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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur beleuchteten Präsentation
einer aufliegenden durchscheinenden oder dahinter liegenden, reflektierenden,
planen Vorlage.
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Eine
Beleuchtungsvorrichtung, die flächig Licht abstrahlt, kann
sowohl zur Beleuchtung von davor liegenden durchscheinenden Vorlagen
als auch insbesondere zur Auflicht-Beleuchtung reflektierender Vorlagen,
beispielsweise aus normalem Papier vorgesehen werden.
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Durch
die besonders gleichmäßige Beleuchtung scheinen
sowohl die transmittierenden Vorlagen, als auch die reflektierenden
Vorlagen selbst zu leuchten. Ein besonde rer Vorteil einer derartigen
Beleuchtung einer reflektierenden Vorlage ist es, dass man normale
Papiervorlagen, auch beidseitig bedruckte, zur Präsentation
verwenden kann und die Kosten für aufwendige Erstellung
von bedruckten, durchscheinenden Folien einsparen kann.
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Als
Stand der Technik ist dabei die
DE-OS 23 56 947 zu nennen, in der bereits
ein plattenförmiges Prisma mit einer in das Prisma hineinstrahlenden Lichtquelle
an der Stirnfläche beschrieben ist, das auf Teilen seiner
Oberfläche aufgerauht oder mattiert ist. Für eine
gleichmäßige Ausleuchtung größerer
Vorlagen als unter einem Kursdreieck, insbesondere Plakaten, ist
allerdings diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik nicht ausreichend,
um den erwünschten Effekt einer selbstleuchtenden Vorlage
zu erzielen.
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Die
Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine gleichmäßige
Ausleuchtung auch für sehr großflächige
Vorlagen – abhängig von der jeweils eingesetzten
Art von Lichtquellen – zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird
dies durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen
an.
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Eine
lichtleitende Platte – insbesondere aus farblosem, im sichtbaren
Spektralbereich praktisch nicht absorbierendem, klarem, durchsichtigem
Acrylglas (Polymethylmethacrylat) – ermöglicht
die Einstrahlung eines Lichtstroms an einer glatten Schnittkante
senkrecht zu ihrer Oberfläche. Alle aus unterschiedlichen
Richtungen in die Kante eintretenden Lichtstrahlen werden so gebrochen,
dass sie im Acrylglas an der Oberfläche total reflektiert
werden und erst an der gegenüberliegenden Kante wieder austreten
würden.
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Die
Reflexion des von der Beleuchtung ausgehenden Lichtstroms an der
gegenüberliegenden Schnittkante oder das Anbringen einer
zweiten Beleuchtung an der gegenüber liegenden Schnittkante verbessert
die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung deutlich.
Die unvermeidliche Abnahme der Leuchtdichte mit zunehmendem Abstand
von der Einstrahlung wird durch die Überlagerung der von
den beiden Schnittkanten herrührenden Beleuchtungsstärken weitgehend
ausgeglichen.
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Als
Lichtquellen kommen gerade Leuchtstofflampen (besonders gut geeignet
sind die so genannten Apertur-Leuchtstofflampen der Firma Philips)
und Reihungen von Leuchtdioden (LED) infrage.
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Um
einen über die gesamte Oberfläche der lichtleitenden
Platte aus Acrylglas gleichmäßigen Lichtaustritt
zu erreichen, müssen die in ihrem Inneren verlaufenden
Lichtstrahlen von dem durch die Totalreflexion bedingten Verlauf
abgelenkt werden. Bisher hat man dafür entweder einen speziellen
reflektierenden Raster-Siebdruck auf eine farblose Acrylglasplatte
gebracht (Markenname PRISMEX) oder das Plattenmaterial durch Zugabe
geringfügig anders brechender Kunststoffpartikel vorwärtsstreuend
gemacht (Markennamen PLEXIGLAS GS 1001 und 1002, ELIT, SATLITE).
All diese Materialien werden nur in Dicken ≥ 6 mm angeboten
und sind herstellungsbedingt relativ teuer.
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Erfindungsgemäß kommt
dagegen ein wesentlich billigeres, handelsübliches, maximal
4 mm dickes, farbloses, nach der Extrusion durch Abdruck einer entsprechenden
Walze oberflächlich leicht mattiertes Acrylglas (PLEXIGLAS
XT AR) ohne zusätzliche Bearbeitung zum Einsatz. Dieses
Material wird von der Firma Röhm (bzw. Degussa) hergestellt,
ist UV-undurchlässig, hat einen Transmissionsgrad von 92%
und eine Halbwertswinkel nach DIN 5036, der unter
10° liegt; es wird als Antireflex-Material für
Bildverglasungen angeboten. Die Tiefe der Oberflächenstruktur
ist sehr viel geringer als die Plattendicke.
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Infolge
der Brechzahl n = 1,491 von Acrylglas laufen Lichtstrahlen, die
an der glatten Kante unter Winkeln zur Normalen von bis zu 90° eintreten,
im Acrylglas unter Winkeln von 0° bis 42,1° weiter.
Auf einer glatten Innenoberfläche treffen sie also unter Winkeln
von 90° – (0° bis 42,1°) = 47,9° bis
90° auf. Erst wenn sie durch Reflexion an der mattierten Oberfläche
um wenigstens 47,9° – 42,1° = 5,8° abgelenkt
worden sind, können sie unter Winkeln nahe 90°,
also sehr flach, wieder austreten.
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Die
sich im Inneren der Platte ausbreitenden Lichtstrahlen treffen auf
der mattierten, d. h. leicht gewellten Oberfläche unter
Winkeln auf, die ihren Austritt aus der Platte nicht mehr nur auf
der gegenüber liegenden Schnittkante, sondern auch an der
mattierten oder auch an der anderen, glatten Oberfläche
ermöglichen.
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Diese
ausgetretenen Lichtstrahlen gelangen hinter der mattierten Oberfläche
auf einen vorzugsweise diffusen Reflektor. Im Falle transmittierender Vorlagen
besteht der Reflektor aus einem weißen oder zumindest stark
reflektierenden, lichtdichten Material (Karton, Folie usw.). Die
flach aus der Acrylglasplatte ausgetretenen Lichtstrahlen werden
an dem Reflektor diffus reflektiert. Es ergibt sich die gewünschte,
gleichmäßig helle Durchleuchtung der auf der Vorderseite
angebrachten transmittierenden Vorlage.
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Im
Falle reflektierender Vorlagen stellen diese bereits den eben erwähnten
Reflektor dar. Sie werden also quasi zu diffusen Selbstleuchtern
und können durch die nun nicht abgedeckte glatte Oberfläche
hindurch betrachtet werden. Da die mattierte Oberfläche
direkt auf der Vorlage aufliegt, wird die Schärfe der Abbildung
nicht beeinträchtigt. Dieser wesentliche Vorteil lässt
sich nur mit einem derartigen, einseitig mattierten Material erreichen.
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Sowohl
bei transmittierenden als auch bei reflektierenden Vorlagen zeigt
es sich, dass bei Einstrahlung von zwei einander gegenüber
liegenden Schnittkanten her eine visuell gleichmäßig
hell erscheinende Beleuchtung erreicht werden kann, wenn diese Schnittkanten – bei
3 bis 4 mm Materialdicke – Abstände von 1200 mm
haben. Somit wäre eine Anwendung des erfindungsgemäßen
Prinzips auch für die Beleuchtung von so genannten Citylight-Postern möglich,
wie man sie sehr zahlreich z. B. an Wartehäuschen findet.
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Dem
Vorurteil, dass sich die Beleuchtung von reflektierenden Proben
mit einer derartigen farblosen Platte von der Vorderseite nicht
mit genügender Helligkeit erreichen ließe, weil
zuviel Licht auf der Vorderseite, der Ansichtsseite der Platte austreten würde,
lässt sich durch Verwendung von farblosem Acrylglas, das
nur einseitig antireflex-mattiert ist und das einen geeignet geringen
Halbwertswinkel aufweist, begegnen. Der ungenutzt nach vorne und
unter sehr flachen Winkeln austretende Anteil des Lichtstroms ist
im Vergleich zu der nach hinten austretenden Menge gering und dadurch,
dass der Abstand zwischen der Antireflex-Oberfläche und
der Vorlage nahezu null ist, verliert die Vorlage bei Betrachtung durch
die mattierte Schicht auch nicht an Schärfe. Grundsätzlich
wird der in die Acrylglasplatte eingestrahlte Lichtstrom praktisch
vollständig aus dem nahezu absorptionsfreien Material wieder
austreten.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass sich eine Variante der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch zur beleuchteten Präsentation von zwei
Vorlagen auf einander gegenüberliegenden Seiten eignet.
Dabei wird lediglich eine opake, also lichtundurchlässige,
stark reflektierende dünne Zwischenschicht zwischen zwei voneinander
unabhängigen Einheiten angeordnet. Die Gesamtdicke einer
solchen doppelseitigen Vorrichtung kann also – selbst bei
Citylight-Postern von ca. 1200 mm × 1800 mm noch unter
10 mm gehalten werden.
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Vorgeschlagen
wird für sehr große Vorlagen (Breite > ca. 0,6 m) die Verwendung
von Leuchtstofflampen, insbesondere Apertur-Leuchtstofflampen., Bei
letzteren tritt der Lichtstrom aus einem nur etwa 8 mm breiten Schlitz
aus. Bei Standard-Leuchtstofflampen kann man durch entsprechende
Reflektoren ebenfalls gute Ergebnisse erzielen.
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Vor
allem für kleinere Vorlagen (bis ca. DIN A2)
ist eine Beleuchtung mit Leuchtdioden (LEDs) vorteilhaft, also LED-bestückte
Lichtleisten vorzusehen, die nur eine Gesamtbreite von ca. 3 mm
aufweisen und somit ideal an 3 mm dickes Plexiglas XT AR angepasst
werden können. Die Gesamtdicke eines erfindungsgemäßen
kantenbeleuchteten Displays kann dann weniger als 5 mm betragen.
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Bei
der Gesamtdicke ist die Lichtleitplatte, der Reflektor und die Vorlage
entweder als transmittierende Vorlage oder als reflektierende Vorlage
berücksichtigt. Der diese Bauteile zusammenhaltende Rahmen
kann als einfache lichtundurchlässige Klebefolie ausgebildet
sein und so die Dicke nur unwesentlich vergrößern.
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Damit
lassen sich beleuchtete bzw. leuchtende Fahrpläne, Speisekarten,
Praxisschilder und dgl. ohne Veränderung der bisher vorgesehenen
Anbringungen und äußeren Schutzrahmen einfach
installieren.
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Weiter
ist die Verwendung von Sicherheits-Kleinspannungen zum Betrieb der
Displays mit LED-Beleuchtung von großem Vorteil.
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Für
viele der genannten Anwendungsbeispiele ist dabei eine schnelle
Auswechselbarkeit der Vorlagen wünschenswert. Eine Rahmenkonstruktion ohne
bewegbare Teile und mit einer zentrierenden Einlage kann hierfür
vorteilhaft sein. Je nach Flä chengröße
und vorgegebenen allseitigem Überstand kann man die Falztiefe
am Rand vorausberechnen.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten
Zeichnungen. Dabei zeigt:
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1 eine
schematische, perspektivische Darstellung des Rahmens, und
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2 eine
Schnittdarstellung durch den Rahmen.
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Die
in der Zeichnung dargestellten Elemente Rahmen 10, weißer
Distanzblock 12, Lichtleitplatte 14, Zentriereinlage 16,
LED-Leiste 18, Leiterplatte 20 für die
LED-Leiste, Abstandhalter 22, Kabel 24 werden
beispielhaft dargestellt.
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Erfindungsgemäß ist
also eine Vorrichtung zur beleuchteten Präsentation einer
durchscheinenden oder dahinterliegenden planen Vorlage geschaffen
mit einer farblose Platte 10 aus einseitig antireflex-mattiertem,
extrudiertem Polymethylmethacrylat mit einem Halbwertswinkel nach DIN
5036 von weniger als 10° und einer in die Kante
hineinleuchtenden Beleuchtung 12.
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Auch
kann ein wenigstens an der der Beleuchtung 12 gegenüberliegende
Innenseite des Rahmens 14 angeordnetes, mit der Dicke der
Lichtleitplatte versehenes Distanzelement 16 aus weißem Material
an seiner(n) der Lichtleitplatte 10 zugewandten Seite(n)
vorgesehen werden.
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Die
Vorrichtung kann an der einer ersten Beleuchtung 12 gegenüberliegenden
Seite einer kantenparallelen Anordnung eine zweite Beleuchtung aufweisen.
Auch weitere Kanten können mit Beleuchtung versehen werden.
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Bevorzugt
wird, daß die Beleuchtung 12 eine Reihe von an
das Material der Platte anliegenden Leuchtdioden ist, und weiter
bevorzugt, dass zwischen Beleuchtung 12 und Rahmen 14 ein
federnder Abstandhalter 18 zur Beherbergung von Kabeln 20 die
Leuchtdioden an die Seitenkante der Lichtleitplatte 10 drückt.
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Dabei
kann die Beleuchtung 12 auf einer Mehrzahl von Leiterplatten 22 für
jeweils eine Mehrzahl von LED vorgesehen werden, so daß ohne Spalt,
aber mit einfachen Mitteln zuverlässig ein Andruck gewährleistet
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN 5036 [0011]
- - DIN A2 [0020]
- - DIN 5036 [0029]