die opalisierende Schicht (3) zwischen der teildurchlässigen Schicht (4) und der Prismenschicht (2) angeordnet ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (2–5) in ihrer Gesamtheit eine lichtlenkende Wirkung aufweisen.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transmissionsgrad durch die Festlegung der physikalischen Eigenschaften der einzelnen Schichten variierbar ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einzelnen Schichten (2–5) stabilisiert sind gegenüber UV- und IR-Strahlung sind.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten in ihrer Gesamtheit eine gerichtete diffus-homogene Lichtverteilung mit größtmöglichem Transmissionsgrad bei gezielter Direktlichtentblendung aufweisen.
Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtbrechende Schicht (2) in der Zusammenwirkung von Lichtbrechung, Totalreflektion und Teilreflektion die Lichtstärke unter einem vorbestimmten Lichtaustrittswinkel (α) reduziert und außerhalb dieses entblendeten Winkels (α) eine Erhöhung der Lichtstärke bewirkt.