DE19622670C2 - Light deflection plate with two flat elements - Google Patents

Light deflection plate with two flat elements

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtumlenkplatte mit zwei flächig ausgebildeten Elementen, von denen eines die Lichteintrittsoberfläche und das andere die Lichtaustritts­ oberfläche aufweist, und die derart zusammengefügt sind, dass das Licht brechende bzw. reflektiernde Grenzschichten entstehen, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtumlenkplatte.The invention relates to a light deflection plate two flat elements, one of which is the Light entry surface and the other the light exit surface, and which are assembled in such a way, that the light-refracting or reflecting boundary layers arise, as well as on a method for producing a Light deflection plate.

Vorkehrungen zur Lichtumlenkung für eine möglichst blendfreie Innenbeleuchtung von Räumen unter optimierter Ausnutzung des auf eine Fensterfassade einfallenden Tageslichts, sind hinlänglich in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Hauptaufgabe derartiger Lichtumlenkungssysteme sind stets, das einfallende Tageslicht bei seitenbelichteten Räumen derart umzulenken, daß eine bessere Ausleuchtung der Raumtiefe erreicht wird.Precautions for redirecting light for one if possible glare-free interior lighting of rooms under optimized Exploitation of what falls on a window facade Daylight, are sufficiently different  Embodiments known. Main task Such light deflection systems are always that Incident daylight in side-exposed rooms to redirect so that better illumination of the Room depth is reached.

So geht beispielsweise aus der DE 43 10 718 A1 eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Lichtein­ falls in einen Raum hervor. Die Vorrichtung besteht aus mehreren, übereinander angeordneten, gleichartigen Lichtlenkprofilen, die vorzugsweise zwischen zwei Glasplatten angeordnet sind. Die Lichtlenkprofile bestehen ihrerseits aus drei verspiegelten und konkav gewölbten Flächen, so daß das auf sie einfallende Sonnenlicht in steilem Winkel an die Decke oder auf den Boden eines Innenraums reflektiert werden. Durch die Verwendung reflektierender Oberflächen haften diesem Lichtumlenksystem jedoch diverse Nachteile an. So beträgt beispielsweise der Reflexionsgrad üblicher reflektierender Oberflächen ca. 80%, wodurch ein bedeutender Anteil des einfallenden Lichtes in der Reflexionsschicht absorbiert wird und aus diesem Grunde nicht in den Raum gelangen kann. Ferner ist der Gerad­ sicht-Durchblick durch ein mit dem vorstehend genannten Lichtumlenksystem versehenes Fenster deutlich stark beeinträchtigt.For example, DE 43 10 718 A1 Device for automatic control of the light if out in a room. The device consists of several, arranged one above the other Light directing profiles, preferably between two Glass plates are arranged. The light control profiles in turn consist of three mirrored and concave curved surfaces, so that the incident on them Sunlight at a steep angle on the ceiling or on the Floor of an interior to be reflected. Through the Use of reflective surfaces adhere to this However, the light deflection system has various disadvantages. So is, for example, the degree of reflection usual reflective surfaces approx. 80%, which means a significant proportion of the incident light in the Reflective layer is absorbed and for this reason cannot get into the room. Furthermore, the straight line View-through through one with the above Window provided with light deflection system clearly severely impaired.

In gleicher Weise sind auch die Durchblick-Eigenschaf­ ten bei bekannten Lichtumlenksystemen erheblich beein­ trächtigt, die anstelle der vorgenannten Lichtlenk­ profile Prismenstäbe vorsehen, von denen eine Flanke jeweils verspiegelt sein kann. Grundsätzlich tritt an den Prismenkanten Lichtbrechung auf, wodurch das Licht umgelenkt wird. Bei verspiegelten Prismenoberflächen tragen auch diese Flanken zur Umlenkung des Lichtes bei. Da jedoch die Brechung an Prismenflanken stark wellenlängenabhängig ist, entstehen unerwünschte Farbeffekte sowie damit verbundene Bildverzerrungen.The view properties are the same ten significantly influenced in known light deflection systems takes the place of the aforementioned light control Provide prism poles, one of which is a flank can be mirrored in each case. Basically occurs the prism edges refraction, causing the light is redirected. With mirrored prism surfaces  also carry these flanks to redirect the light at. However, since the refraction on prism flanks is strong Wavelength-dependent, undesirable arise Color effects and associated image distortion.

Des weiteren ist in einem Artikel von Jörg Gutjahr, Helmut F. O. Müller und Michael Burg "Lichtlenkung, natürliche Beleuchtung von Gebäuden mit Lichtlenk­ gläsern, AIT Spezial Intelligente Architektur 3, Supplement der AIT 10-95 Architektur Innenarchitektur Technischer Ausbau" ein Lichtumlenksystem beschrieben, das übereinandergestapelte Acrylprofile mit besonderem Querschnitt aufweist. Die übereinandergestapelten, stabförmigen Acrylprofile sind ebenfalls im Zwischen­ raum zweier Glasscheiben angeordnet, wobei deren Konkavseiten senkrecht nach oben orientiert sind. Die Seitenflanken der Acrylprofile weisen überdies eine linsenförmige Krümmung auf, wodurch das einfallende Licht im Profil gebündelt wird. Über Totalreflexionen an den Profilinnenseiten gelangt das einfallende Licht von der einen auf die andere Seite des Acrylprofils und tritt dort im wesentlichen parallel gerichtet aus.Furthermore, an article by Jörg Gutjahr, Helmut FO Müller and Michael Burg "Light control, natural lighting of buildings with light control glasses, AIT Special Intelligent Architecture 3 , Supplement to AIT 10-95 Architecture Interior Design Technical Expansion" describes a light deflection system that is stacked on top of each other Has acrylic profiles with a special cross-section. The stacked, rod-shaped acrylic profiles are also arranged in the space between two glass panes, the concave sides of which are oriented vertically upwards. The side flanks of the acrylic profiles also have a lenticular curvature, which bundles the incident light in the profile. The incident light passes from one side to the other of the acrylic profile via total reflections on the inside of the profile and exits there essentially in parallel.

Wie in den vorgenannten Ausführungsformen zur Lichtum­ lenkung ist auch im Falle eben beschriebenen, überein­ andergestapelten Acrylprofile die Durchsicht durch ein derartig ausgestaltetes Fensterelement aufgrund der linsenförmigen Krümmung an der Einfallsseite der Pro­ file stark beeinträchtigt.As in the aforementioned embodiments for lighting Steering is also the same in the case just described stacked acrylic profiles the view through a such designed window element due to the lenticular curvature on the incidence side of the pro file severely affected.

Überdies bereitet das Aufeinanderstapeln der einzelnen Acrylprofile einen nicht zu verkennenden Aufwand, so daß die Herstellungskosten entsprechend hoch anzusetzen sind. Ferner ist eine gegenseitige Dejustage der einzelnen Profile untereinander nicht auszuschließen, so daß die Lichtumlenkeigenschaften der Gesamtanordnung sehr stark in Mitleidenschaft gezogen werden können.Moreover, the stacking of the individual prepares Acrylic profiles an unmistakable effort, so that the manufacturing costs are set accordingly high are. Furthermore, there is mutual misalignment of the individual  Profiles among themselves not to be excluded, so that the Light deflection properties of the overall arrangement are very strong Can be affected.

Eine weitere auf Totalreflexionen beruhende Lichtumlenkein­ heit ist aus der Veröffentlichung von Ian R. Edmonds, "Per­ formance of laser cut light deflecting panels in day­ lighting applications", Solar Energy Materials and Solar Cells, Nr. 29 (1993) Seiten 1-26, bekannt. Die hierin be­ schriebene Umlenkeinheit besteht aus einer Acrylplatte mit horizontal eingebrannten Luftspalten. Die geradlinig in das Material mittels Laserstrahlung eingebrannten Luftspalten weisen eine derartige Neigung relativ zu den einfallenden, parallelen Lichstrahlen auf, so daß diese durch einfache Totalreflexion bspw. in einen Innenraum an die Decke abge­ lenkt werden können.Another light deflection unit based on total reflections is from the publication by Ian R. Edmonds, "Per formance of laser cut light deflecting panels in day lighting applications", Solar Energy Materials and Solar Cells, No. 29 ( 1993 ) pages 1-26, known. The deflection unit described here consists of an acrylic plate with horizontally burned-in air gaps. The air gaps burned straight into the material by means of laser radiation have such an inclination relative to the incident, parallel light rays that they can be deflected, for example, into an interior to the ceiling by simple total reflection.

Nachteilhaft bei dieser Lichtumlenkeinheit ist, daß im Rah­ men des Laser-Herstellungsverfahrens nur ebene, d. h. gerad­ linige Schnitte erzeugt werden können. Die auf diese Weise erzeugte Dicke der eingebrannten Luftspalte ist relativ groß und die damit erzeugten Grenzflächen sind verhältnis­ mäßig rauh, so daß diese verbesserungsdürftige Reflexions- Eigenschaften aufweisen, gleichwohl die Umlenkung auf der Basis der Totalreflexion stattfindet. Hinzu kommt, daß die Herstellungsmethode mittels Einbrennen durch Laserstrahl technisch aufwendige und teure Komponenten voraussetzt, die unmittelbar in die Herstellungskosten des Produkts einfließen.A disadvantage of this light deflection unit is that in the frame men of the laser manufacturing process only flat, d. H. straight linear cuts can be generated. That way The thickness of the burned-in air gaps is relative large and the interfaces created with it are proportional moderately rough, so that this reflection Have properties, however the deflection on the Basis of total reflection takes place. In addition, the Production method by means of laser beam burning requires technically complex and expensive components, which directly into the manufacturing cost of the product flow in.

Aus der gattungsbildenden WO 94/25 792 A2 ist eine Vorrich­ tung zur Lichtumlenkung, insbesondere von Sonnenlicht, mit einer planen Lichtein- und Lichtaustrittsoberfläche sowie das Licht brechende und/oder reflektierende Grenzschichten, die zwischen den planen Oberflächen vorgesehen sind, be­ kannt, wobei die Lichteintrittsoberfläche eine Oberfläche eines ersten flächig ausgebildeten Elementes ist, das an seiner der Lichteintrittsoberfläche gegenüberliegenden Sei­ te eine Oberflächenstruktur aufweist, und wobei die Licht­ austrittsoberfläche eine Oberfläche eines zweiten flächig ausgebildeten Elementes ist, das an seiner der Licht­ austrittsoberfläche gegenüberliegenden Seite eine zweite Oberflächenstruktur aufweist, und wobei die Oberflächen­ strukturen beider Elemente derart beschaffen sind, dass durch Zusammenfügen der Elemente die Oberflächenstrukturen ineinander greifen, so dass sich von beiden Elementen ein­ geschlossene Spalte bilden.A Vorrich is from the generic WO 94/25 792 A2 device for redirecting light, especially sunlight a plan light entry and exit surface as well  light-refracting and / or reflecting boundary layers, that are provided between the flat surfaces, be knows, wherein the light entry surface is a surface of a first sheet-like element that is on its opposite the light entry surface te has a surface structure, and wherein the light exit surface a surface of a second flat trained element is that at its the light outlet surface opposite side a second Has surface structure, and wherein the surfaces structures of both elements are such that by assembling the elements the surface structures intertwine so that both elements interlock form a closed column.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass bei der Lichtum­ lenkeinheit das optische Durchsichtsvermögen beeinträchtigt ist, so dass ein Betrachter nicht ohne Verzerrungen und Farbfehler die auf der anderen Seite der Lichtumlenkeinheit befindlichen Gegenstände wahrnehmen kann.This device has the disadvantage that in the light steering unit affects the optical transparency is so that a viewer is not without distortion and Color defects on the other side of the light deflection unit can perceive objects located.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Lichtumlenkplatte mit zwei flächig ausgebildeten transparenten Elementen anzugeben, bei der die Lichtumlen­ keinheit das optische Durchsichtvermögen nicht wesentlich be­ einträchtigen soll, so dass ein Betrachter ohne Verzerrungen und Farbfehler die auf der anderen Seite der Lichtumlenkein­ heit befindlichen Gegenstände möglichst unverfälscht wahrneh­ men kann. Schließlich soll die Lichtumlenkplatte mit einem möglichst einfachen Herstellverfahren hergestellt werden kön­ nen, so daß die Herstellungskosten reduziert werden können.The invention is therefore based on the object of a gat appropriate light deflection plate with two flat-shaped Specify transparent elements in which the light deflection the optical transparency is not essential intended to impair, so that a viewer without distortion and color defects that are on the other side of the light deflection perceive existing objects as pristine as possible men can. After all, the light deflection plate is supposed to have one manufacturing process as simple as possible can be produced NEN, so that the manufacturing cost can be reduced.

Die der Aufgabe zugrundeliegende Lösung ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der Lichtumlenkplatte ist Gegenstand des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen­ stand der Ansprüche 2 bis 11.The solution on which the task is based is marked of claim 1 specified. A method according to the invention  for the manufacture of the light deflection plate is the subject of Claim 12. Advantageous embodiments are opposed state of claims 2 to 11.

Die Lichtumlenkplatte zur Lichtumlenkung, insbesondere von Sonnenlicht, ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einer planen Lichtein- und Lichtaustrittsoberfläche sowie das Licht brechende und/oder reflektierende Grenz­ schichten, die zwischen den planen Oberflächen vorgesehen sind, derart ausgebildet, dass die Lichteintrittsoberfläche eine Oberfläche eines ersten flächig ausgebildeten Elemen­ tes ist, das an seiner der Lichteintrittsoberfläche gegen­ überliegenden Seite eine Oberflächenstruktur aufweist. Ferner ist die Lichtaustrittsoberfläche eine Oberfläche eines zweiten flächig ausgebildeten Elementes, das an seiner der Lichtaustrittsoberfläche gegenüberliegenden Seite eine zweite Oberflächenstruktur aufweist, die zusam­ men mit der ersten Oberflächenstruktur derart beschaffen sind, daß durch Zusammenfügen der Elemente die Oberflächen­ strukturen ineinandergreifen, so dass sich von beiden Ele­ menten eingeschlossene Spalte bilden.The light deflection plate for light deflection, in particular from Sunlight is according to the preamble of the claim 1 with a flat light entry and exit surface as well as the light refractive and / or reflective limit layers provided between the flat surfaces are formed such that the light entry surface a surface of a first flat element tes is that on its against the light entry surface overlying side has a surface structure. Furthermore, the light exit surface is a surface of a second flat element, which its opposite the light exit surface Side has a second surface structure that together with the first surface structure are that by joining the elements together the surfaces interlock structures, so that from both Ele form an enclosed column.

Bisher bestand das Problem, dünne Luftspalte mit entsprechend hoher Oberflächenqualität in für lichttransparentes Material einzubringen. Die Erfindung geht von der Grundidee aus, die Oberflächengrenzschichten, an denen Totalreflexionen statt­ finden sollen, vorzugsweise mittels bekannter Extrusions- Verfahren herzustellen. Hierbei werden insbesondere thermo­ plastische, fliesfähige Kunststoffe mittels Extruder in Formen eingebracht, die der Außenkontur der erfindungs­ gemäßen flächig ausgebildeten Elemente entsprechen.So far there has been the problem of using thin air gaps accordingly high surface quality in for light-transparent material bring in. The invention is based on the basic idea that Surface boundary layers where total reflections take place should find, preferably by means of known extrusion Manufacturing process. In particular, thermo plastic, flowable plastics using extruders in Forms introduced that the outer contour of the Invention correspond to flat elements.

Nach Erhärten des Extrusionsmaterials und Entfernen der Formen können die einzelnen Oberflächen der Elemente ggf. mit Hilfe an sich bekannter Poliertechniken nachge­ arbeitet werden, so daß insbesondere jene Oberflächenanteile, die für die Totalreflexion vorgesehen sind, eine optimale Oberflächenbehandlung erfahren können.After hardening of the extrusion material and removal of the  The individual surfaces of the elements can be shaped if necessary with the help of known polishing techniques be worked so that in particular those parts of the surface which are intended for total reflection, an optimal one Can experience surface treatment.

Die mit Hilfe von dem vorstehend genannte Extrusionsver­ fahren hergestellten, flächig ausgebildeten Elemente weisen eine kammartige Oberflächenstruktur auf, deren Kammstruktur aus im wesentlichen parallel verlaufende Stege zusammen­ setzt ist, die sich in etwa senkrecht zur planen Oberfläche erheben. Die Stegflanken bilden dabei die Grenzschichten, an denen Totalreflexionen stattfinden. Durch entsprechendes In­ einanderfügen der Oberflächenstrukturen zweier flächig ausge­ bildeter Elemente bilden sich in den sich ergebenden Stegzwi­ schenräumen Spalte mit definiertem Abstand aus. An den jewei­ ligen Stirnseiten der Stege ist vor dem Zusammenfügen nicht­ transparenter Klebstoff aufgetragen, so daß beide flächig ausgebildeten Elemente über diese Klebstellen miteinander in fester Verbindung gebracht werden können.The with the help of the above-mentioned extrusion ver drive manufactured, flat-shaped elements have a comb-like surface structure whose comb structure composed of essentially parallel webs is that is approximately perpendicular to the flat surface raise. The web flanks form the boundary layers where total reflections take place. By appropriate In joining the surface structures of two out flat formed elements form in the resulting webs clear out column with a defined distance. On the respective end faces of the webs is not before assembly transparent adhesive applied so that both are flat trained elements about these glue points in each other can be firmly connected.

Die zusammengefügten, flächig ausgebildeten Elemente schließen exakt parallel verlaufende Spalte ein, deren geometrische Ausbildung unterschiedlich ausgeführt sein kann. Als besonders vorteilhaft haben sich leicht gekrümmte Spalte erwiesen, die zur blendfreien Innenbeleuchtung das einfallen­ de Licht durch einmalige Totalreflexion an den Grenzflächen weitgehend verlustfrei zur Lichtaustrittsfläche des Lichtum­ lenkelementes weiterleiten.The assembled, flat elements include exactly parallel columns whose geometric training can be carried out differently. Slightly curved gaps have proven to be particularly advantageous proven that come to mind for glare-free interior lighting de Light through one-time total reflection at the interfaces largely lossless to the light exit surface of the Lichtum forward the steering element.

Die erfindungsgemäße Lichtumlenkplatte sowie das erfindungs­ gemäße Verfahren zu ihrer Herstellung werden nachstehend an­ hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen: The light deflection plate according to the invention and the Invention Appropriate processes for their manufacture are set out below hand of exemplary embodiments with reference to the Exemplary drawings described. Show it:  

Fig. 1 perspektivische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen flächig ausgebildeten Elementes, Fig. 1 perspective view of an element fiction, modern sheetlike,

Fig. 2 Querschnittsdarstellung einer erfindungs­ gemäßen Lichtumlenkvorrichtung, Fig. 2 cross-sectional view of a modern fiction, optical deflecting,

Fig. 3 perspektivische Darstellung eines mit Spalten durchsetzten Lichtumlenkelementes Fig. 3 perspective view of a light deflection element interspersed with gaps

Fig. 4a bis h schematisierter Strahlverlauf durch ein Um­ lenkelement mit gekrümmten Luftspalten Fig. 4a to h schematic beam path through an order steering element with curved air gaps

Fig. 5 Umlenkwirkungsgrad aufgrund von Totalreflexion in Abhängigkeit des Einfallswinkels in Dia­ grammdarstellung, sowie Fig. 5 deflection efficiency due to total reflection depending on the angle of incidence in Dia gram, and

Fig. 6 Anordnung zur Herstellung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Lichtumlenkung. Fig. 6 arrangement for producing the device according to the invention for light deflection.

Aus Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes, flächig ausgebildetes Element E1 zu entnehmen, das eine plane Oberfläche 1 auf­ weist, die der Lichteintrittsoberfläche bzw. Austrittsober­ fläche entspricht. Der planen Oberfläche 1 gegenüberliegend sieht das flächig ausgebildete Element E1 kammstrukturartig ausgebildete Stege 2 vor, die gekrümmte Seitenflanken 3 und 3' aufweisen.From Fig. 1 shows an inventive, flat shaped member is shown in E1, which has a flat surface 1, which corresponds to the light entrance surface and exit top surface. Opposite the flat surface 1 , the flat element E1 provides webs 2 which are designed like a comb structure and which have curved side flanks 3 and 3 '.

Grundsätzlich sind jedoch auch andere Stegformen denkbar, wie beispielsweise geradlinig ausgebildete Stege.In principle, however, other web shapes are also conceivable, such as for example, straight webs.

Besondere Anforderungen sind während des Herstellvorganges auf die optische Reinheit der Seitenflanken 3 und 3' zu rich­ ten. Die Stirnseiten 4 der über die flächig ausgebildete Ebe­ ne 5 erhabenen Stege 2 werden anschließend mit einem transpa­ renten optischen Klebstoff versehen.Particular requirements are 'th to rich during the manufacturing process of the optical purity of the side flanks 3 and 3. The end faces 4 of the on the surface formed Ebe ne 5 raised lands 2 are then provided with a transpa pensions optical adhesive.

Zwei auf diese Weise hergestellte und entsprechend mit Kleb­ stoff präparierte flächige Elemente E1 und E2 werden sodann gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 dargestellt ist, ineinander zusammenge­ setzt.Two manufactured in this way and correspondingly prepared with adhesive flat elements E1 and E2 are then put together in accordance with the embodiment shown in the cross-sectional view in FIG. 2.

Beim Zusammensetzen ist insbesondere darauf zu achten, daß die Spaltzwischenräume 6 möglichst gleichbleibende, konstante Abstände aufweisen. Die auf diese Weise zusammengefügten flä­ chig ausgebildeten Elemente E1 und E2 werden durch die mit Klebstoff versehenden Kontaktflächen 8, die sich zwischen den jeweiligen Stirnseiten 4 der Stege und der jeweiligen Ab­ standsebenen 7 benachbarter Stege 2 ergeben, zusammengehal­ ten.When assembling it is particularly important to ensure that the gaps 6 have the same constant spacing as possible. The assembled in this way planar elements E1 and E2 are th through the adhesive-provided contact surfaces 8 , which arise between the respective end faces 4 of the webs and the respective Ab levels 7 adjacent webs 2 , together.

Vorzugsweise wird in den Spaltzwischenräumen 6 Luft einge­ schlossen, es können jedoch auch beliebig andere Medien ein­ geschlossen werden, deren Brechzahl kleiner bemessen ist als das transparente Kunststoffmaterial, aus dem die flächig ausgebildeten Elemente bestehen. Besonders geeignet für die Ausbildung der Elemente E1 und E2 ist Acryl.Air is preferably included in the gap 6 , but it can also include any other media whose refractive index is smaller than the transparent plastic material from which the planar elements consist. Acrylic is particularly suitable for the formation of elements E1 and E2.

Die auf diese Weise zusammengefügten flächig ausgebildeten Elemente E1 und E2 ergeben wiederum einen flächigen Korpus, der jedoch über eine plane Lichteintritts- L1 und Licht­ austrittsoberfläche L2 verfügt.The two-dimensionally formed in this way Elements E1 and E2 in turn result in a flat body, which, however, has a flat light entry and light exit surface L2 has.

Ein schematisch in Fig. 2 eingezeichneter Lichtstrahl tritt an der Lichteintrittsoberfläche L1 mit einem Einfallswinkel Oein in das transparente Kunststoffmaterial ein. Gemäß den Brechungsgesetzen wird der Lichtstrahl zur Eintrittsnormalen hin gebrochen und durchläuft die innere Struktur weitgehend ungehindert bis zur ersten Grenzfläche, an der der Licht­ strahl mittels Totalreflexion umgelenkt wird. In umgekehrter Weise erfolgt am Austrittsort an der Lichtaustrittsoberfläche L2 eine Brechung von der Oberflächennormalen weg mit einem Lichtaustrittswinkel Oaus. A schematically drawn in in Fig. 2 light beam enters at the light entrance surface L1 at an incident angle O in a transparent plastic material a. According to the laws of refraction, the light beam is refracted towards the entry normal and passes through the inner structure largely unhindered up to the first interface at which the light beam is deflected by means of total reflection. Conversely, a break from the surface normal is carried out at the point of exit at the light exit surface L2 away from a light exit angle O.

Anhand der gemäß Fig. 2 dargestellten Querschnittsdarstel­ lung kann gesehen werden, daß die erfindungsgemäße Lichtum­ lenkplatte keine Grenzflächen aufweist, an denen der Licht­ strahl große Verluste erleidet. Durch die Umlenkplatte wird der umgelenkte Lichtstrahl auf der Innenseite des Elementes nach oben abgelenkt. Auf diese Weise können beispielsweise Decken in Räumen beleuchtet werden, die bei entsprechender Ausgestaltung (Spiegelanordnung bzw. helle Farbwahlen) das Licht weitgehend gleichmäßig im Raum verteilen können.On the basis of FIG. 2 can Querschnittsdarstel shown lung be seen that the invention Lichtum steering plate having no interfaces at which the light beam suffers large losses. The deflected light beam on the inside of the element is deflected upwards by the deflection plate. In this way, for example, ceilings can be illuminated in rooms which, with the appropriate design (mirror arrangement or bright color choices), can distribute the light largely evenly in the room.

Die Spaltenzwischenräume 6 verlaufen vorzugsweise im wesentlichen quer zum Lichteintritts- L1 und Lichtaus­ trittsfläche L2 und sind in vorteilhafter Weise gekrümmt ausgeführt. Die gekrümmte Form der Stege 2 kann beispiels­ weise durch die Oberflächenkrümmung eines Paraboloides oder einer Ellipse vorgegeben sein. Natürlich sind auch geradlinige Spaltformen denkbar, doch hat sich heraus­ gestellt, daß besonders bei konkav gekrümmten Spaltformen die besten Lichtumlenkeigenschaften erzielt werden können.The column gaps 6 preferably run substantially transversely to the light entry L1 and light exit surface L2 and are advantageously curved. The curved shape of the webs 2 can, for example, be predetermined by the surface curvature of a paraboloid or an ellipse. Of course, straight-line slit forms are also conceivable, but it has been found that the best light-deflecting properties can be achieved, in particular with concavely curved slit forms.

Da die Kontaktflächen 8, über die die beiden zusammen­ gesetzten flächig ausgebildeten Elemente mittels einer optisch transparenten Klebstoffschicht zusammengehalten werden, auf den Lichtstrahlengang keinen Einfluß aus­ üben, kann das erfindungsgemäße Lichtumlenkelement als weitgehend homogener Kunststoffblock gemäß Fig. 3 angesehen werden, der im Inneren parallel verlaufende Spaltzwischenräume 6 aufweist. Mit Hilfe der vorge­ schilderten Technik ist es möglich, derartige Lichtum­ lenkelemente mit präzis ausgestalteten Grenzflächen durch ein weitgehend einfaches Herstellverfahren zu realisieren. Technisch aufwendige Apparaturen wie beispielsweise computergesteuerte Laseranlagen sind hierzu nicht nötig.Since the contact surfaces 8 , by means of which the two flat elements formed together are held together by means of an optically transparent adhesive layer, do not exert any influence on the light beam path, the light deflecting element according to the invention can be regarded as a largely homogeneous plastic block according to FIG. 3, which runs parallel inside Gap spaces 6 has. With the help of the technology described above, it is possible to realize such Lichtum steering elements with precisely designed interfaces by a largely simple manufacturing process. Technically complex equipment such as computer-controlled laser systems are not necessary for this.

In den Fig. 4 und 5 ist das Lichtumlenkverhalten der erfindungsgemäßen Lichtumlenkplatte in Abhängigkeit unterschiedlicher Einstrahlungswinkel dargestellt. In den Fig. 4a bis h sind die das Lichtumlenkelement durchstrahlenden Lichtstrahlen durch entsprechende Linien­ führungen charakterisiert. Bei sehr flachem Einfallswinkel, beispielsweise Fig. 4a mit einem Eintrittswinkel von 10° ge­ langt der größte Teil des einfallenden Lichtes direkt in die gegenüberliegende Raumseite. In diesem Fall wirkt die erfin­ dungsgemäß ausgestaltete Lichtumlenkplatte quasi als Fenster­ scheibe, die vom einfallenden Licht regelrecht durchstrahlt wird. Anhand dieses Strahlverlaufs ist auch leicht verständ­ lich, daß die Durchblickeigenschaften für einen Betrachter durch die Lichtumlenkplatte nahezu unbeeinträchtigt sind.In Figs. 4 and 5, the Lichtumlenkverhalten Lichtumlenkplatte the invention is shown in dependency of different angles of incidence. In FIGS. 4a to h, the light deflection by the radiating light beams are characterized by corresponding guides lines. With a very flat angle of incidence, for example Fig. 4a with an entry angle of 10 ° ge, most of the incident light reaches directly into the opposite side of the room. In this case, the light deflection plate designed in accordance with the invention acts as a window pane, which is literally shone through by the incident light. On the basis of this beam path it is also easy to understand that the viewing properties for an observer are almost unaffected by the light deflection plate.

Bei steigendem Einfallswinkeln nimmt der Teil der an der un­ teren Grenzfläche 3' durch Totalreflexion umgelenkten Licht­ strahlen zu und wird auf der gegen überliegenden Seite nach oben abgelenkt. Die Lichtumlenkung tritt in besonders großem Maße im Winkelbereich zwischen 40° und 70° auf. Bei noch steilerem Einfallswinkel wird an der ersten planen Grenzflä­ che zunehmend viel Licht reflektiert, wodurch es zu erhebli­ chen Transmissionsverlusten kommt.With increasing angle of incidence, the part of the light deflected at the lower interface 3 'by total reflection increases and is deflected upwards on the opposite side. The redirection of light occurs particularly in the angular range between 40 ° and 70 °. With an even steeper angle of incidence, a lot of light is increasingly reflected at the first plane interface, which leads to considerable transmission losses.

Eine graphische Darstellung der in den Einzelbildsequenzen gemäß Fig. 4a bis h dargestellten Lichtumlenkeigenschaften ist in Fig. 5 dargestellt, die ein Diagramm zeigt, bei dem auf der X-Achse der Einfallswinkel und auf der Y-Achse der Anteil des durch Totalreflexion umgelenkten Lichtes bezogen auf das eingestrahlte Licht dargestellt wird.A graphical representation of the light deflection properties shown in the individual image sequences according to FIGS . 4a to h is shown in FIG. 5, which shows a diagram in which the angle of incidence on the X-axis and the proportion of the light deflected by total reflection on the Y-axis is shown on the incident light.

Anhand Fig. 6 ist eine Walzenanordnung mit Walzen W1 und W2 dargestellt, zwischen der die mit Klebstoff versehenen flächig ausgebildeten Elemente E1 und E2 geführt werden. Durch entsprechendes Ineinanderfügen der einzelnen stegartig ausgebildeten Elemente kann auf einfache Weise die Ineinan­ derfügung der kammartigen Struktur erfolgen, so daß die er­ findungsgemäße Lichtumlenkplatte mit einfachen Mitteln herge­ stellt werden kann.With reference to FIG. 6, a roller assembly with rollers W1 and W2 is shown, between which the adhesive-coated surface formed elements E1 and E2 are performed. By appropriate intermeshing of the individual web-like elements, the Ineinan addition of the comb-like structure can be carried out in a simple manner, so that the light deflection plate according to the invention can be produced by simple means.

Besonders eignen sich die auf diese Weise hergestellten Lichtumlenkplatten für die Integration in Doppelglasscheiben, so daß das einfallende Licht möglichst blendarm in das Rauminnere umgelenkt wird und vorzugsweise auf die Decke ge­ richtet ist.Those produced in this way are particularly suitable Light deflection plates for integration in double glass panes, so that the incident light as little glare in the Interior is redirected and preferably ge on the ceiling is aimed.

Claims (12)

1. Lichtumlenkplatte mit zwei flächig ausgebildeten trans­ parenten Elementen, von denen eines die Lichteintritts­ oberfläche und das andere die Lichtaustrittsoberfläche aufweist, und die derart zusammengefügt sind, daß das Licht brechende bzw. reflektierende Grenzschichten ent­ stehen, mit folgenden Merkmalen:
  • - an beiden Elementen sind an den der planen Licht­ eintritts- bzw. Lichtaustrittsoberfläche gegenüber­ liegenden Flächen erhabene Oberflächenstrukturen vorgesehen, die unter Bildung von Spalten ineinan­ der greifen,
  • - jede Oberflächenstruktur weist zueinander parallele Stege mit zwei Flanken auf,
  • - die Spalte verlaufen zwischen den Flanken der Stege in etwa senkrecht zur Lichteintritts- bzw. Licht­ austrittsoberfläche,
gekennzeichnet durch die Kombination folgende Merkmale:
  • - jeder Steg weist eine in etwa parallel zur planen Lichteintritts- bzw. Lichtaustrittsoberfläche ver­ laufende Stirnseite auf,
  • - alle Flanken der Stege sind zueinander parallel,
  • - auf die Stirnseite der Stege bzw. Oberflächenstruk­ turen sind optische Klebstoffschichten derart auf­ gebracht, daß beide Elemente miteinander verkittet sind und die Grenzflächen Element/Klebstoffschicht/­ Element keinen Einfluß auf den Lichtstrahlengang ausüben.
1. Light deflecting plate with two flat, transparent elements, one of which has the light entry surface and the other has the light exit surface, and which are joined together in such a way that the light-refracting or reflecting boundary layers arise, with the following features:
  • - Both elements have raised surface structures on the surfaces opposite the plane light entrance or light exit surface, which interlock to form gaps,
  • each surface structure has mutually parallel webs with two flanks,
  • the gaps run between the flanks of the webs approximately perpendicular to the light entry or exit surface,
characterized by the combination of the following features:
  • each web has an end face running approximately parallel to the planar light entry or exit surface,
  • - all flanks of the webs are parallel to each other,
  • - On the end face of the webs or surface structures, optical adhesive layers are applied in such a way that both elements are cemented together and the element / adhesive layer / element interfaces have no influence on the light beam path.
2. Lichtumlenkplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig ausgebildeten Elemente aus einem Kunststoffmaterial und insbesondere aus Acryl bestehen.2. light deflection plate according to claim 1, characterized in that the planar Elements made of a plastic material and in particular are made of acrylic. 3. Lichtumlenkplatte nach Ansprüch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte regelmäßig ange­ ordnet sind.3. light deflection plate according to claims 1 or 2, characterized in that the column is regularly are arranged. 4. Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Stege ge­ krümmt sind.4. light deflection plate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flanks of the webs ge are crooked. 5. Lichtumlenkplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Flanken der Stege der Form eines Kreissegmentes entspricht.5. light deflection plate according to claim 4, characterized in that the curvature of the flanks of the Ridges corresponds to the shape of a segment of a circle. 6. Lichtumlenkplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkel α < Q° zwischen der Tangente am Fußpunkt einer Flanke und der Verbin­ dungsgeraden zwischen dem Fußpunkt und dem höchsten Punkt der Flanke eingeschlossen ist.6. light deflection plate according to claim 5, characterized in that an angle α <Q ° between the tangent at the base of a flank and the verb straight line between the base and the highest Point of the flank is included. 7. Lichtumlenkplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Flanken aus Paraboloid- und Ellipsenstücken zusammengesetzt sind.7. light deflection plate according to claim 5, characterized in that the curved flanks Paraboloid and ellipse pieces are composed. 8. Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Stege gerade sind. 8. light deflection plate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flanks of the webs are straight are.   9. Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Stege mit der Normalen der Lichteintrittsoberfläche einen Winkel größer 0° einschließen.9. light deflection plate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flanks of the webs with the normal of the light entry surface an angle Include greater than 0 °. 10. Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spalten ein Medium, insbesondere Luft, vorgesehen ist, dessen Brechungsindex kleiner ist als der Brechungsindex der flächig ausgebil­ deten Elemente.10. light deflection plate according to one of claims 1 to 9, characterized in that a medium in the columns, especially air, is provided, whose refractive index is smaller than the refractive index of the flat area elements. 11. Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die plane Lichtein- und Lichtaustrittsoberfläche nach Zusammenfügen beider flä­ chig ausgebildeten Elemente parallel verlaufen.11. light deflection plate according to one of claims 1 to 10, characterized in that the plane light and Light exit surface after joining both surfaces trained elements run parallel. 12. Verfahren zur Herstellung einer Lichtumlenkplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Oberflächenstruktur der flächig ausgebildeten Elemente mit Hilfe eines Extrusionverfahrens herge­ stellt wird,
  • - an den erhabenen Oberflächenstrukturen ein transpa­ renter Klebstoff aufgebracht wird, der den gleichen oder einen ähnlichen Brechungsindex aufweist, wie das für die Elemente verwendete Material,
  • - die flächig ausgebildeten Elemente mit Hilfe eines Walzenverfahrens in innige Verbindung gebracht wer­ den.
12. A method for producing a light deflecting plate according to one of claims 1 to 11, characterized in that
  • the surface structure of the planar elements is produced using an extrusion process,
  • a transparent adhesive is applied to the raised surface structures, which has the same or a similar refractive index as the material used for the elements,
  • - The area formed elements brought into close connection with the help of a roller process.
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