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