DE102015108087A1 - illuminated frames - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Leuchtrahmen (10) zur Aufnahme eines Bilds, mit zumindest einer LED (12) zur Beleuchtung des Bilds, mit zumindest einer Außenscheibe (14), und mit zumindest einer Streuscheibe (20), die eine Schmalseite (22), die zur Einkopplung von Licht der LED (12) vorgesehen ist, und eine Oberfläche (24), die zur Hinterleuchtung des Bilds vorgesehen ist, aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Schmalseite (22) der Streuscheibe (20) konkav gekrümmt ausgeführt ist und dass die zumindest eine LED (12) mit einem Neigungswinkel (32) gegenüber der Schmalseite (22) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtauskoppelstruktur (46) in einem erfindungsgemäßen Leuchtrahmen (10), bei dem zur Herstellung der Lichtauskoppelstruktur (46) Linien (48) in die Streuscheibe (20) eingeritzt werden.The invention relates to a luminous frame (10) for capturing an image, with at least one LED (12) for illuminating the image, with at least one outer pane (14), and with at least one diffuser (20) having a narrow side (22). , which is provided for coupling in light of the LED (12), and a surface (24), which is provided for the backlighting of the image has. It is proposed that the narrow side (22) of the diffusing screen (20) is concavely curved and that the at least one LED (12) is arranged with an inclination angle (32) relative to the narrow side (22). The invention further relates to a method for producing a light extraction structure (46) in a light-emitting frame (10) according to the invention, in which lines (48) are cut into the lens (20) to produce the light extraction structure (46).
Description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft einen Leuchtrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtauskoppelstruktur in einem Leuchtrahmen. The invention relates to a light-emitting frame according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a light extraction structure in a light-emitting frame.
Es sind bereits Leuchtrahmen zur Aufnahme eines Bilds vorgeschlagen worden, mit zumindest einer LED zur Beleuchtung des Bilds, mit zumindest einer Außenscheibe und mit zumindest einer Streuscheibe, die eine Schmalseite, die zur Einkopplung von Licht der LED vorgesehen ist, und eine Oberfläche, die zur Hinterleuchtung des Bilds vorgesehen ist, aufweist, bei denen die Schmalseite als gerade Seite ausgeführt ist. There have already been proposed light-emitting frames for recording an image, with at least one LED for illuminating the image, with at least one outer pane and with at least one diffusing screen, which has a narrow side, which is provided for coupling in light of the LED, and a surface, which Backlighting of the image is provided, in which the narrow side is designed as a straight side.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen gattungsgemäßen Leuchtrahmen mit verringerten Lichtverlusten bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Leuchtrahmen nach dem Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtauskoppelstruktur in einem Leuchtrahmen gemäß dem Patentanspruch 6 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is in particular to provide a generic light-emitting frame with reduced light losses. The object is achieved by a light-emitting frame according to claim 1 and by a method for producing a Lichtauskoppelstruktur in a light-emitting frame according to claim 6, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Leuchtrahmen zur Aufnahme eines Bilds, mit zumindest einer LED zur Beleuchtung des Bilds, mit zumindest einer Außenscheibe und mit zumindest einer Streuscheibe, die eine Schmalseite, die zur Einkopplung von Licht der LED vorgesehen ist, und eine Oberfläche, die zur Hinterleuchtung des Bilds vorgesehen ist, aufweist. The invention is based on a light-emitting frame for recording an image, with at least one LED for illuminating the image, with at least one outer pane and with at least one diffusing screen, which has a narrow side, which is provided for coupling in light of the LED, and a surface is provided for backlighting of the image has.
Es wird vorgeschlagen, dass die Schmalseite der Streuscheibe konkav gekrümmt ausgeführt ist und die zumindest eine LED mit einem Neigungswinkel gegenüber der Schmalseite angeordnet ist. Es kann insbesondere eine seitliche Reflexion von einzukoppelndem Licht der LED an der Schmalseite vermindert werden. Ferner kann ein Lichtverlust durch Totalreflexion bei Überschreitung eines Grenzwinkels zur Totalreflexion vermindert werden. Damit können eine Lichtausbeute zur Beleuchtung des Bilds erhöht und Lichtverluste des Leuchtrahmens verringert werden. Dadurch kann eine Leuchtstärke einer LED zur Erzielung einer gewünschten Helligkeit und somit ein Strombedarf des Leuchtrahmens vermindert werden. Unter einem „Leuchtrahmen“ soll in diesem Zusammenhang ein Rahmen verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, ein Bild aufzunehmen und der Leuchtmittel zur Ausleuchtung des Bilds aufweist. Darunter, dass „die LED zur Beleuchtung des Bilds vorgesehen ist“, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die LED so in dem Leuchtrahmen angeordnet sind, dass das Bild durch Licht der LED ausgeleuchtet wird, wobei das Licht von der LED in direkter Linie auf oder hinter das Bild scheinen kann oder das Licht durch lichtleitende Elemente auf oder hinter das Bild geführt wird. Unter einer „Außenscheibe“ soll in diesem Zusammenhang eine Scheibe aus einem durchsichtigen Material, insbesondere einem durchsichtigen Glas oder Acrylglas, verstanden werden, die eine Außenfläche des Leuchtrahmens bildet. Das Bild ist bevorzugt mittels Digitaldruck auf einer Rückseite oder Vorderseite der Außenscheibe aufgedruckt. Grundsätzlich kann das Bild auch als Folienbild ausgeführt sein und auf der Rückseite oder Vorderseite der Außenscheibe befestigt sein. Auch ist vorstellbar, dass das Bild auf einer separaten Trägerscheibe aufgebracht und hinter der Außenscheibe eingelegt ist. It is proposed that the narrow side of the lens is made concavely curved and the at least one LED is arranged with an angle of inclination relative to the narrow side. In particular, a lateral reflection of light to be coupled in the LED on the narrow side can be reduced. Furthermore, a loss of light due to total reflection when exceeding a critical angle for total reflection can be reduced. This can increase the luminous efficacy to illuminate the image and reduce light losses of the luminous frame. As a result, a luminous intensity of an LED to achieve a desired brightness and thus a power consumption of the light-emitting frame can be reduced. In this context, a "light-emitting frame" should be understood to mean a frame which is intended to take an image and has the light-emitting means for illuminating the image. By "providing the LED for illuminating the image", it should be understood that the LEDs are arranged in the light frame such that the image is illuminated by light from the LED, with the light coming from the LED in direct line on or behind the picture may shine or the light is guided by light-conducting elements on or behind the picture. In this context, an "outer pane" is to be understood as meaning a pane made of a transparent material, in particular a transparent glass or acrylic glass, which forms an outer surface of the light frame. The image is preferably printed by digital printing on a back or front side of the outer pane. In principle, the image can also be designed as a film image and be attached to the back or front of the outer pane. It is also conceivable that the image is applied to a separate carrier disc and inserted behind the outer pane.
Unter einer „Streuscheibe“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Scheibe verstanden werden, die zwei einander gegenüberliegende, ebene Oberflächen aufweist, welche Flächen der Streuscheibe mit einem größten Flächeninhalt darstellen, und die dazu vorgesehen sind, Licht, welches über zumindest eine andere Seite in die Streuscheibe eingestrahlt wurde, abzugeben. Insbesondere bildet ein Abstand der zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen eine Dicke der Streuscheibe. Insbesondere ist die Scheibe im Wesentlichen quaderförmig, wobei zumindest eine Seite in einer Gestaltung von einer geraden Gestaltung abweichen kann. Insbesondere wird durch die Streuscheibe Licht, welches über eine kleine Fläche eingestrahlt wird, über eine größere Fläche abgegeben und somit verteilt. Unter einer „Schmalseite“ der Streuscheibe soll in diesem Zusammenhang eine Seite der Streuscheibe verstanden werden, die von einer der einander gegenüberliegenden, ebenen Oberflächen verschieden ist. Insbesondere ist eine Fläche der Schmalseite wesentlich kleiner, insbesondere maximal halb so groß, wie eine Fläche einer der zwei einander gegenüberliegenden, ebenen Oberflächen. In this context, a "diffusion disk" is to be understood as meaning, in particular, a disk which has two mutually opposite, planar surfaces which represent surfaces of the lens with a largest surface area and which are intended to transmit light which has at least one other side into the lens Diffuser was irradiated, deliver. In particular, a distance of the two opposing surfaces forms a thickness of the lens. In particular, the disc is substantially cuboid, wherein at least one side may differ in a design of a straight design. In particular, light which is irradiated over a small area is emitted by the lens over a larger area and thus distributed. A "narrow side" of the lens is to be understood in this context, a side of the lens, which is different from one of the opposite, flat surfaces. In particular, a surface of the narrow side is substantially smaller, in particular at most half as large, as a surface of one of the two opposite, planar surfaces.
Darunter, dass „die Schmalseite zur Einkopplung von Licht der LED vorgesehen ist“, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass Licht der LED auf die Schmalseite einfällt, dort in die Streuscheibe eintritt, innerhalb der Streuscheibe weiterläuft und über Oberflächen der Streuscheibe verteilt austritt. Unter einer „Oberfläche der Streuscheibe, die zur Hinterleuchtung des Bilds vorgesehen ist“ soll in diesem Zusammenhang eine Oberfläche der Streuscheibe verstanden werden, die verschieden ist von einer Seite der Streuscheibe, über die Licht eingekoppelt wird und die dazu vorgesehen ist, von dem Bild überdeckt zu werden, so dass durch die Oberfläche durchtretendes Licht das Bild durchströmt. Bevorzugt ist die Oberfläche, die zur Hinterleuchtung des Bilds vorgesehen ist, von einer der zwei einander gegenüberliegenden, ebenen Oberflächen gebildet. Insbesondere weist die Schmalseite eine geringe Krümmung und damit einen hohen Krümmungsradius auf. Insbesondere beträgt der Krümmungsradius zumindest zwanzig Millimeter, bevorzugt zumindest dreißig Millimeter. Including that "the narrow side is provided for coupling light of the LED" should be understood in this context that light of the LED incident on the narrow side, there enters the lens, continues to run inside the lens and exits distributed over surfaces of the lens. In this context, a "surface of the diffusing screen which is provided for the backlighting of the image" should be understood to mean a surface of the diffusing screen which is different from one side of the diffuser, via which light is coupled in and which is intended to be covered by the image so that light passing through the surface flows through the image. The surface which is used to backlight the image is preferred is provided, formed by one of the two opposite, planar surfaces. In particular, the narrow side has a small curvature and thus a high radius of curvature. In particular, the radius of curvature is at least twenty millimeters, preferably at least thirty millimeters.
Indem die zumindest eine LED mit einem Neigungswinkel gegenüber der Schmalseite angeordnet ist, kann ein Lichtverlust durch Totalreflexion bei Überschreitung eines Grenzwinkels zur Totalreflexion vermindert werden. By arranging the at least one LED with an inclination angle with respect to the narrow side, a loss of light due to total reflection can be reduced if a limiting angle for total reflection is exceeded.
Darunter, dass „die zumindest eine LED mit einem Neigungswinkel gegenüber der Schmalseite angeordnet ist“, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass eine Mittellinie eines Abstrahlkegels der LED mit einem Winkel zu einer geraden Verbindungslinie zwischen einem Mittelpunkt der LED und einem Mittelpunkt der Schmalseite verläuft. By "arranging the at least one LED with an inclination angle with respect to the narrow side", it should be understood in this context that a center line of a radiation cone of the LED is at an angle to a straight connecting line between a center of the LED and a center of the narrow side ,
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Neigungswinkel maximal zehn Grad beträgt. Es kann dadurch ein Lichtverlust durch Totalreflexion bei Überschreitung eines Grenzwinkels zur Totalreflexion vermindert werden. Furthermore, it is proposed that the inclination angle is a maximum of ten degrees. It can thereby be a light loss by total reflection when exceeding a critical angle for total reflection can be reduced.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Leuchtrahmen zumindest ein Distanzelement, das dazu vorgesehen ist, die Außenscheibe und die Streuscheibe zu beabstanden, umfasst. Dadurch kann insbesondere eine Mindestdistanz zwischen der Außenscheibe und der Streuscheibe sichergestellt werden. It is also proposed that the light-emitting frame comprises at least one spacer element which is provided to space the outer pane and the diffusing pane. As a result, in particular a minimum distance between the outer pane and the diffusing screen can be ensured.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Distanzelement transluzent ausgeführt ist. Es kann insbesondere ein Schattenwurf durch das Distanzelement vermieden werden. Unter „transluzent“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Distanzelement lichtdurchlässig, jedoch blickundurchlässig ausgeführt ist. Furthermore, it is proposed that the spacer element is made translucent. In particular, a shadow can be avoided by the spacer element. By "translucent" is to be understood in this context that the spacer element is translucent, but opaque.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Distanzelement in Sichtrichtung oberhalb der LED angeordnet ist. Dadurch kann eine Abdeckung der LED in Sichtrichtung erreicht werden, wobei austretendes Licht der LED durch die Transluzenz des Distanzelements weiterhin zur Beleuchtung genutzt wird. Unter der „Sichtrichtung“ soll in diesem Zusammenhang eine Richtung senkrecht auf die Außenscheibe und die Streuscheibe zu verstanden werden, in der ein Bild betrachtet wird. It is also proposed that the spacer element is arranged in the viewing direction above the LED. As a result, a covering of the LED in the viewing direction can be achieved, wherein exiting light of the LED is still used by the translucency of the spacer element for illumination. In this context, the "viewing direction" is to be understood as meaning a direction perpendicular to the outer pane and the diffusing screen, in which an image is viewed.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtauskoppelstruktur in einem erfindungsgemäßen Leuchtrahmen. Es wird vorgeschlagen, dass zur Herstellung der Lichtauskoppelstruktur Linien in die Streuscheibe eingeritzt werden. Dadurch kann eine Lichtauskoppelstruktur bereitgestellt werden, die eine große Homogenität einer Auskopplung von Licht über die gesamte Oberfläche der Streuscheibe erreicht. Damit kann eine gleichmässige Ausleuchtung einer Gesamtfläche des Bilds erreicht werden. Unter einer „Lichtauskoppelstruktur“ soll in diesem Zusammenhang eine Struktur einer Oberfläche der Streuscheibe verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Licht, das innerhalb der Streuscheibe geführt wird, auszukoppeln. Insbesondere kann die Struktur Linien, die in die Oberfläche eingebracht sind, beispielsweise durch Fräsen oder Ritzen, oder Vorsprünge, die aus der Oberfläche hervorragen, umfassen. Unter „Linien“ sollen in diesem Zusammenhang Einkerbungen in der Streuscheibe verstanden werden, die von einer Seite der Oberfläche der Streuscheibe zur gegenüberliegenden Seite verlaufen und die, in einer Ebene parallel zu der Oberfläche betrachtet, eine Linienbreite, die klein gegenüber einer Breite der Streuscheibe quer zur Verlaufsrichtung der Linien ist, aufweisen. Darunter, dass die Linienbreite „klein gegenüber der Breite der Streuscheibe quer zur Verlaufsrichtung“ ist, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Linienbreite maximal ein Promille der Breite der Streuscheibe quer zur Verlaufsrichtung der Linien ist. Darunter, dass die Linien „eingeritzt sind“, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Linien durch Einritzen mittels Schneidmessern, die von einer Seite der Oberfläche zur gegenüberliegenden Seite geführt werden, erzeugt werden. Furthermore, the invention relates to a method for producing a light extraction structure in a light-emitting frame according to the invention. It is proposed that lines be incised into the lens to produce the light extraction structure. Thereby, a light extraction structure can be provided which achieves a high homogeneity of a coupling-out of light over the entire surface of the lens. Thus, a uniform illumination of a total area of the image can be achieved. In this context, a "light extraction structure" is to be understood as meaning a structure of a surface of the diffusing screen which is intended to decouple light which is guided within the diffusing screen. In particular, the structure may comprise lines introduced into the surface, for example by milling or scribing, or protrusions protruding from the surface. In this context, "lines" are to be understood as notches in the lens which run from one side of the surface of the lens to the opposite side and, viewed in a plane parallel to the surface, a line width which is small across a width of the lens to the direction of the lines is, have. Under this, that the line width "is small compared to the width of the lens transversely to the course direction" is to be understood in this context that the line width is at most one thousandths of the width of the lens transversely to the direction of the lines. By "scribing" the lines, it should be understood in this context that the lines are created by scoring using cutting knives routed from one side of the surface to the opposite side.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Linien mit einem Linienabstand von zumindest 4,0 mm und/oder höchstens 8,2 mm in die Streuscheibe eingeritzt werden. Dadurch kann vermieden werden, dass durch eine zu dichte Linienanordnung zu viel Licht nahe an einem Einkopplungsort, also an der Schmalseite, ausgekoppelt wird und dass zwischen den Linien sich ein Abstand mit geringer Ausleuchtung ausbildet. Dadurch kann eine Lichtauskoppelstruktur bereitgestellt werden, die eine große Homogenität einer Auskopplung von Licht über die gesamte Oberfläche der Streuscheibe erreicht. Damit kann eine gleichmässige Ausleuchtung einer Gesamtfläche des Bilds erreicht werden. Furthermore, it is proposed that the lines are scribed with a line spacing of at least 4.0 mm and / or at most 8.2 mm in the lens. As a result, it can be avoided that too much light is coupled out by an excessively dense line arrangement close to a coupling-in location, that is to say on the narrow side, and that a distance with low illumination forms between the lines. Thereby, a light extraction structure can be provided which achieves a high homogeneity of a coupling-out of light over the entire surface of the lens. Thus, a uniform illumination of a total area of the image can be achieved.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass Linien mit einer Linienbreite von zumindest 0,15 mm und/oder höchstens 0,25 mm in die Streuscheibe eingeritzt werden. Furthermore, it is proposed that lines with a line width of at least 0.15 mm and / or not more than 0.25 mm are scored into the lens.
Dadurch kann eine Lichtauskoppelstruktur bereitgestellt werden, die eine große Homogenität einer Auskopplung von Licht über die gesamte Oberfläche der Streuscheibe erreicht. Damit kann eine gleichmässige Ausleuchtung einer Gesamtfläche des Bilds erreicht werden. Bevorzugt werden Linien mit einer Linienbreite von 0,20 mm in die Streuscheibe eingeritzt. Unter einer „Linienbreite“ soll eine maximale Breite der Linien an der Oberfläche der Streuscheibe verstanden werden. Thereby, a light extraction structure can be provided which achieves a high homogeneity of a coupling-out of light over the entire surface of the lens. Thus, a uniform illumination of a total area of the image can be achieved. Preferably, lines with a line width of 0.20 mm are scored into the lens. Under a "line width" is a maximum width of the lines on the surface of the lens to be understood.
Der erfindungsgemäße Leuchtrahmen soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Leuchtrahmen zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The light-emitting frame according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, to fulfill a mode of operation described herein, the light-emitting frame according to the invention can have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigt: It shows:
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
Die
Die Streuscheibe
Die Oberfläche
Der Leuchtrahmen
Die LED
Der Leuchtrahmen
Der Leuchtrahmen
Das Rahmenprofil
Der Leuchtrahmen
In einem Verfahren zur Herstellung der Lichtauskoppelstruktur
Die Linien
Die Linien
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Leuchtrahmen illuminated frames
- 14 14
- Außenscheibe outer pane
- 16 16
- Reflexionsscheibe reflection disc
- 18 18
- Abstand distance
- 20 20
- Streuscheibe diffuser
- 22 22
- Schmalseite narrow side
- 24 24
- Oberfläche surface
- 26 26
- Rückseite back
- 28 28
- Distanzelement spacer
- 30 30
- Sichtrichtung viewing direction
- 32 32
- Neigungswinkel tilt angle
- 34 34
- Kabelschacht cable shaft
- 36 36
- Winkelverbinder angle connector
- 38 38
- Verblendung facing
- 40 40
- Rahmenprofil frame profile
- 42 42
- Rückseite back
- 44 44
- Vorderseite front
- 46 46
- Lichtauskoppelstruktur light outcoupling
- 48 48
- Linie line
Claims (8)
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CH709635A2 (en) | 2015-11-30 |
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