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Die Erfindung betrifft eine transparente
Fläche
mit durch UV-Licht aktivierbaren Fluoreszenzmitteln und eine mit
derartigen Flächen
versehene Beleuchtungsvorrichtung. Sie betrifft insbesondere eine Großflächenleuchte
mit derartigen Flächen.
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Es ist bekannt ultraviolettes Licht
(UV-Licht), sogenanntes „Schwarzlicht", welches den überwiegenden
Teil seiner Energie im für
das menschliche Auge weitgehend unsichtbaren Ultraviolettbereich aussendet,
für besondere
Beleuchtungseffekte zu benutzen. Das gemeinsame Prinzip solcher
Vorrichtungen liegt darin, fluoreszierende Gegenstände mit dem
für das
menschliche Auge weitgehend unsichtbaren UV-Licht anzustrahlen.
Die fluoreszierenden Gegenstände
oder Farben, die allgemein erhältlich und
bekannt sind, zum Beispiel in Leuchtstiften, Textmarkern oder Warnschildern,
werden durch das energiereiche UV-Licht aktiviert, d. h. verwandeln die unsichtbare
energiereiche, kurzwellige Strahlung in energieärmere, langwelligere Strahlung,
die für
das menschliche Auge sichtbar ist. Der besondere Effekt liegt nun
darin, dass fluoreszierende Gegenstände scheinbar „von selbst" in einer dunklen
Umgebung leuchten, da die Lichtquelle selber unbemerkt bleibt. Dieser
Leuchteffekt kann praktisch in allen Farben, zum Beispiel in Gelb,
Rot, Blau, Grün
erfolgen. Fluoreszierende Farben dienen auch als „Aufheller", da sie die sonst
unsichtbare UV-Energie im Tageslicht bzw. der künstlichen Beleuchtung in sichtbares
Licht verwandeln.
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Im Stand der Technik macht man sich
diesen Effekt zu Nutze, beispielsweise um preiswert die Illusion
von selbstleuchtenden Neon- oder
Leuchtstoffröhren
zu erzielen. Fluoreszierende Bänder
oder Schnüre
werden vorzugsweise vor einem dunklen oder durchsichtigen Hintergrund
befestigt und dann mit UV-Licht bestrahlt. Diese Objekte sind auch
bei Tageslicht sichtbar und komplexe Geometrien sind schwierig zu
formen. Für
große
Flächen
wird viel Material verbraucht. Das UV-Licht, welches die Objekte anstrahlt,
wird zwar vom Auge nicht bewusst wahrgenommen, ermüdet oder
schädigt
aber wegen der hohen abgestrahlten Energie dennoch das Auge und schädigt die
Gesundheit.
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Nach einem weiteren Stand der Technik
wird in der Werbung eine von einer UV-Lichtquelle angestrahlte Glasplatte
benutzt, deren Oberfläche
man mittels Faserstiften mit fluoreszierender Farbe beschriftet.
Auf dem durchsichtigen Hintergrund erscheint dann wie aus dem Nichts
ein scheinbar selbstleuchtender Schriftzug. Auch hier ist die freie UV-Strahlung schädigend,
die Glasfläche
neigt zu störenden
Spiegelungen und Reflektionen, sich möglicherweise hinter der Glasplatte
befindliche Objekte lenken vom Schriftzug ab und die UV-Lichtquelle bzw.
UV-Strahlung ist
wahrnehmbar.
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Auch sind vergleichbare Glasplatten
bekannt, in die UV-Licht ähnlich
wie bei einem Lichtleiter eingekoppelt wird. Das UV-Licht bleibt
im Inneren der Glasplatte, da die dort durch die glatten Oberflächen auftretende
Totalreflektion ein Austreten des Lichtes verhindert. An den Stellen,
an denen die Platte mit fluoreszierender Farbe bemalt wird, wird
die glatte Glasfläche
unterbrochen und das UV-Licht vermag auszutreten. Die Farbe wird
aktiviert, so dass sie scheinbar selbst leuchtet. Ein derartiger
Schriftzug ist auch bei normaler Beleuchtung sichtbar und kann daher
nicht „an-
und ausgeschaltet" werden.
Bei sehr großen
Flächen
ergeben sich Gewichtsprobleme, da eine Platte, die das eingekoppelte
Licht über
größere Strecken
in ihrem Inneren hält
entsprechend dick ausgelegt werden muss. Ein geeignetes Material, welches
UV-durchlässig
ist, ist teuer. Wenn große Flächen mit
fluoreszierender Farbe bemalt sind, wird über die Strecke zunehmend Licht
ausgekoppelt, so dass die am weitesten von der Lichtquelle entfernten Bemalungen
kaum noch mit UV-Licht
versorgt werden und entsprechend schlecht leuchten.
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Schließlich sind sogenannte Großflächenleuchten
bekannt, bei denen eine oder mehrere Lichtquellen in einem geeigneten
Abstand von einer Mattscheibe oder einem Diffusor angeordnet sind
und diesen so gleichmäßig ausleuchten,
dass der Diffusor durchstrahlt wird und so eine gleichmäßig leuchtende
Fläche
bildet, ohne dass die Leuchtmittel sichtbar werden. Diese Großflächenleuchten
sind auch an anderer Stelle in dieser Beschreibung zusammen mit dem
geeigneten Zubehör
ausführlich
offenbart. Als Diffusor können
transparente, dass heißt
lichtdurchlässige
Flächen,
die jedoch derart diffus sind, dass man durch diese nicht hindurchschauen
kann, dienen. Die Lichtquellen sollen nämlich nicht für das menschliche
Auge sichtbar sein oder sich abzeichnen. Geeignete Materialien sind
zum Beispiel Milchglas, Mattglas, Pergament oder Folien, beispielsweise
aus PVC. Derartige Folien sind weit verbreitet zum Beispiel als
Spanndecken oder Spannwände
zum Abhängen
bzw. Verkleiden von Decken bzw. Wänden, sowie als Diffusor für Großflächenleuchten.
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Großflächenleuchten werden bevorzugt
mit Leuchtstoffröhren
einer oder verschiedener Farben betrieben, die einen höheren Wirkungsgrad
als konventionelle Leuchten haben. Diese haben naturgemäß einen
relativ hohen UV-Anteil im abgestrahlten Licht. Um die Gesundheit
zu schonen, enthalten derartige Diffusoren einen entsprechenden
Anteil von UV-absorbierenden
Materialien.
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Es ist nun bekannt, die der Lichtquelle
abgewandte Außenseite,
d. h. die dem Betrachter zugewandte Seite des Diffusors zu bedrucken
oder zu bemalen, um die Großflächenleuchte
besonders effektvoll zu gestalten oder um sie als Informationsträger, beispielsweise
in der Werbung, zu nutzen. Dabei werden auch fluoreszierende Farben
verwendet. Diese werden jedoch wegen der UV-hemmenden Folie nicht
oder in nur geringem Maße
mit UV-Strahlung aus den Lichtquellen bestrahlt. Die Aktivierung
solcher Farben resultiert daher nur von dem UV-Anteil im Umgebungslicht
oder von einer gezielten außenseitigen
Bestrahlung mit UV-Licht. Gegen das Bemalen bzw. Bedrucken der Innenseite
spricht die Erfahrung, dass die Farben beim Durchscheinen durch den
Diffusor farblich verfälscht
werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde eine verbesserte transparente Fläche mit durch UV-Licht aktivierbaren
Fluoreszenzmitteln zu schaffen, die einfacher herzustellen, flexibler
einzusetzen und zu dimensionieren ist, und mit der sich besondere
optische Effekte einfacher und preiswerter realisieren lassen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch
eine transparente Fläche,
mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1. Diese Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung,
sowie ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) nach den Ansprüchen 31
und 63. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Leuchtwirkung der Fluoreszenzmittel können bei
einer erfindungsgemäß ausgestalteten und
angeordneten transparenten Fläche
mit höherem
Wirkungsgrad, das heißt
heller leuchtend, realisiert werden. Da die Fluoreszenzmittel auf
der Seite der transparenten Fläche
angeordnet sind, die der UV-Lichtquelle zugewandt ist, erhalten
sie das Licht unmittelbar von dieser, ohne dass eine Filterung des UV-Lichts
durch die Fläche
stattfindet. Dadurch wird ermöglicht,
dass keine besonderen Anforderungen an die UV-Durchlässigkeit
der Fläche
erfüllt
werden müssen.
Transparente Flächen
sind alle Flächen,
die Licht durchzulassen vermögen.
Die Flächen
können durchsichtig
bzw. klar sein, so wie Fensterglas oder diffus und matt, wie zum
Beispiel Milchglas. Die Flächen
können
fest sein, wie Kunststoffplatten oder flexibel wie Folien. Es versteht
sich, dass unter Fläche nicht
lediglich eine Oberfläche
verstanden wird, sondern ein insbesondere ein flächiger Körper.
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Mit einer vorteilhaften Ausgestaltung
ist die transparente Fläche
undurchlässig
für UV-Licht,
bzw. filtert es zumindest. Dadurch wird verhindert, dass der Betrachter
der UV-Strahlung ausgesetzt ist, die – obwohl unsichtbar – das Auge
schmerzt und schädigt und
gesundheitlich bedenklich ist.
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Vorteilhafterweise ist die Fläche undurchlässig für die sichtbaren
Dunkelblautöne,
die eine UV-Lichtquelle typischerweise aussendet, bzw. mindert diese.
Die Ausstrahlung von UV-Licht geht immer einher mit der Aussendung
von für
das menschliche Auge sichtbarem blauem Licht. Der Fachmann kann
durch Versuche der Fläche
entsprechende Filterstoffe beigeben, so dass die sichtbaren Blautöne fast
vollständig
herausgefiltert werden. Die Fläche bildet
dadurch selber einen noch dunkleren Hintergrund, was den Kontrast
zu den Fluoreszenzmitteln erhöht.
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Wenn die Fläche für das sichtbare Licht durchlässig ist,
so erhöht
sich der Wirkungsgrad, da das von den aktivierten Fluoressenzfarben
abgestrahlte sichtbare Licht ungehindert die Folie passieren kann.
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Vorteilhafterweise benutzt man als
transparente Fläche
eine Folie, insbesondere bei Anwendung der Erfindung in einer in
dieser Beschreibung beschriebenen Großflächenleuchte, Dadurch lassen sich
größere Flächen leichter
herstellen. Die Anforderung an die Statik einer entsprechenden Beleuchtungsvorrichtung
sind geringer. Es können
auch extrem große
Flächen,
wie zum Beispiel Fassaden und dergleichen aufgebaut werden. Üblicherweise
sind die damit erzielbaren Effekte nur mit viel Materialaufwand,
d. h. aufwändig
und teuer zu realisieren. Eine Folie, insbesondere eine Spannfolie
ist eine transparente Fläche
im Sinne der Erfindung.
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Vorteilhafterweise ist die Fläche, die
insbesondere auch als Folie oder Spannfolie vorliegen kann, diffus,
derart, dass die Geometrie der Lichtquellen – gleich ob UV-Lichtquellen
oder im sichtbaren Bereich – vom
Auge als solche nicht wahrgenommen werden. Die vom Fachmann entsprechend
vorzunehmende Dimensionierung ist an anderer Stelle in der Beschreibung
erläutert.
Eine diffuse Fläche wird
auch als Mattscheibe oder Diffusor bezeichnet.
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Eine weitere Ausgestaltung der transparenten
Fläche
sieht diese durchsichtig, d. h. nicht diffus oder matt, vor, so
dass man durch sie hindurch blicken kann. Insbesondere bei indirekter
Ausleuchtung einer derartigen Fläche
erscheint die Bemalung mit Fluoressenzfarbe scheinbar im Raum stehend.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Fluoreszenzmittel in Form
einer Bemalung vorliegen, die im natürlichen Licht weitgehend unsichtbar
ist und erst im UV-Licht deutlich sichtbar wird. Es lassen sich
so auf zum Beispiel Fensterscheiben an- und ausschaltbare Botschaften
erzeugen. Eine solche Farbe wird als UV-Klarlack bezeichnet. Diese „An- und
Ausschaltbarkeit" eines
Schriftzugs ist auch bei diffusen Flächen erzielbar.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht
vor, dass ausschließlich
UV-Lichtquellen zur Beleuchtung der transparenten Fläche vorgesehen
werden, Insbesondere in Verbindung mit der UV-undurchlässigen Folie lassen
sich durch die Fluoreszenzmittel hell leuchtende Objekte erzeugen,
die auf schwarzem Untergrund stehen. Diese werden durch An- oder
Ausschalten bzw. Dimmen der UV-Lichtquelle geregelt, was beim Betrachter
Aufmerksamkeit weckt. Derartige Effekte werden bei Präsentationen
und in der Werbung benötigt.
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Es ist vorteilhaft, die in der Beschreibung
offenbarten Großflächenleuchten
teilweise mit UV-Lichtquellen zu bestücken, z. B. anstelle der grünen Leuchtstoffröhren. So
können
diese Leuchten auch als Beleuchtungsmittel im herkömmlichen
Sinne, auch steuerbar, benutzt werden und andererseits durch Anschalten
bzw. Dimmen des UV-Lichts Gestaltungen tragen, die durch Aktivieren
des Fluoreszenzmittel erzeugt werden. Erfindungsgemäß können diese
Großflächenleuchten
auch nur mit UV-Leuchtmittel ausgestattet sein, um besonders große und leichte,
an- und ausschaltbare, bzw. dimmbare Leuchtschriften zu erzeugen.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden
die Fluoreszenzmittel durch fluoreszierende Farbe gebildet. Diese
haben den Vorteil, dass große
Flächen einfach,
preiswert und effektiv mit Farbe versehen werden können. Die
Farben können
beispielsweise durch Aufdampfen, Bemalen, Tränken oder anderen geeigneten
Beschichtungsmethoden aufgebracht werden. Im Gegensatz zu den aus
dem Stand der Technik bekannten Leuchtbändern sind preiswert und einfach
auch große
Flächen
mit komplizierten Geometrien, die auch mehrfarbig sein können, zu
bedrucken. Wenn dabei eine Folie bedruckt wird, so bietet sich das
in der Beschreibung an anderer Stelle erläuterte einschrittige mehrfarbige
Druckverfahren besonders an, da dadurch auch mehrfarbige Drucke mit
UV-Farbe beispielsweise auf der dehnbaren PVC-Folie mit akzeptablem
Passer realisiert werden können.
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Die Fluoressenzmittel, beispielsweise
in Form von Partikeln, können
ferner preiswert direkt bei der Herstellung, insbesondere beim Kalandrieren der
Flächen
oder Folien in deren noch nicht erkaltete Oberfläche eingebracht werden. Dies
resultiert in einer größeren Haltbarkeit,
da die Partikel inniger mit der Fläche/Folie verbunden sind. Die
Partikel liegen dennoch hinreichend frei, damit die UV-sperrende Wirkung
der Fläche/Folie
noch nicht wirksam. Ähnlich
wirkt das Tränken
der Fläche/Folie
mit der Farbe, die dadurch besonders gleichmäßig und dauerhaft oberflächennah
eingebracht wird.
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Auch eine fluoreszierende Folie kann
als Fluoreszenzmittel dienen. Diese wird beispielsweise auf Form
geschnitten und mit der als Diffusor dienenden Folie laminiert oder
sonst wie verbunden. Die fluoreszierende Folie enthält beispielsweise
fluoreszierende Partikel, wobei die Folie aus einem Material besteht, welches
UV-durchlässig
ist. Vorteilhafterweise sperrt die als Diffusor eingesetzte Folie
dagegen UV-Strahlung.
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Animationsartig wirkende Bilder lassen
sich dann erzielen, wenn man UV-Farbe,
normale Farbe oder in normalem Licht unsichtbare aber in UV-Licht sichtbare Farben
miteinander auf der Vorder- und Rückseite der transparenten Fläche mischt.
Durch gezieltes Schalten des UV-Lichtes und des sichtbaren Lichts,
auch unter Berücksichtigung
der Ungebungshelligkeit, lassen sich dann graphische Elemente ein-
bzw. ausschalten.
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Dabei ist natürlich zu bevorzugen, die UV-empfindliche
Farbe auf der der UV-Lichtquelle zugewandten Seite der Fläche zur
besseren Ausnutzung der UV-Strahlung und die normale Farbe auf der
anderen Seite zur Vermeidung der Farbverfälschung durch die Folie, vorzusehen.
Die Steuerung der Leuchtmittel ist besonders effizient mit den steuerbaren
und adressierbaren EVG möglich,
die der Beschreibung zu entnehmen sind.
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Die Verwendung von phosphorisierender oder
nachleuchtender Farbe bringt weitere Vorteile und Effekte. Gerade
im Bereich der ausgeleuchteten Spanndecken und Spannwände lassen
sich nachleuchtende Zonen realisieren, die bei einem Stromausfall
den Weg ins Freie leiten können.
Es handelt sich dabei um eine im Normalbetrieb ungewöhnlich unauffällige Sicherheitsmarkierung.
Weitere Vorteile ergeben sich daraus, dass phosphorisierende Farbe
durch UV-Licht besonders wirkungsvoll angeregt wird. Es ist aber
auch zweckmäßig, die
Energie des Umgebungslichts zum Aufladen der nachleuchtenden Farben
zu verwenden. Dabei ist diese auf die andere Seite auf zu bringen.
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Die Verwendung von phosphorisierender Farbe
bei der transparenten Fläche
ermöglicht
außerdem
bei Dunkelheit ein sicheres Verlassen des Raumes nach dem Ausschalten
der Beleuchtung wegen des Nachleuchtens. Im Sinne der Erfindung
fallen unter den Begriff Fluoreszenzmittel auch phosphorisierende
Mittel.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
es vorgesehen, auch das Gehäuseinnere
der in der Beschreibung offenbarten Beleuchtungsvorrichtungen, beispielsweise
Großflächenleuchten,
mit fluoreszierender bzw. phosphorisierender Farbe auszukleiden
um die zuvor genannten Effekte zu erzielen. Es verbessert sich der
Wirkungsgrad der offenbarten Großflächenleuchten bzw. es leuchten
diese nach, da insbesondere bei Leuchtstoffröhren der sonst ungenutzte UV-Anteil
in sichtbares Licht umgesetzt wird.
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Im folgenden werden weitere Ausgestaltungen
de Erfindung beschrieben, die die als Diffusor dienende Fläche oder
Mattscheibe, deren Bedruckung mit Farbe und die Anordnung und Steuerung der
Beleuchtungsmittel betreffen.
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Es ergeben sich weitere Vorteile,
wenn die als Mattscheibe verwendete Folie bedruckt ist.
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Plakate, sowie Großflächenplakate
sind bekannte Werbemittel, bei denen eine meist auf Papier gedruckte
Werbebotschaft auf eine Fläche
geklebt oder gespannt wird. Zur besseren Lesbarkeit oder um Aufmerksamkeit
zu wecken, werden derartige Plakate häufig von der Vorderseite oder
Seite angestrahlt. Diese Form der Beleuchtung bringt verschiedene
Nachteile für
die Optik mit sich, insbesondere führt das Papier, welches häufig nicht
frei von Verwerfungen ist, zu störenden
Lichtreflexen, die von der Beleuchtung stammen und außerdem wird
die Oberflächenstruktur
oder Welligkeit des Papiers sichtbar. Darüber hinaus empfindet der Betrachter
hintergrundbeleuchtete Objekte als intensiver und widmet Ihnen mehr
Aufmerksamkeit. Daher ist es beispielsweise an Bushaltestellen und
in der Stadtwerbung üblich,
beleuchtete Kästen
vorzusehen, in derem Inneren eine hinterleuchtete Werbebotschaft
auf bedrucktem Papier zwischen Glas bzw. Plexiglas eingespannt ist.
Demzufolge ist neben einem steifen Rahmen auch ein Diffusor (zum
Beispiel Milchglas) und eine Abdeckscheibe aus Plexiglas oder Glas
in Größe der Werbebotschaft
vorgesehen. Eine derartig Vorrichtung wird dadurch schwer und für den Transport
unhandlich. Der statisch komplizierte aund aufwendige Aufbau macht
die Erstellung größerer Flächen, von
zum Beispiel 10 × 10
m, transporttechnisch und statisch unmöglich. Dies gilt sowohl für hinter
einer Glasfläche
aufgespannte Plakate, als auch für bedrucktes
Plexiglas oder bedruckte Glasflächen.
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Es ist ferner bekannt, zu Zwecken
der Werbung eine aufgerollte, bedruckte Folie mit mehreren Motiven,
zum Beispiel Werbungen, bildweise über eine hinterleuchtete, matte
Fläche
laufen zu lassen.
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Nachteil dieser sogenannten Wechselwerbung
ist, dass die bedruckte Folie nicht falten- oder wellenfrei ist,
da sie nicht in alle Richtungen unter Eigenspannung gesetzt wird,
insbesondere zur Seite. Daraus ergeben sich die zuvor genannten
Nachteile und die Folie wird als unansehlich empfunden.
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Die erfindungsgemäß bedruckte und in einem Rahmen
aufgespannte Folie ermöglicht
größere hinterleuchtete
Werbeflächen.
Diese können
insbesondere statisch einfacher und leichter ausgelegt werden. Eine
aufgespannte Folie muß nicht
durch optisch störende
Zwischenstreben gehalten werden. Die bedruckte Folie mit einer Werbebotschaft
ist wegen ihrer Falt- oder Rollbarkeit transportabel und einfacher
zu handhaben und weist ein geringeres Gewicht als zum Beispiel Glas
oder Plexiglasflächen vergleichbarer
Größe auf.
Es ist wird daher der wiederholte Auf- und Abbau erleichtert und
saisonal wiederkehrende Dekorationen (Weihnachten, etc.) sind möglich. Dadurch,
dass die hinterleuchtete Werbefläche
besonders groß gestaltet
werden kann, kann diese eine Doppelfunktion ausüben, nämlich die Beleuchtung eines
Raumes durch die Werbebotschaft. Im Extremfall ist die gesamte Werbefläche zugleich die
Beleuchtung für
einen Raum. Die Farbe der Werbefläche bzw. deren vorherrschender
Farbton wirkt wiederum unmittelbar auf die Stimmung der in dem Raum
befindlichen Personen. Es ist ein Ziel von Werbung, die Stimmung
der Zielgruppe zu beeinflussen.
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Es ist ferner möglich, eine neuartige Form der
Werbung zu praktizieren, bei der die unbedruckte Folie zum Beispiel
eine über
eine gesamte Wand verlaufende Großflächenleuchte der zuvor beschriebenen
Art bildet und nur ein vergleichsweise kleiner Ausschnitt durch
Bedrucken für
Werbung genutzt wird. Die Werbung steht gleichsam frei im Raum,
der durch die unbedruckte Folie gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Es
wurde bereits beschrieben, dass die Entfernung zu einer, durch eine
Großflächenleuchte gebildeten
Wand, für
den Betrachter schwer abschätzbar
ist. Je nach Intensität
der Beleuchtung merkt der Betrachter überhaupt nicht, dass die Werbung
hinterleuchtet ist.
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Das Bedrucken der Folie ermöglicht darüber hinaus
Großflächenleuchten
mit weniger Leuchtmitteln, die dafür steuerungstechnisch und materialmäßig kostengünstig in
einem größeren Abstand
angeordnet sein können,
wenn die Folie durch Bedrucken lokal unterschiedliche Transparenzen
aufweist. Helligkeitsunterschiede auf der Folie, die durch unterschiedliche
Abstände
zu den Leuchtmitteln herrühren,
können
dadurch ausgeglichen werden. Stellen, an denen zum Beispiel das
hinter der Folie angeordnete Leuchtmittel sich durch vermehrte Helligkeit
abzuzeichnen scheint, werden einfach entsprechend bedruckt, sodass
für den
Betrachter eine scheinbar gleichmäßige Ausleuchtung der Folie
erreicht wird.
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Vorteilhafterweise hat die als Mattscheibe bzw.
Diffusor für
eine Großflächenleuchte
dienende Folie, bzw. die zu bedruckende Folie, die folgenden Eigenschaften:
Die
Transmission, das heißt
das in den zu beleuchtenden Raum durchgelassene Licht sollte 60
bis 80 % betragen. Der Transmissionsgrad sollte gleichmäßig über alle
Wellenlängen
des sichtbaren Lichts sein und eine Farbveränderung bei der Transmission
bewirken. Daher sind insbesondere opake, das heißt farblich neutrale Folien
zu bevorzugen. Bei gegebener Transmission ist eine hohe Lichtstreuung
zu bevorzugen. Je größer die
Lichtstreuung, umso schwerer ist ein hinter der Folie verstecktes
Beleuchtungsmittel in Form von Helligkeitsmaxima erkennbar. Da die
Folie ständig
dem Licht und der Wärme
der Beleuchtungsquelle ausgesetzt ist, muss die Folie Wärme- und
UV-beständig
sein, um ein langlebiges, gut wartbares Produkt zu erhalten. Bei
einer nicht dauerhaft wärmebeständigen Folie
tritt u. a. Weichmacherwanderung auf, das heißt die Folie wird brüchig.
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Um die Folie bei Großflächenleuchten
bzw. Werbemitteln in Gebäuden
einsetzen zu können, sind
diese schwer entflammbar, zum Beispiel entsprechend der Brandschutzklasse
B1, sowie schwach qualmend (Q1Ö,
Norm 3800).
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Großflächenleuchten bzw. Werbemittel
ermöglichen
darüber
hinaus eine Schalldämpfung
in Räumen.
Große
Werbeflächen
oder Leuchten konventioneller Art, beispielsweise mit einer Plexiglas oder
Glasscheibe verschlechtern die Akustik eines Raumes, da sie wegen
ihrer großen
glatten Fläche Echos
bilden bzw. durch Schallwellen angeregt werden, wodurch Klirr- und
Scheppergeräusche
entstehen können.
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Erfindungsgemäß kann die Nachhallzeit insbesondere
im tiefen und mittleren Frequenzbereich reduziert werden, das heißt die Sprachverständlichkeit
wird erheblich verbessert. Daraus ergibt sich eine Verbesserung
der Raumakustik besonders in großen Räumen mit Publikumsverkehr oder
lärmintensiven Umgebungen.
Die beschriebene Folie, die natürlich auch
mit einem Dekor bedruckt als nichtdurchleuchtete Wand- oder Deckenverkleidung
verwendet werden kann, erfüllt
drei Aufgaben zugleich: sie dient als Diffusor und beleuchtet daher
den Raum gleichmäßig, sie
trägt einen
hintergrundbeleuchteten Aufdruck, der zum Beispiel als Werbebotschaft
dienen kann und dient schließlich
der Verbesserung der Akustik des Raumes. Bei lichtundurchlässigen Folien entfällt die
Beleuchtungsfunktion.
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Die in einem Rahmen aufgespannte
Folie ist unter Eigenspannungen gesetzt, wodurch die Folie ohne
Verwerfungen und Falten aufgespannt ist. Es werden unter Wärme oder
Druck verformbare Folien benötigt,
um die Folie langfristig gespannt zu halten. Eine Folie, die in
der Herstellung kalandriert wird, das heißt Längs- und Querspannung in das
Material eingebracht erhält,
wobei sich nach dem Aufspannen die Spannungen über mehrere Jahre abbauen und somit
die Folie automatisch nachspannen, vermeidet ein Durchhängen der
Fläche.
Zum Bedrucken sind daher sämtliche
Druckverfahren, die in mehrere Arbeitsschritten verschiedenfarbige
Raster oder Lagen aufbringen, ungeeignet, da die Positioniergenauigkeit
beim zweiten oder dritten Druckdurchgang nicht genau genug ist.
Es käme
wegen der Verformbarkeit zu Verschiebungen, durch die die verschiedenfarbigen
Rasterpunkte ungünstigstenfalls übereinander statt
nebeneinander gedruckt werden. Für
das Bedrucken der Folie kommen insbesondere Plotter, Thermosublimationsdrucker
oder Tintenstrahldrucker, insbesondere solche mit UV-beständiger,
sogenannter pigmentierter Farbe, in Betracht. Es wird also in nur
einem Arbeitsgang ein fertiges Bild mit mindestens 2 Farben gedruckt.
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Die Geräte für die zuvor genannten Druckverfahren
sind nur in ihrer Breite, zum Beispiel auf 2 Meter begrenzt; in
der Länge
hingegen sind sie theoretisch für
beliebig lange zu bedruckende Folienbahnen geeignet. Die Auflösung, das
heißt
die Detaildichte pro Flächeneinheit
auf der derart bedruckten Folie kann daher beliebig groß sein und
kann ohne Rücksicht
auf die Größe (= Länge) der
Folienbahn gewählt
werden. Dadurch sind neuartige Werbeflächen möglich, die auch von Nahem höchsten Ansprüchen an
Bildschärfe
und Auflösung
entsprechen, aber dennoch in ihrem Format theoretisch unbegrenzt
sind. So können
mehrere zum Beispiel 1,50 m breite Bahnen an ihren Längskanten
durch Hochfrequenzschweißverfahren
oder dergleichen miteinander verbunden werden. Bei entsprechender
Ausgestaltung kann also eine Wand geschaffen werden, die sowohl
zum Betrachten von der Ferne, als auch von der Nähe geeignet ist. Plakate sind üblicherweise
im Rasterdruck hergestellt und für
die Ansicht von der Ferne konzeptioniert, also nicht so vielseitig
verwendbar, wie folgendes Beispiel zeigt:
Sechs erfindungsgemäß bedruckte
Folienbahnen von 15 × 1,5
m sind an ihren Längskanten
miteinander verschweißt,
so dass sich eine Gesamtfläche
von 9 × 15
m ergibt. Die Bahnen sind so bedruckt, dass der Gesamteindruck einer
Winterlandschaft auch aus einer Entfernung von 20 m oder mehr gegeben
ist. Insofern entspricht Wirkung in etwa einem bedruckten Gewebe,
wie es im Gerüstbau
zu Werbe- oder Dekorationszwecken verwendet wird – mit der
Ausnahme, dass derartige Flächen
nicht gleichmäßig wegen
des Gerüsts
hinterleuchtet werden können.
Durch die gleichmäßige, rückwärtige Ausleuchtung
und die beschriebenen Transmissionseigenschaften der Folie wirkt
diese bedruckte Fläche
daher besonders intensiv auf den Betrachter, dessen Umgebung u.
a. von der Folie zugleich ausgeleuchtet wird. Die erfindungsgemäße Folie,
sowie das ausgewählte
Druckverfahren, ermöglichen
jedoch gleichzeitig ein hochauflösendes
Bedrucken der Folie, so dass auch der unmittelbar vor der Folie
stehende Betrachter drucktechnisch hochwertige Informationen angeboten
bekommt. Im oben genannten Beispiel kann beispielsweise die Folie
mit im Nahbereich lesbaren Geschenkideen und Produktinformationen
bedruckt sein. Wegen des im Gerüstbau
zu Werbezwecken eingesetzten Gewebematerials bzw. dessen Beschaffenheit, ist
dieses auf die Betrachtung aus der Ferne eingeschränkt.
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Weitere Variationsmöglichkeiten
ergeben sich daraus, dass die Folie rück- oder vorderseitig zusätzlich beleuchtet
wird, beispielsweise durch Bilderzeugungsmittel, wie zum Beispiel
Diaprojektoren, Spots, Schablonen oder Videobeamer. Die Kombination
von derartigen Bilderzeugungsmitteln und hintergrundbeleuchteter,
insbesondere bedruckter, transparenter Folie, ermöglicht weitere
neuartige nachfolgend beschriebene Werbeeffekte:
Ein auf Folie
aufgedruckter und hintergrundbeleuchteter Adventkranz mit Kerzen
wird im Bereich der Kerzen von Spots verstärkt ausgeleuchtet, so dass der
Eindruck brennender Kerzen entsteht. Der Spot kann zum Beispiel
form- und farbmäßig in Gestalt
einer Kerze ausgebildet sein oder ein Videobeamer wird zur Projektion
einer flackernden Kerze verwendet. Auch die Kombination eines erfindungsgemäß durch
Druck hergestellten hochauflösenden
Bildes auf einer vergleichsweise großen Folie mit einem nur auf
einem vergleichsweise kleinen Gebiet der Folie von einem Videobeamer
projizierten Bildes mit entsprechend hoher Auflösung, läßt den Gesamteindruck eines
ungewöhnlich
großen
und dennoch ungewöhnlich
hoch auflösenden
Bildes zu. Derartige Effekte werden noch verstärkt, wenn das Bilderzeugungsmittel
selber beweglich oder schwenkbar in Bezug auf die Folie angeordnet
ist, wie aus
DE-10160171.9 (Vorrichtung
zum Projizieren) bekannt ist. Eine derartige Vorrichtung ist besonders
gut mit der erfindungsgemäßen Folie
oder der Vorrichtung zum Beleuchten kombinierbar zur Erzielung neuartiger,
die Aufmerksamkeit weckender Licht- und Beleuchtungseffekte.
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Die Kombination aus Großflächenleuchte und
Werbemittel sorgt dafür,
dass letzteren besondere Aufmerksamkeit, auch durch Erzeugung geeigneter
Stimmung durch Farbe und Licht, gewidmet wird.
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Im Sinne der Erfindung besonders
geeignete Folien können
insbesondere aus PVC mit Additiven zur Verbesserung der Brandfestigkeit
bestehen und haben eine Dicke von 0,1 bis 0,4 mm, vorzugsweise 0,14–0,20 mm.
Eine derartige Folie wird zum Beispiel von der Firma "... der Kluth", Hilden unter der
Bezeichnung "atensio-lux" vertrieben.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist
die Farbtemperatur und Helligkeit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
so einstellbar, dass in dem Raum eine derartige Farbtemperatur und
Helligkeit vorherrschen, die z.B. im Freien an einem Sommermorgen
bei gutem Wetter vorherrschen würde.
Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
wird unter einer „typischen Farbtemperatur
und/oder Helligkeit" z.B.
folgender Effekt verstanden: Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung
im gesamten Bereich der Decke, oder aber einen lichtschachtartigen
Ausschnitt desselben umfassen. Wenn die Beleuchtungseinrichtung
nun auf Sommertag eingestellt wird, dann entsteht für den im
Raum befindlichen Menschen der Eindruck, dass die Decke des Raumes
offen ist und den Blick auf den Himmel gestattet. Dies kann z.B. auch
dadurch gesteigert werden, dass ein z.B. für die Morgen- oder Dämmerungsstimmung
typischer Farbverlauf von orange nach blau an der Decke generiert
wird. Auch ist es möglich,
dass der Betrachter die an der Decke montierte großflächige Beleuchtungsvorrichtung
nicht als freien Himmel, sondern als optisch-luftige Decke, beispielsweise
in Gestalt eines Milchglasdaches, einer Markise oder eines Zeltes versteht
und daher glaubt, einen intensiven Kontakt zum natürlichen
Licht zu spüren.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung
kommt es im wesentlichen darauf an, dass in dem Raum solche Lichtverhältnisse
herrschen, wie wenn natürliches Licht
durch z.B. ein Fenster, ein Milchfenster oder ein Oberlicht in den
Raum fluten würde.
Dabei kommt es nicht darauf an, dass wie bei der direkten Sonneneinstrahlung
ein Schlagschatten erzielt wird.
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Die Illusion kann dadurch verstärkt werden, dass
dynamische Helligkeitsschwankungen von links nach rechts auftreten,
wie sie bei ziehender Bewölkung
beobachtet werden. Diese Effekte können derart gestaltet sein,
dass Helligkeits- oder Farbtonschwankungen lokal auf der Beleuchtungsvorrichtung
erzeugt werden, oder aber dass – weitestgehend
für den
Beobachter unterbewußt
bemerkbare – Intensitätsschwankungen
in der gesamten Beleuchtungsvorrichtung vorgenommen werden. In jedem Fall,
auch bei einer Kombination der genannten Effekte, entsteht für den Beobachter
das Gefühl,
er erlebe einen wettermäßig schönen Tag.
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Daraus ergibt sich unmittelbar eine
Steigerung der Arbeitsproduktivität durch gesteigertes Wohlbefinden.
Dieser Effekt ist in extrem Maß dort
zu beobachten, wo Menschen in einem normalerweise nicht oder schlecht
mit natürlichem
Licht versorgten Raum arbeiten, wie z.B. in mehrgeschossigen Großraumbüros, Kleinsträumen, Kellern
und großen
Einkaufszentren. Es ist außerdem
bekannt, dass die Bereitschaft von Konsumenten ein Einkaufszentrum
zu besuchen, in diesem zu verweilen und Umsätze zu tätigen, in dem Maße zunimmt,
in dem der Eindruck vermittelt wird, dass eine lichttechnische Verbindung ins
Freie besteht. Damit lassen sich auch die weniger lichttechnisch
günstig
gestalteten Flächen
von Gebäuden
intensiver und erfolgreicher nutzen.
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Einem Ausführungsbeispiel zur Folge, kommt
es dabei im wesentlichen darauf an, dass der Betrachter keine Anhaltspunkte
dafür erhält, dass
die Beleuchtungssituation keine natürliche ist. Demzufolge ist
vorgesehen, dass die Beleuchtungsmittel, die die Mattscheibe ausleuchten,
durch eine Mattscheibe vor den Augen der Betrachter verborgen sind,
und zwar so, dass die einzelnen Beleuchtungsmittel nicht als solche
erkennbar sind. Es kommt dabei darauf an, dass die Streuung und
Transluzenz der Mattscheibe, deren Abstand von den Beleuchtungsmitteln
und der Abstand der Beleuchtungsmittel zueinander derart abgestimmt
sind, dass sich die Beleuchtungsmittel nicht auf der Mattscheibe
abzeichnen. Der Betrachter würde
die künstliche
Beleuchtungssituation durchschauen, wenn z. B. auf der Mattscheibe
verschiedene stabartige Beleuchtungsmaxima zu erkennen wären und
der Beobachter daher auf eine Leuchtstoffröhre schließt.
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Unter Mattscheibe wird in diesem
Zusammenhang jedes Medium verstanden, welches lichtdurchlässig ist
ohne durchsichtig zu sein und Licht streut. Eine Mattscheibe ist
dann besonders geeignet, wenn sie ein breites Lichtspektrum einschließlich der
nahen ultravioletten und infraroten Wellenlängen durchläßt. Der nahe ultraviolette
und infrarote Bereich ist der Grenzbereich zum sichtbaren Licht,
dessen Existenz vom Menschen zwar irgendwie wahrgenommen wird, aber
für das
Auge im wesentlichen unsichtbar erscheint. Dieses besonders breite
Lichtspektrum verstärkt
insgesamt den Eindruck von natürlichem
Licht, welches als besonders angenehm wahrgenommen wird. Bei Verwendung
der uellen und Fluoressenzmittel kann es dagegen zweckmäßig sein,
dass das UV-Licht
durch die Mattscheibe gefiltert wird.
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Die Vorrichtung kann auch in Gestalt
einer Wand oder eines Fensters ausgestaltet sein. Man kann z.B.
in einer Scheinwand eine fensterartige Öffnung vorsehen und die Mattscheibe
hinter dieser Öffnung
befestigen, so dass sich für
den davor stehenden Betrachter die Illusion eines Fensters mit Blick auf
den blauen Himmel mit der entsprechenden Leuchtkraft ergibt. Für alle Illusionen,
bei denen der Eindruck eines natürlichen
Himmels vermittelt werden soll, kommt es darauf an, dass die Mattscheibe textur-,
naht- und schmutzfrei ist. Fehlt es nämlich an Strukturen im Bereich
der Mattscheibe, so vermag das Auge nicht den Abstand von der Mattscheibe
abzuschätzen
und es entsteht der Eindruck einer Weite, die größer ist, als der tatsächliche
Abstand zur Mattscheibe.
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Besonders großzügig wirkt die Vorrichtung dann,
wenn sie die Größe einer
vollständigen
Seitenwand eines Raums einnimmt, wie z. B. eine Fenster, welches
gleichsam rahmenlos an Decke, Boden und Seitenwänden abschließt.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann
man die Beleuchtungsvorrichtung auch als Raumteiler vorsehen, entweder
im Sinne einer spanischen Wand, das heißt einer Wand, die nicht bis
an die Decke reicht und auch beweglich sein kann, oder auch der
Gestalt, dass Beleuchtungsmittel vorgesehen sind, die zusammen mit
beidseitig von ihnen vorgesehen Mattscheiben eine raumteilende Wand
ergeben. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, dass zwei
Räume gleichzeitig
mit einer Vorrichtung beleuchtet werden können, was Installations-, Material-
und Energiekosten einspart.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht eine Steuerungseinrichtung für die Beleuchtungsvorrichtung
vor, um dynamische Beleuchtungseffekte zu erzielen. Eine dynamische
Steuerung im Sinne der Erfindung liegt dann vor, wenn z.B. die Helligkeit und/oder
Farbtemperatur verändert
wird, um einen für
natürliches
Licht typischen Effekt zu erzielen, wie z.B. die oben erwähnten, durch
Wolkenzug verursachten Helligkeitsschwankungen, oder aber einen Tagesablauf.
Unter dynamisch wird natürlich
auch jede Steuerung der Beleuchtung verstanden, die einen bestimmten
Effekt hervorruft, z.B. „Stimmungsfarben
in Discos, in der Werbung, im Verkauf und bei Ausstellungen". Dabei können auch
die UV-Leuchtmittel erfindungsgemäß angesteuert oder gedimmt werden
um Leuchteffekte mittels der Fluoressenzmittel zu erzielen.
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Unter dynamisch steuerbare Beleuchtungseffekte
im Sinne der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Veränderung/Wandern
von Farbzonen, z.B. der Effekt der Morgendämmerung, bei der von unten kommend
eine orange Zone die darüberliegende blaue
Zone zunehmend nach oben verdrängt.
Dynamisch steuerbar ist somit jeder Effekt, bei dem in einer zeitlichen
Abfolge sich die Gesamthelligkeit, Gesamtfarbe, bzw. die Helligkeits-
oder Farbverteilung auf der Mattscheibe verändert. Darunter fällt auch
die Einbeziehung der Fluoressenzmittel.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, dass die Beleuchtungsvorrichtung in dem Raum eine licht-
und farbmäßige Simulation
eines Tagesablaufs darstellt. Dabei sind natürlich verschiedene Witterungslagen
und Jahreszeiten simulierbar. Die Simulation kann in Abhängigkeit
von der jeweiligen Klimalage gewählt
werden. Beispielsweise kann während der
kurzen, dunklen Novembertage der Tagesablauf eines sonnigen Novembertages
simuliert werden, um das Zeitgefühl
nicht zu irritieren. Umgekehrt kann es auch zweckmäßig sein,
in Ländern
und zu Zeiten warmen Klimas die Witterungslage „dichte Bewölkung" zu simulieren. Dichte
Bewölkung
ist gekennzeichnet dadurch, dass es später hell wird, das Licht einen
grauen Eindruck macht, und während
des Tages keine ausgeprägten
Helligkeitsmaxima durch die hochstehende Sonne erkennbar sind. Die
Jahreszeiten unterscheiden sich im wesentlichen durch den Sonnenhöchststand,
der die Farbtemperatur beeinflußt,
die Tageslänge
und die Dauer der Dämmerung.
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Um das Zeitgefühl der derart beleuchteten Personen
nicht zu irritieren, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor,
dass die Vorrichtung synchron zu dem natürlichen Tageslauf eingestellt
ist. Personen in einem Kellerraum erfahren dadurch den Tag so, als wenn
sie draußen
wären und
können
damit ihre innere Uhr auf den Tag synchronisieren. Der natürliche Tageslauf
wird dabei entweder uhrzeitmäßig, das heißt theoretisch
ermittelt oder anhand der im Freien tatsächlich vorliegenden Helligkeitswerte.
Letzteres ermöglicht
Personen das widerspruchsfreie Verlassen oder Betreten des beleuchteten
Raumes. Dies wird anhand folgendem Beispiel deutlich:
Bei sehr
schlechtem Wetter kann es passieren, dass es um fünf Uhr Nachmittags
draußen
fast dunkel ist, während
bei wolkenlosem Himmel eine vergleichbare Dunkelheit erst sehr viel
später
gegen halb sieben vorherrschen würde.
Wird in dem erfindungsgemäß beleuchteten
Raum ein Schönwettertag
uhrzeitmäßig simuliert,
so verläßt die darin
beschäftigte
Person um fünf
Uhr den Raum im Glauben, es sei noch hell und tritt schlagartig
ins dunkle Freie. Dies jedoch zerstört seine Illusion, zuvor dem
natürlichen
Licht ausgesetzt gewesen zu sein. Orientiert sich der erfindungsgemäße simulierte
Tagesablauf dagegen an der draußen
tatsächlich
vorherrschenden Helligkeit, so erlebt man im Raum einen, zwar gegenüber der tatsächlichen
theoretischen Tageslänge
verkürzten Tag,
diesen Tag aber dafür
wesentlich heller, z. B. mit Sonnenschein. Daraus ergeben sich die
bereits genannten vorteilhaften Wirkungen für die beleuchteten Personen.
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Ein weitere Gedanke der Erfindung
ist es, dass ein fiktiver Tagesablauf, z.B. für Nachtarbeiter erzeugt wird,
der versetz oder zeitlich gedehnt, das heißt verkürzt oder verlängert gegenüber dem
natürlichen
Tag sein kann. Personen, die einen Arbeitsalltag haben, der in die
natürliche
Schlafphase des Menschen fällt,
spüren
dabei die aufmunternde Wirkung des natürlichen Tageslichts. Besonders
vorteilhaft ist es daher, wenn der simulierte Tag gegen Schichtende
zunehmend dunkel wird, wobei die Illusion dann besonders gelungen
ist, wenn zu diesem Zeitpunkt zusätzlich offensichtlich künstliche
Beleuchtung, wie beispielsweise Schreibtischlampen, angeschaltet
werden. Dadurch wird bei den Personen gegen Ende der Arbeitszeit
die Ruhephase lichttechnisch eingeleitet.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
erzeugt das natürlich
anmutende, dynamisch veränderbare
Licht durch eine Vielzahl von farbigen Lichtquellen, wobei auf die
Farbenlehre verwiesen werden kann. Es ist daher vollständig ausreichend, wenn
diese Lichtquellen in ihrer Intensität, das heißt Helligkeit beeinflußbar sind.
Farbige Lichtquellen sind zum einen solche, die in bestimmten Farben
wie z.B. rot, gelb, blau strahlen, aber auch die Farben weiß, sowie
Leuchtmittel, die aus den oben dargelegten Gründen hohe Infrarot- und Ultraviolett-Anteile aufweisen.
Obwohl es natürlich
möglich
ist, jede einzelne Lichtquelle einzeln in ihrer Intensität anzusteuern,
ist es kostenmäßig günstiger,
die einzelnen Lichtquellen gruppenweise zusammenzufassen und gemeinsam
zu regeln. Dies verringert zum einen den apparativen Aufwand und
senkt den Energieverbrauch, da die Blind- und Leerlaufleistung nur
einmal aufzubringen ist. In einem einfachen Fall, umfaßt die Beleuchtungsvorrichtung
drei verschiedenfarbige Leuchtmittel, die in ihrer Intensität erfindungsgemäß fest aufeinander
abgestimmt sind. Um diese Beleuchtung in ihrer Intensität, das heißt Helligkeit
zu beeinflussen, reicht es aus, ein einziges Steuersignal für alle Leuchtmittel
gleichzeitig zu geben.
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In einer anderen Ausgestaltung faßt man z.B.
alle Leuchtmittel der Farbe „Rot" zusammen und beeinflußt diese
gemeinsam in ihrer Intensität.
Bei der zuvor genannten Vorrichtung mit nur drei Farben, aber einem
Vielfachen an Leuchtquellen, sind also nur drei Steuersignale ausreichend,
um die Vorrichtung in Farbtemperatur und Helligkeit zu regeln.
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In einer Ausgestaltung sind Leuchtstoffröhren als
Leuchtquellen vorgesehen, da sie einen hohen Wirkungsgrad von Lichtausbeute
zu Energiezufuhr haben. Elektronische Vorschaltgeräte ermöglichen
die Helligkeitsregelung der Leuchtstoffröhren („dimmen"), wobei Material- und Energiekosten
eingespart werden können,
wenn mehrere Leuchtstoffröhren
von einem elektrischen Vorschaltgerät (EVG) angesteuert werden.
Elektronische Vorschaltgeräte speisen
die Leuchtstoffröhren
mit Strom und sind z.B. über
ein serielles Datensignal zur Regelung der Helligkeit der angeschlossenen
Leuchtstoffröhren,
steuerbar. Die Erfindung betrifft ferner ein neuartiges EVG, welches
später
an Hand der 5 und 6 erläutert wird.
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Es wäre möglich, in der Vorrichtung Leuchtmittel
mit beliebig vielen Farben zu verwenden. Dagegen sprechen jedoch
die Kosten und die zu erzielende homogene Ausleuchtung der Mattscheibe. Theoretisch
wären Leuchtmittel
der Farben Rot, Gelb und Blau ausreichend zur additiven Farbmischung
aller Farbtöne.
Um jedoch eine gute Ausleuchtung des Raume zu erzielen, ist es notwenig
auch neutrale (weiße)
Leuchtmittel vorzusehen. Unter der Farbe Weiß werden alle denkbaren Weißtöne verstanden, also
auch die sogenannten Warmtöne,
die einen gewissen Anteil Rot, Braun aufweisen.
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Bei der Verwendung von Warmtonleuchtmitteln
ergibt sich in einer weiteren Ausgestaltung die Möglichkeit,
Leuchtmittel der Farbe Rot einzusparen, so dass nur noch die Farben
Gelb, Blau und Warmton-Weiß benötigt werden.
Da Warmton-Weiß einen gewissen
Rot-Anteil hat, ist es innerhalb gewisser Grenzen auch möglich, Rottöne zu erzeugen,
die jedoch weniger intensiv sind. Ein strahlendes Weiß ergibt
sich aus der additiven Mischung von Warmton-Weiß mit einem Anteil blau. Bei
der zuletzt genannten Ausführung
lassen sich Energie- und Materialkosten einsparen und außerdem benötigt die
Beleuchtungsvorrichtung nur noch eine geringere Einbautiefe, da
räumlich
zwischen zwei Leuchtmitteln der gleichen Farbe nur noch Leuchtmittel
mit zwei anderen Farben benötigt
werden. Denn dadurch, dass nunmehr die Leuchtmittel gleicher Farben
dichter beieinander liegen, kann die Mattscheibe näher an die
Beleuchtungsmittel heranrücken,
ohne dass die Ausleuchtung auf der Mattscheibe inhomogen wird.
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In einer Abwandlung der Erfindung
sind die gleichfarbigen Leuchtquellen, beispielsweise Leuchtstoffröhren, zeilenartig
angeordnet. Dabei kann es ausreichend sein, eine Zeile als Ganzes
mit einem Ansteuersignal in ihrer Helligkeit zu beeinflussen. Je nach
Länge der
Zeile können
dabei entweder zwei Leuchtstoffröhren
durch ein Vorschaltgerät
betrieben werden, oder auch zwei Vorschaltgeräte zum Betrieb von vier Leuchtstoffröhren mit
einem einzigen Signal angesteuert werden. Dadurch sinkt der Aufwand
bei der Verarbeitung von Steuersignalen.
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Da die Einbautiefe der Beleuchtungsvorrichtung
mit zunehmenden Abstand gleichfarbiger Beleuchtungsmittel zueinander
steigt, ist es besonders platzökonomisch,
verschiedene Zeilen von Leuchtmitteln parallel zueinander verlaufen
zu lassen.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung
mit Leuchtstoffröhren
ergibt sich das Problem, dass zwei Leuchtstoffröhren gleicher Farbe nicht entlang
ihrer Längsrichtung
in einer Reihe montierbar sind, ohne dass im Kontaktbereich der
beiden Röhren
auf der Mattscheibe Inhomogenitäten
entstehen. Dies hängt damit
zusammen, dass die beiden Enden einer Leuchtstoffröhre (Köpfe) auf
einer Länge
von ca. 5 cm weniger Licht geben, als der übrige Teil der Leuchtstoffröhre. Außerdem beansprucht
das für
die elektrische Verbindung der Leuchtstoffröhre vorgesehene Kontaktelement
einen gewissen Raum, ohne selber Licht auszustrahlen. Daher bildet
sich bei zwei in einer Reihe liegenden Leuchtstoffröhren im
Kopfbereich ein ungefähr
10 cm langer dunklerer Bereich. Das kann verhindert werden, wenn
die beiden Köpfe der
benachbarten Röhren
nicht mit ihren Stirnseiten gegeneinander stoßen, sondern beide Leuchtstoffröhren seitlich
zueinander versetzt angeordnet sind und der rechte Kopf der linken
Leuchtstoffröhre
seitlich neben dem linken Kopf der rechten Leuchtstoffröhre zum
liegen kommt, wobei z.B. eine Überlappung
von ca. 10 cm bei Leuchtstoffröhren
vom Typ TLD 58W ausreichend sind, um eine inhomogene Ausleuchtung
einer ca 20 bis 40 cm entfernten Mattscheibe zu verhindern.
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Leuchtmittel sind im Sinne der Erfindung dann
zu gleichen Teilen vorgesehen, wenn die einzelnen Farben derart
vertreten sind, dass in der additiven Lichtwirkung das gesamte Farbspektrum
darstellbar ist, das heißt
z.B. keine Übergewichtung
der Farbe Rot derart vorliegt, dass z.B. Die Farbe Gelb in vergleichbarer
Intensität
gar nicht darstellbar ist.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht
ein Gehäuse
vor, in dem die Beleuchtungsmittel verborgen sind und die Mattscheibe
derartig mit dem seitlichen Rand des Gehäuses verbunden ist, dass fast
die gesamte von außen
sichtbare Fläche
der Mattscheibe von dem Beleuchtungsmittel angestrahlt wird. Dies
ist dann der Fall, wenn das Gehäuse
im Bereich der Mattscheibe sehr dünnwandig ist und auch im Inneren
des Gehäuses
keine Hindernisse oder Ausgestaltungen vorliegen, welche die Homogenität des Lichts
auf der Mattscheibe negativ beeinflussen. Eine solche Ausgestaltung
wirkt besonders ästhetisch
und vermittelt den gewünschten
Eindruck einer Öffnung ins
Freie.
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Grundsätzlich eignen sich als Mattscheibe alle
Materialien mit den zuvor genannten lichttechnischen Eigenschaften,
wie z.B. Milchglas und streuendes (milchiges) Plexiglas. Diese Materialien
sind jedoch teuer, schwer und nur in bestimmten Größen herstellbar.
Vorteile bieten hier Folien, die beispielsweise als Endlosbahn auf
einer Rolle geliefert werden können.
Damit sind auch sehr großflächige Beleuchtungen
zu realisieren.
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Wenn die Folie nahtlos ist, dann
ist die Tiefenwirkung einer großflächigen erfindungsgemäßen Beleuchtung
besonders groß,
da der darauf blickende Betrachter auf dieser keine Anhaltspunkte
für deren
Entfernung hat. Aber auch miteinander verschweißte, z.B. durch Hochfrequenzschweißen, Folienbahnen
haben einen Vorteil gegenüber
Plexiglasflächen,
deren Fügestellen
wegen der Lichtbrechung an den dickeren Kanten des Materials als
störender empfunden
werden.
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In diesem Sinne ist eine aus nahtfreiem
miteinander verbundenen Folien bestehende Mattscheibe besonders
vorteilhaft. Unter nahtfrei wird hier eine Verbindung verstanden,
bei der das Auge auf der beleuchteten und unbeleuchteten Folie die
Fügestellen kaum
wahrnimmt.
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Im Ausführungsbeispiel wird als Folie
ein Produkt aus transluzentem Kunststoff, vorzugsweise PVC eingesetzt,
dessen Dicke 0,25 mm nicht übersteigt.
Derartige Folien sind flexibel und können um ca. 2 bis 6 durch Spannen
ausgedehnt werden ohne zu zerreißen, was für das Aufspannen beispielsweise an
einem Rahmen, nützlich
ist. Das Aufspannen verhindert eine wellige oder sogar faltige Oberfläche. Die
Folie unterscheidet sich von Glas auch dadurch, dass sie transluzent,
aber nicht durchsichtig ausgebildet ist, so dass dem Betrachter
zum einen bei ausgeschalteter Beleuchtung der innere Aufbau der
Beleuchtung verborgen bleibt, während
bei eingeschalteter Beleuchtung die Folie ein breites Lichtspektrum einschließlich der
ultravioletten und infraroten Wellenlängen im Grenzbereich zum sichtbaren
Licht transmittiert, wobei die Konturen der eingesetzten Lichtquellen
für den
Betrachter nicht sichtbar sind. Ein breites Lichtspektrum ist für den Eindruck
von natürlichem
Licht besonders wichtig. UV-Licht wird auch für die Aktivierung der Fluoressenzmittel
benötigt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist
die Mattscheibe bzw. die Folie derart beschaffen, dass UV-Strahlung
unter 380 nm herausgefiltert wird und damit eine Ausbleichung empfindlicher
Materialien im Raum, sowie vorzeitige Alterung verhindert wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung
wird durch die Mattscheibe ein Raumteil von einem Raum abgetrennt,
wobei der Teilraum das Gehäuse
für die Beleuchtungsmittel
darstellt. Dabei reduziert sich der Materialaufwand zur Herstellung
einer besonders großflächigen Beleuchtung,
da die Decken und Wände
des Raumes beispielsweise über
Schienen, die mit einem umlaufenden Keder ausgestattete Mattscheibe
in Gestalt einer Folie aufnehmen. Dieses Ausführungsbeispiel wird in Zusammenhang
mit den Zeichnungen ausführlich
erläutert.
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Wie weiter oben erwähnt, ist
es vorteilhaft, wenn die Mattscheibe texturfrei ist. Leider werden
Insekten im besonderen Maße
von Licht angezogen. Verfärbungen
durch Staub, Dreck und Insekten auf der Innenseite der Mattscheibe
werden dadurch verhindert, dass die Vorrichtung nach außen hin
staub- und insektenfrei abgedichtet ist. Dies kann z.B. durch eine
umlaufende dichte Verbindung in Gestalt eines Keders, der in die
Befestigungsschienen eingehängt ist,
geschehen.
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Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren kann
die Beleuchtungsvorrichtung dazu genutzt werden, um z.B. in einen
Kellerraum die im Freien gemessenen Helligkeitswerte zu simulieren,
um die Tageslänge
zu bestimmen und die Beleuchtung einfach nur in Abhängigkeit
der Tageslänge
zu regeln.
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Schließlich ist es einem weiteren
Verfahren nach vorgesehen, bei einem beispielsweise teilweise mit
natürlichem
Licht ausgeleuchteten Raum das Raumlicht zu messen und mittels der
Beleuchtungsvorrichtung additiv das Licht dazuzugeben, welches notwendig
ist um einen der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Lichteffekte
zu erzielen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
der Figuren eingehend erläutert,
und zwar zeigt
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1 eine
Prinzipskizze einer in einem Raum installierten Ausführung der
Erfindung,
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2 die
Anordnung von Leuchtmitteln vor dem Mattscheibe als Prinzipskizze,
-
3 eine
aus Leuchtstoffröhren
gleicher Farbe gebildete Zeile als Prinzipskizze,
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4 einen
Schnitt durch eine an einer Decke befestigten Schiene zum Befestigen
der als Mattscheibe dienenden Folie,
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5A–5B verschiedene erfindungsgemäße Schaltungen
mit verschiedenen EVG und
-
6 eine
Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen EVG.
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In einem mit natürlichem Licht nur wenig ausgeleuchteten
Raum 1, beispielsweise ein Keller oder Innenraum ohne natürliche Beleuchtung,
ist eine transluzente, weiße
PVC-Folie 20 mit einer Wandstärke von 0,2 mm parallel zur
linken Seitenwand in einem Abstand von ca. 60 bis 80 cm aufgespannt,
die an Boden, Decke und den nicht dargestellten Seitenwänden an
einer Schiene 21 befestigt ist. In dem zwischen linker
Seitenwand des Raums und PVC-Folie aufgespannten Raum sind von oben
nach unten mehrere Zeilen von Leuchtmitteln in Gestalt von Leuchtstoffröhren R,
G, B, W angeordnet, wobei deren Anordnung unter 3 näher
erläutert
werden wird.
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Abweichend von der in 1 dargestellten Prinzipskizze
sind von oben nach unten nicht nur eine Leuchtstoffröhrenfolge
Rot, Gelb, Blau, Weiß R,G,B,W
vorgesehen, sondern mehrere dieser Folgen, vorzugsweise vier bis
fünf Folgen
F. Um einerseits auf der Folie 20 eine ausreichende Leuchtdichte zu
erzielen und andererseits die Einbautiefe d möglichst gering zu halten, sollten
die einzelnen Röhren R,
G, B, W so dicht nebeneinander montiert sein, dass sie sich fast
berühren.
Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel
geht vereinfachend jedoch nur von einer Folge F von Leuchtstoffröhren aus.
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Jede Zeile der Leuchtstoffröhren wird
durch ein Signal 16 in seiner Helligkeit beeinflußt. Die
Addition der Intensitäten
der Leuchtstoffröhren
R, G, B, W auf der Mattscheibe ergibt dann den gewünschten Farbwert.
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Eine dafür vorgesehene, mit den Leuchtstoffröhren verbundene
Steuerung 15 übernimmt
die Erzeugung der einzelnen Signale 16. Es ist beispielsweise
möglich,
gewisse Farbwerte, die die Beleuchtungsvorrichtung 3 erzielen
soll, manuell über
eine Eingabeeinheit M beim Steuergerät einzugeben, wie z.B. RAL-Farbtöne. Alternativ
ist das über
die Eingabeeinheit M das Komponieren und Abspielen sogenannter synthetischer
Sequenzen, das heißt
solcher, die nicht dem natürlichen
Ablauf des Tageslichts entnommen sind, möglich. Ein Beispiel ist das
zeitliche Durchlaufen aller Regenbogenfarben. Die beiden zuvor genannten
Betriebsarten eignen sich besonders für Bühneneffekte, Verkaufsdisplays
oder repräsentative
Eingangsbereiche von Unternehmen. Intensive Farben wirken auf die
Psyche der Menschen, was auch in der Verkaufsförderung Verwendung findet.
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Wenn von oben nach unten mehrere
Folgen F von Röhren
R, G, B, W vorgesehen sind, wobei das Steuergerät 15 jede Zeile einer
bestimmten Farbe jeweils unterschiedlich ansteuern kann, dann sind auch
Farbverläufe
vertikal von oben nach unten realisierbar, beispielsweise orange
im unteren Bereich, gelb im mittleren und blau im oberen Bereich
der Folie 20. Derartige Verläufe sind dann auch dynamisch steuerbar,
das heißt
sie wandern scheinbar von oben nach unten über die Folie. Die Ausrichtung
der Leuchmittel sind beliebig, d. h. erfindungsgemäß sind die
Begriffe „horizontal" und „vertikal" nur relativ zueinander
zu verstehen.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 3 kann
auch über
das Steuergerät 15 so
angesteuert werden, dass beleuchtungstechnisch die Helligkeit und
Farbtemperaturen eines Tagesablaufs simuliert werden, z.B. in Abhängigkeit
der Uhrzeit, was durch die uhrzeitmäßige Steuerung 14 dargestellt
wird. Dabei ist es möglich
die natürliche
Tageslänge,
oder jede andere Tageslänge,
beispielsweise einen Sommertag im Winter, zu simulieren.
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Weitere interessante Aspekte ergeben
sich, wenn ein Außensensor 12 mit
dem Steuergerät 15 verbunden
ist. Dieser kann genutzt werden, um die Farbtemperatur und Helligkeit
im Freien zu messen und über
das Steuergerät 15 der
Beleuchtung 3 so einzustellen, dass beispielsweise in einem
Kellerraum ähnliche
Licht Verhältnisse
wie draußen
vorherrschen oder der Eindruck eines Fenster nach Draußen simuliert
wird.
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In einer Abwandlung kann das Signal 12 auch
lediglich als Tag-Anfang- bzw.
Tag-Ende-Signal verwendet werden, beispielsweise um an einem nebligen
Novembertag im Inneren des Gebäudes
einen synchron dazu verlaufenden Sonnentag zu simulieren. Durch
diese Synchronisation wird die Illusion des natürlichen Lichts noch glaubhafter,
da die Personen, die den Raum verlassen, nicht mit einer der Simulation
vollkommen widersprechenden natürlichen
Situation (Dunkelheit) überrascht
werden.
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In warmen Gebieten oder Jahreszeiten
ist es umgekehrt auch möglich
den Raum mit kühlem
Novemberlicht auszuleuchten.
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Schließlich kann auch im Inneren
des zu beleuchtenden Raums ein Sensor 13 postiert sein,
der gleichwirkend dem Sensor 12 funktioniert. Dieser übermittelt
die im Raum vorherrschenden Beleuchtungsverhältnisse an die Steuerung, die
im Wege eines Soll-/Ist-Vergleichs
die Beleuchtung 3 derartig regelt, dass ein zu erzielender
Beleuchtungseffekt im Raum 1 vorherrscht. Ein Anwendungsbeispiel
dafür sind
Räume,
die eine gewisse natürliche
Lichteinstrahlung erhalten, diese aber nicht ausreichend ist, wie
z. B. Räume
mit kleinem Fenster oder dunkele Wolken. Der Sensor 13 ist
auch da sinnvoll, wo beispielsweise die Arbeitsplätze oder
Verkaufsflächen aus
technischem der ästhetischem
Grund eine künstliche
Beleuchtung benötigen,
beispielsweise Spots. Auch in diesem Fall regelt die Steuerung 15 die
Beleuchtung 3 so, dass sich im Raum 1 insgesamt,
d. h. additiv die gewünschte
Beleuchtungssituation ergibt. Schließlich ist es denkbar, den Sensor 13 in
Räumen mit
einer an für
sich ausreichenden Fensterfläche, das
heißt
natürlicher
Beleuchtung, einzusetzen, wenn die natürliche Beleuchtungssituation
auf die Stimmung drückt,
z.B. langanhaltende dichte Bewölkung
mit Regen. Auch hier kann die Steuerung 15 die Beleuchtung 3 so
einstellen, dass insgesamt im Inneren des Raumes ein angenehmeres
Lichtklima herrscht.
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In allen Fällen hilft das Ausführungsbeispiel aus 1 und stärkt das Wohlbefinden und die
Arbeitsleistung bzw. Konsumfreudigkeit der darin befindlichen Personen.
Es fällt
den Betroffenen Personen leichter, sich lange in dem Raum aufzuhalten.
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Dank ihres äußerst geringen Eigengewichts lassen
sich insbesondere beim Einsatz von speziellen, preiswerten und leichten
Klemmprofilen oder -schienen 21 (4) mit Folien die gesamte Decke eines
beliebig großen
Raumes in eine einzige Leuchte verwandeln – die gesamte Decke des Raumes wird
zu einer einzigen, großen
Leuchtfläche.
Es lassen sich komplizierteste Grundrisse realisieren, selbst im
Raum befindliche Säulen
stellen kein Hindernis dar. Die bisher unvermeidliche »Rasterwirkung« herkömmlicher
Lichtdecken aus rasterelementartigen Einzelleuchteneinheiten ist
daher nicht mehr zwingendes Gestaltungsmerkmal. Durch die Installation
zwischen Decke und Boden lassen sich auch auf einfache Weise auch
Lichtwände
herstellen, Am Rand der Spannfolie 20 befindet sich ein
Keder in Gestalt eines Hakens 23. Unter dem Zug der Spannfolie 20 verhakt
dieser sich hinter einer inneren Kante 22 des Profils 21.
Die Öffnung
des Profils 21 ist so groß, dass der Haken 23 eingeführt werden
kann und hinter der inneren Kante sich verklemmt. Der Haken ist
so steif und lang, dass er sich unter Zug im Profil schrägstellt
und damit gegen Herausziehen gesichert ist.
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2 zeigt
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
mit zwei Folgen F, F' von
zeilenartig angeordneten Leuchtstoffröhren W, R, G, B bzw. W', R', G', B'. Um die Illusion
des natürlichen
Lichts nicht zu gefährden,
ist es nötig,
dass auf der Mattscheibe 20 keine Helligkeitsmaxima entstehen,
die dem Beobachter Aufschluß darauf
geben können,
dass unter dieser Mattscheibe Leuchtstoffröhren verborgen sind. Dabei
sind drei Parameter entscheidend, nämlich die Transluzenz der Folie 20,
der Abstand d zwischen Leuchtenoberfläche und Folie sowie der Abstand
a zweier benachbarter Zeilen von Leuchtstoffröhren der gleichen Farbe, z.
B. W, W'. Grundsätzlich kann
a um so größer gewählt werden,
je größer d ist.
Im Interesse einer geringen Bautiefe (Materialkosten, Raumverbrauch) und
einer ansprechenden Leuchtdichte der Vorrichtung, wird man den Abstand
a so klein wie möglich wählen, das
heißt
günstigstenfalls
den vierfachen Durchmesser einer Leuchtstoffröhre, wenn die Leuchtstoffröhren unmittelbar
nebeneinander liegen. Aus thermischen Gründen und mit Hinblick auf die
in 3 näher erläuterte besondere
zeilenartige Anordnung der Röhren,
ist dies jedoch nicht immer möglich.
Daher beträgt
z. B. bei Leuchtstoffröhren vom
Typ TLD 58W der Abstand der Mittelachsen der Röhren typischerweise 20 bis
30 cm bei einem Abstand d der Leuchtmittelebene von der Mattscheibe von
20 bis 40 cm.
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Die Vorrichtung läßt sich dann preiswerter bauen,
wenn die Röhren
gleicher Farbe (z. B. W, W'), aber
unterschiedlicher Folge F, F' gemeinsam
angesteuert werden. Dies geht jedoch zu Lasten der Beleuchtungseffekte,
da in diesem Fall kein Farbverlauf über die Fläche der Folie 20 erzielbar
ist.
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3 erläutert schließlich eine
erfindungsgemäße vorteilhafte
zeilenmäßige Anordnung
von Leuchtstoffröhren
gleicher Farbe. Leuchtstoffröhren haben
an ihren äußeren Enden
einen Kopfbereich 18 mit geringerer Leuchtintensität als der
dazwischenliegende Bereich. Außerdem
ist im Kopfbereich 18 ein elektrisches Kontaktelement 17 vorgesehen.
Es verbietet sich daher, die Leuchtstoffröhren entlang ihrer Längsachse
hintereinanderliegend anzuordnen, da dann die Mattscheibe im Bereich
der beiden aneinanderstoßenden
Köpfe 18 dunkler,
das heißt
inhomogen ausgeleuchtet wäre.
Diesem kann dadurch begegnet werden, dass die Röhren wie in 3 dargestellt, im Kopfbereich entlang
der Zeilenachse Z versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die
zueinander benachbarten Köpfe 17, 18 zweier
Röhren
R1, R2 gleicher Farbe sich um einen Bereich L überlappen. Die Helligkeiten
der beiden im Kopfbereich 1 dunkleren Zonen addieren sich
damit leuchtstärkenmäßig, so
dass sich auch im gemeinsamen Kopfbereich eine Helligkeit wie im
Bereich der übrigen
Röhre ergibt.
Vorzugsweise liegen die Köpfe
der benachbarten Röhren
seitlich aneinander.
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EVG sind elektronisch regelbare Vorschaltgeräte für Leuchtstoffröhren. Sie
sind erhältlich
als Einzel- oder Doppel EVG, d.h. für ein oder zwei Röhren, jeweils
ausgelegt für
unterschiedliche Leistungen. Die elektronische Regelung erfolgt
bislang, wie in 5A, über eine
separate Steuerleitung oder über
eine spezielle Schnittstelle mit z.B. Western- Steckern.
-
Insbesondere bei Großflächenleuchten
kommen Systeme von Leuchtstoffröhren
zum Einsatz, die in großer
Anzahl verwendet werden, um große
Flächen
gleichmäßig auszuleuchten.
Davor wird ein Diffusor eingesetzt, der mit den Leuchtstoffröhren eine blendfreie,
gleichmäßige Beleuchtung
ermöglicht. Für verschiedene
Farben, Farbspiele oder farbige Wolken muss das mehrfache an Leuchtstoffröhren der
jeweiligen Farben montiert werden. Die Leuchtstoffröhren werden
dazu im Werk auf Platten, z.T. gegeneinander versetzt angeordnet,
vormontiert.
-
Jedoch ist der Verdrahtungsaufwand
für die Anzahl
der EVG bei der Vielzahl der einzusetzenden Leuchtstoffröhren sehr
hoch, d. h. Lohn- und Materialintensiv. Ferner wird durch die Schaltung
Raum beansprucht. Hinzu kommt die Verkabelung für die Steuerung/das Datenkabel.
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Das erfindungsgemäße EVG kann mehr als zwei Leuchtstoffröhren versorgen.
Dies ermöglicht
im Idealfall den Anschluß aller
Leuchtstoffröhren
einer Farbe bzw. Dimmgruppe an ein EVG. Daraus ergibt sich, neben
der Reduzierung der Kosten und des Materialaufwandes, eine Reduzierung
der Verlustleistung (Abwärme).
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das EVG einen
gemeinsamen Gleichrichter für
alle angeschlossenen Leuchtmittel aufweist, wobei jedoch je ein
Hochfrequenzerzeuger für
jedes Leuchtmittel an den gemeinsamen Gleichrichter angeschlossen
ist.
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Wenn alternativ oder in Kombination
mit dem zuvor genannten Ausgestaltungsbeispiel jedes EVG erfindungsgemäß adressierbar
und damit an einen Datenbus anschließbar ist, reduziert sich bei
entsprechender Steuerung der Verkabelungsaufwand. Es ist nicht mehr nötig, jedes
EVG mit einer eigenen Daten- oder Steuerleitung an die Steuerung
anzuschließen. Die
Adresse kann fest vergeben sein (Chip), oder variabel (EPROM, Speicherelement,
DIP-Schalter).
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Die ansteuerbaren Dimmstufen (0 bis
100%) je EVG werden auf den z.B. 2-adrigen Bus gegeben und erreichen
das anzusteuernde, über
eine interne oder externe Schaltung adressierte EVG. Es ist nunmehr
möglich,
jedes EVG (= eine oder mehrere Leuchtstoffröhren) direkt anzusteuern oder
auch gleichzeitig verschiedene Farb- bzw. Dimmgruppen über ein
einziges adressiertes Signal zu steuern. Dazu kann jedes einzelne
EVG z.B. über
DIP-Schalter eine Adresse erhalten und für die Daten adressierbar sein.
Für z.B.
Großflächenleuchtensysteme ergeben
sich folgende Vorteile:
- 1) Es ist nur ein Bus
(Ringleitung) für
alle EVG zur Steuerung notwendig.
- 2) Die komplette Installation der EVG erfolgt ungeachtet deren
zukünftiger
Zugehörigkeit
zu einer Dimm- oder Farbgruppe. Die Zuordnung kann z.B. jederzeit
durch Umlegen der DIP-Schalter „programmiert" werden, z.B. erst
beim Einsetzen der Röhre
oder über
entsprechende softwaremäßige Adressierung
der Daten.
- 3) Es gibt keine Fehlverkabelungen von Steuerleitungen mehr.
Bei Fehlfunktionen entfällt
die „Kabelverfolgung" und das „Kabelumlegen". Es reicht das Umlegen
der Dip-Schalter.
- 4) Alle EVG sind grundsätzlich
gleich und überall einsetzbar.
- 5) Im Schadensfall ist ein Austausch ist problemlos möglich, da
keine speziellen, festen Adressen im EVG vorhanden sind.
- 6) Beim Austausch der EVG muß die Steuerung in keinem Punkt
umprogrammiert werden.
- 7) Das System kann modifiziert oder erweitert werden, ohne die
bisherige Verkabelung zu ändern.
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Wenn alternativ oder in Kombination
mit den zuvor genannten Ausgestaltungsbeispielen jedes EVG erfindungsgemäß über die
Stromleitung sowohl mit Strom versorgt wird, als auch durch ein
z.B. aufmoduliertes Signal in seiner Helligkeit gesteuert wird, entfallen
die Datenleitungen zu jedem EVG. Verlege-, Anschluß- und Arbeitsaufwand
sinken.
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Wenn darüber hinaus erfindungsgemäß der Datenbus
von der Stromleitung und einem auf diese aufmodulierten Signal gebildet
wird, reicht zur Ansteuerung jedes einzelnen EVG nur der Anschluß an eine
einzige Stromleitung (Parallelanschluß aller EVG), die an eine entsprechende
Steuerung (Signalgenerator) angeschlossen ist. Es reduziert sich
bei entsprechender Steuerung der Verkabelungsaufwand weiter, da
die EVG nur noch mit der Stromversorgung verbunden werden muss.
Es ist insbesondere nicht mehr nötig,
jedes EVG mit einer eigenen Daten- oder Steuerleitung an die Steuerung
anzuschließen.
Es wird ausschließlich
ein Kabelanschluß der EVG
an die Stromversorgung (2- oder
3-adrig) notwendig.
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Die Auswertung der Steuersignale
am EVG kann durch einen externen Signalempfänger geschehen, der im einfachsten
Fall zwischen Stromversorgungsleitung und Netzeingang des EVG gesteckt wird.
Dieser filtert die Steuerimpulse heraus und stellt diese per kurzem
Kabel und Westernstecker dem gleichen EVG an der üblichen
Schnittstelle wieder zur Verfugung. Der externe Signalempfänger hat
den Vorteil, dass handelsübliche,
preiswerte und verbreitete EVG mit konventionellem Dateneingang
(Seriell, Analog, etc.) weiter benutzt werden können. Vorhandene Aufbauten
können
modifiziert werden. Ein interner Signalempfänger hat dagegen den Vorteil,
dass das EVG besonders kompakt ist und einfach zu montieren bzw.
zu verdrahten ist.
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Alternativ oder in Kombination mit
den zuvor genannten Ausgestaltungsbeispielen wird vorgeschlagen,
insbesondere eine Grossflächenleuchte
in Flächeneinheiten
zu unterteilen und jeder Einheit einen Farbwert und einen Helligkeitswert über eine Steuerung
zuzuordnen. Bei bekannten Leuchten dieser Art wird ein Leuchtmittel
oder eine Reihe/Zeile von Leuchtmitteln der gleichen Farbe in der
Helligkeit gesteuert. Für
den Lichttechniker oder den Kunden ist es schwierig, entsprechende
Licht- und Farbeffekte zu programmieren, da er jede Farbe einzeln
steuert, aber im Geist das Ergebnis, d.h. die Wirkung der additiven
Farbmischung der verschiedenfarbigen und einzeln zu programmierenden
Leuchtmittel vorwegnehmen muß.
Die Zuordnung eines Farbwerts und eines Helligkeitswerts zu einer
Flächeneinheit, die
hier einem Pixel entspricht, kann dabei erfindungsgemäß sowohl über Hardware
(ein EVG steuert die Leuchtmittel unterschiedlicher Farbe einer Flächeneinheit
zur Erzielung eines Farb- und Helligkeitswert der Fläche) oder über Software
(mehrere EVG mit unterschiedlichfarbigen Leuchtmitteln werden über Software
einzeln, aber zur Erzielung eines Gesamteffekts angesteuert) erfolgen.
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In beiden Fällen ist es nunmehr für den Nutzer
einfacher als bisher, die Farben und Helligkeiten der Leuchte, auch
in zeitlichem Ablauf, selber zu bestimmen und zu variieren. Die
Programmierung erfolgt über
ein entsprechendes Steuergerät
oder mittels Computersoftware, die eine intuitive Programmierung
der in Pixel unterteilten Leuchtfläche ermöglicht. Auf dem Bildschirm
kann insbesondere jeder Pixel direkt programmiert und der Effekt
beobachtet werden. Die derart gestalteten Szenen können entweder
direkt vom Computer abgespielt werden, so dass der Computer die
Steuerung der EVG der Leuchte übernimmt,
oder die Szenen werden in den Speicher eines computerunabhängigen preiswerteren
Steuergeräts
gespielt, so dass dieses die Steuerung der EVG der Leuchte übernimmt.
Die Programmierung der Leuchte geschieht also unabhängig von der
Leuchte, so dass diese z.B. über
Internet, DFÜ, Diskette,
EPROM, etc. zu Kunden gelangen kann.
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Der hardwaremäßige Zuordnung kann durch die
Kombination der zuvor genannten Ausgestaltungen besonders günstig erfolgen.
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Bevorzugt ist das in 6 gezeigte EVG 30 mit folgenden
Eigenschaften, wobei das Vorsehen von drei Farben nur beispielhaft
ist: Ein Steuergerät (Modulator) 37 speist
drei, für
drei Adressen bestimmte Steuersignale in das Netz ein. Das EVG ist mit
dem Netz verbunden. Im EVG übernimmt
ein Gleichrichter 31 die Stromversorgung für drei Leuchtstoffröhren G,B,W
und ist daher im EVG über
drei Hochfrequenzerzeuger 32 mit den fünf Röhren verbunden, wobei jeder
Hochfrequenzerzeuger jeweils über
einen Demodulator durch das entsprechende, für ihn bestimmte und adressierte
Signal in ihrer Frequenz regelbar ist. Dazu ist jeder Hochfrequenzerzeuger 31 – insbesondere über einen
Filter – zusätzlich mit
der Netzleitung verbunden, was nicht in 6 dargestellt ist.
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Noch einfacher anzusteuern ist eine
Ausführung,
bei der das EVG 30 lediglich das Signal 37 in der
Form „Farbe
+ Helligkeit" für die anzusteuernde Fläche (Pixel)
erhält
und dieses Signal über
eine eigene Schaltung 35 (6)
in die drei Farb- und Helligkeitsanteile für jeden Hochfrequenzerzeuger 32 bzw.
jede Röhre
G,B,W zerlegt. Die einzelnen Hochfrequenzerzeuger 32 können dabei
einzeln und direkt oder über
einen Bus 36 angesprochen werden.
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Ein „Pixel" kann dabei sowohl eine Fläche mit
der zur beabsichtigen Farberzeugung benötigten minimalen Anzahl von
Röhren
(z.B; 3 Röhren; Gelb-Blau-Weiss)
sein, als auch eine sich in der Breite und/oder Höhe der Leuchte
sich wiederholende Abfolge derselben (z.B; 6 Röhren; Gelb-Blau-Weiss; Gelb-Blau-Weiss)
sein.
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5a erläutert das
Verkabelungsschema nach dem Stand der Technik. Über eine Netzleitung werden
die Steuerung 37 und die einzelnen EVG 30 mit
Strom versorgt. Die EVG verfügen
darüber
hinaus über
einen Steuereingang zum Dimmen der angeschlossenen Röhren. In 5a sind alle blauen Leuchtstoffröhren über die
EVG mit dem gleichen Steuersignal verbunden. Zum Steuern einer einheitlichen,
aus zwei Farben gebildeten Fläche
werden demzufolge sechs Leitungen benötigt.
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5c zeigt
denselben Anwendungsfall, kommt jedoch mit nur vier Leitungen aus.
Alle EVG werden über
die Netzleitung mit Strom versorgt. Eine busartige Leitung 38 (zwei-adrig)
verbindet die Steuerung 37 mit allen EVG 30. Die
Steuerung 37 erzeugt Signale mit unterschiedlichen Adressen
und gibt diese auf den Bus 38. Es ist dabei auch möglich, dass beispielsweise
jedes für
die Farbe Blau zuständige EVG
die gleiche Adresse zugewiesen erhält.
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5b zeigt
eine Schaltung, die lediglich zwei Leitungen benötigt. Auf die Netzspannung
wird über
die Steuerung 37 das adressierte Steuersignal aufmoduliert.
Jedes EVG ist über
einen Demodulator 35 mit der gemeinsamen zwei-adrigen Stromleitung verbunden.
Der Demodulator 35 demoduliert die über die Stromleitung transportieren
Steuersignale einschließlich
der Adressinformation. Das von dem Demodulator 35 erzeugte
Signal wird anschließend vom
EVG so behandelt, wie in 5c bereits
beschrieben.
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Für
die zuvor beschriebenen Aufgaben und Anwendungsfälle sind folgende, als Beispiel
dienende, Eigenschaften eines EVG zweckmäßig:
- – 256 verschiedene
Adressen einstellbar
- – Empfang
von 101 verschiedenen Signalen (1/256 Adresscode + 1 /101 Dimmstufen)
- – Mögliche Signaldichte:
10 verschiedene Signale je Sekunde je Adresse
- – Lebenszeit: > 10 Jahre