DE2238589A1

DE2238589A1 - Prismatischer lichtzerstreuungskoerper fuer deckenleuchten

Info

Publication number: DE2238589A1
Application number: DE2238589A
Authority: DE
Inventors: Leo G Stahlhut
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1971-08-05
Filing date: 1972-08-02
Publication date: 1973-02-22
Also published as: ATA670872A; DE2238589B2; JPS5144355B2; IT965964B; FR2148287A1; SE385401B; FR2148287B1; US3735124A; BE787114A; DE2238589C3; CA948607A; JPS4826148A; BR7205263D0; AU452989B2; ZA725307B; AU4489372A; GB1340645A; ES405592A1; NL7210615A; AT331916B

Description

1 BERLIN 33 8MUNCHEN27

Auguste-Vlktorla-StraBe 65 Dr.-Ιπα. HANS RUSCHKE Plenzenauar Straße 2

Pat.-Anw. Dr. Ru.chke η·|ι ι·γ-ιμ-7Λ<-νιιιλι-> Pat.-Anwalt Agular

Telefon:owifi22 Dipl.-lng. HEINZAGULAR _Telefon!,

Telegramm-Adresse: PATENTANWÄLTE Telegramm-Adresse: Quadratur Berlin Quadratur München

E 491

Emerson Electric Co., St. Louis / Missouri (Y.St.v.A.)

Prismatischer lichtZerstreuungskörper für Deckenleuchten

Die Erfindung betrifft Beleuchtungseinrichtungen und im besonderen einen Körper zum Zerstreuen des von einer Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes.

Ausgedehnte Untersuchungen an Deckenleuchten haben ergeben, daß schräg zur Waagerechten oder zur Senkrechten ausgestrahltes Licht eine gefällige und angenehme Beleuchtung erzeugt in Büros und in allen denjenigen Fällen, in denen Deckenleuchten verwendet werden. Beleuchtungstcchniker halten es daher für erwünscht, möglichst das gesamte Licht aus Deckenleuchten in schräg verlaufenden Zonen zu konzentrieren, die -einen Winkel von ungefähr 25 - 60° in bezug auf eine zur Deckenleuchte verlaufende senkrechte Linie umfassen.

Das die Leuchte unter einem größeren Winkel, d.h. fast waagerecht, verlassende Licht bewirkt eine direkte Blendung, so daß eine Person, die im Raum umherblickt, von dem Licht aus.

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der Deckenleuchte geblendet wird, und wenn die Lichtintensität in dieser Zone sehr stark ist, so wird diese direkte Blendung außerordentlich lästig.

Andererseits verursachen Lichtstrahlen, die die Leuchte unter kleineren Winkeln, d.h., fast senkrecht verlassen, eine reflektierte Blendung als Folge einer starken Reflexion an waagerechten Arbeitsflächen, z.B. an Schreibtischen und an auf diesen liegenden Schriftstücken, so daß bei einer starken Reflexion die Arbeit erschwert wird,obwohl die Quelle der Behinderung nicht ohne weiteres zu erkennen ist. Dies kann mit dem Lesen einer Zeitung in prallem Sonnenlicht verglichen werden, während eine Beleuchtung mit schräg einfallenden Lichtstrahlen dem Lesen einer Zeitung im Schatten entspricht. Beleuchtungstechniker bezeichnen diese erwünschte schräge Konzentration der Beleuchtung als "Fledermausflügel"-muster oder -verteilung.

Diese direkte Blendung wurde bisher weitgehend durch den Einbau von Zerstreuungswandungen in Beleuchtungseinrichtungen beseitigt. Diese Wandungen sind jedoch groß und unansehnlich und vertragen sich nicht mit einer neuzeitlichen Raumgestaltung. Diese Lichtzerstiaiungswandungen komplizieren außerdem den Aufbau der Leuchten. Außer diesen Zerstreuungswandungen wurden noch sogenannte prismatische Linsen für Beleuchtungskörper entwickelt, die die Intensität der direkten Blendung aus Deckenleuchten stark vermindern.

Zum Beseitigen der reflektierten Blendung wurden Diffusionsplatten entwickelt, die eine solche Blendung wesentlich herabsetzen, jedoch nicht in dem Ausmaß, daß die gesamte Blendung aus stark strahlenden Leuchten beseitigt wird. Weiterhin beseitigen solche Diffusionsplatten nicht wesentlich die direkte Blendung aus solchen Leuchten.

Es wurden als Neuentwicklung prismatische Linsen oder Licht- " zerstimungskö'rper erzeugt, die sowohl die direkte als auch die indirekte Blendung stark vermindern, bei denen jedoch in kritischen Bezirken an der Außenseite lichtundurchlässige Beläge vorgesehen werden müssen, so daß ein Teil des Lichtes aus den Leuchten ausgesperrt wird. Der Wirkungsgrad der Leuchten wird

daher ^'"rindert. Diese Beschichtung mit einem lichtundurchlässigen

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Material erfordert außerdem eine zusätzliche Fabrikationsstufe, die sich konstensteigernd auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtzerstreuungskörper zu schaffen, der das Licht aus einer Deckenleuchte auf schräg verlaufende Zonen konzentriert.

Me Erfindung sieht daher einen linsenartig wirkenden Körper vor, der das Licht aus einer Lichtquelle schräg zerstreut und mindestens ein Linsensegment aufweist, das aus einem lichtdurchlässigen Material besteht und an der einen Seite eine konvexe Hache aufweist, während an der entgegengesetzten Seite eine Vertiefung vorgesehen ist, die direkt hinter der konvexen Fläche gelegen ist u/id sich nach innen erstreckt von einer Seitenfläche aus, die direkt hinter den Kanten der konvexen Fläche gelegen ist, welches Linsensegment das Licht aus der Lichtquelle bricht und in schräg zur Linse verlaufenden Zonena konzentriert.

Die linsenartig wirkenden "Elemente nach der Erfindung beseitigen im wesentlichen die direkte als auch die reflektierte Blendung, wobei das Licht aus einer Deckenleuchte in einer V/eise verteilt wird, die für eine unter der Leuchte arbeitende Person angenehm ist. Der Lichtzerstreuungskörper nach der Erfindung ist höchst wirksam, ohne Schwierigkeiten und wirtschaftlich herzustellen, weist ein gefälliges Aussehen auf und entspricht einer neuzeitlichen Raumgestaltung.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine Deckenleuchte, die mit Lichtzerstreuungskörpern nach der Erfindung ausge-, stattet ist, wobei gewisse Einzelheiten weggelassen wurden,

Fig. 2 ein Querschnitt durch einen Lichtzerstreuungskörper nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Unteransieht, von der Linie 3-3 in der Fig. 2 aus gesehen,

Fig. 4 eine Draufsicht «uf den erfindungsgemäuen Liohtzerstreuungskörper, von der Iilnie 4-4 in der Fig» 2 aus gesehen,

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Pig. 5 ein senkrechter Schnitt durch die Leuchte, wobei deren Lichtverteilung mit und ohne den erfindungsgemäßen Lichtzerstreuungskörper in Polarkoordinaten dargestellt ist,

Pig. 6 ein senkrechter Schnitt durch den Lichtzerstreuungskörper, der die Bahn der verschiedenen Lichtstrahlen im Zerstreuungskörper zeigt,

Pig. 7 eine Unteransicht einer anderen Ausführung des Lichtzerstreuungskörpers ,

Pig. 8,9 je ein Schnitt nach der Linie 8-8 bzw. 9-9 in der

Pig. 7,
Pig. 10 eine Draufsicht auf den in der Pig. 7 dargestellten LicntzerStreuungskörper,

Pig. 11 eine Unteransicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 12 eine Unteransicht einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung und die

Pig. 13 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 13-13 in der Pig. 12.

Die Pig. 1 zeigt einen Raum 2 mit einer Decke 4, an der eine Zwischendecke 6 mit Hilfe von Drähten 8 und einer Anordnung von T-Profilgliedern 10 aufgehängt ist. Die Zwischendecke 6 weist die Deckenplatten 12 auf sowie die Leuchten 20, die den Zwischenraum zwischen den T-Profilgliedern besetzen. Die Seiten und Enden der Platten 12 und der Leuchten 20 ruhen auf den waagerechten Planschen der T-Profilglieder 10 und können ohne Schwierigkeiten entfernt werden.

Jede Leuchte 20 weist einen Reflektor 22 auf, der das Licht nach unten in den Raum 2 reflektiert, sowie eine Anzahl von Lampenfaasungen 24 vor dem Reflektor 16, in die Leuchtstofflampen 26 eingesetzt werden. Jede Leuchte 20 ist ferner mit einem prismatischen Lichtzerstreuungskörper 30 versehen, der sich vollständig über den Reflektor 22 vor den Leuchtetoiflampen 26 erstreckt und allgemein mit den Deckenplatten 12 fluchtet. Der prismatische Körper 30 deckt die Lampen 26 und den Reflektor 22 vollständig ab und konzentriert das Licht aus den Lampen 26 auf schräg

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veiaufende Zonen beiderseits der Senkrechten*

Der prismatische Körper 30 wird einstückig aus einem geeigneten lichtdurchlässigen Material hergestellt, z.B. aus einem klaren akrylischen Kunststoff, aus einem Polykarbonatkunststoff oder aus Glas. Der Körper 30 ist so ausgestaltet, daß dessen lichtbrechende und lichtreflektierende Flächen wesentlich langer als breiter sind und normalerweise in der Längserstreckung des Körpers 30 und der Leuchte 20 verlaufen. Der prismatische Körper 30 kann daher nach einem Strangpreßverfahren hergestellt werden, vorausgesetzt, daß ein für diesen Zweck geeignetes Material gewählt wird β

Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, setzt sich die der Lampe 26 abgewandte und dem Raum 2 zugewandte Seite des Körpers 30 aus einer Anzahl von- in der Längserstreckung verlaufenden und gekrümmten Fläche 32 zusammen, die nebeneinander verlaufen und sich an den Linien χ schneiden. Jede Fläche 32 besteht aus' einem Kreisbogensegment mit dem Radius R, der von einem hinter der Fläche 32 gelegenen Mittelpunkt p_ abgeht. Die Flächen 32 bilden daher konvexe Linsensegmente 34, die im Körper 30 als zylindrische Vergrößerungslinsen wirken. Der Brennpunkt eines jeden Linsensegmentes 34 befindet sich an' einem Punkt f, oder genauer an einer Linie f, die hinter dem Körper 30 gelegen und in bezug auf die gekrümmte Fläche 32 des Linsensegmentes 34 eingemittet ist. Die Strecke zwischen der Mitte der gekrümmten Fläche 32 und dem Brennpunkt f_ stellt die Brennweite F'des Linsensegmentes 34 dar, welche Strecke F bei zylindrischen Linsen üblicherweise ungefähr das Zweieinhalbfache bis Zweidreiviertelfache des Radius R der gekrümmten Fläche beträgt. Die Strecke zwischen den Linien x-x beiderseits eines jeden Linsensegmentes wird als dessen Breite A bezeichnet.

Wie aus den Figuren 2 und 4 zu ersehen ist, setzt sich die der Lampe 26 zugewandte Rückseite des prismatischen Körpers 30 aus einer Anzahl V-förmiger Rillen 26 zusammen, die direkt hinter den gekrümmten Flächen 32 gelegen und von einander durch Zwisehenfläehen 38 getrennt sind, die direkt hinter den Linien.χ gelegen sind. Dieae Zwischenflächen 38 sind normalerweis® eben und liegen in einer gemeinsamen Ebene, die über der waagerechten Mittelebene

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des Körpers 30 parallel zu dieser verLäuft. Diese Flächen 38 können jedoch auch etwas gekrümmt oder aus zwei ebenen Flächen zusammengesetzt sein, die mit der waagerechten Mittelebene des Körpers 30 einen Winkel von nicht mehr als 15 bilden. Die größte senkrechte Strecke zwischen der Zwischenfläche 38 und dem tiefsten Punkt an der gekrümmten Fläche 38 wird als Dicke B des prismatischen Körpers 30 bezeichnet. Die den Brennpunkt f_ und die Linien x-x beiderseits der Linsensegmente 34 mit einander verbindenden Linien schneiden eine Ebene, die von den Zwischenflächen 38 bestimmt wird, an Punkten, oder genauer an Linien w-w, die den Abstand W von einander aufweisen.

Jede Rille 36 wird von zwei ebenen Seitenflächen 40 und 42 gebildet, die mit einander einen Winkel K bilden und einander an einer Linie _t schneiden, die in bezug auf die entsprechende gekrümmte Fläche 32 eingemittet ist. Die Strecke zwischen den Linien _t benachbarter Rillen 36 stellt den Abstand 0 benachbarter Rillen 36 von einander dar. Die Seitenflächen 40 und 42 schneiden ferner die Zwischenflächen 38 an, und die Strecke zwischen diesen Schnittlinien wird als Breite D der Rillen 36 bezeichnet.

Da die konvexen Linsensegmente 34, die Rillen 36 und die Zwischenflächen 38 wesentlich länger als breiter sind und an jeder Stelle der Längserstreckung des prismatischen Körpers im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen, so kann der Körper 30 als Lentikularlinsenanordnung bezeichnet werden im Gegensatz zu einer sphärischen Linsenanordnung.

Bei der prismatischen Linsenanordnung 30 sollen zwischen den genannten Abmessungen die folgenden Beziehungen bestehen:

A) Die Breite A des Linsensegmentes 34 soll gleich dem ■ Abstand £ der Rillen 36 von einander sein.

B) Die Dicke B der Anordnung 30 soll ungefähr 0,75 bia j

1,50 des Radius R der gekrümmten Fläche 32 betragen. !

C) Die Breite D der Rillen 36 soll 0,50 bis 1,25 der j Strecke W zwischen den Linien w-w betragen. '

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D) Der Rillenwinkel K soll 40 - 78 ° und vorzugsweise 60° umfassen.

Im Betrieb fallen die von den Leuchtstofflampen 26 ausgehenden Lichtstrahlen durch den prismatischen Linsenkörper 30 und erhellen den Raum 2. Hinter dem Linsenkörper 30 führen die von den Lampen 26 direkt ausgestrahlten sowie die vom Reflektor 22 reflektierten Lichtstrahlen zusammen mit einer starken Konzentration der Lichtstrahlen direkt unterhalb der Lampen, welche Konzentration mit der Vergrößerung des mit den Senkrechten gebildeten Winkels schwächer wird, wie aus der Pig. 5, linke Seite, zu ersehen ist. Mit anderen Worten, das von der Leuchte 20 ausgestrahlte Licht weist die stärkste Intensität direkt unter.der Leuchte 20 aus, die allmählich schwächer wird, wenn der mit der senkrechten gebildete Winkel größer wird, Ohne den Linsenkörper 30 würde die Leuchte 20 daher ein sehr helles Licht in der reflektierten Zone direkt unter der Leuchte erzeugen, wobei jedoch eine lästige Reflexion an waagerechten Arbeitsflächen im Raum sowie an auf diesen Flächen liegenden Gegenständeη auftreten würde. Die Leuchte 20 würde daher ohne den Linsenkörper 30 eine wesentliche Helligkeit in den schräg verlaufenden Zonen beiderseits der Reflexionszone sowie in der direkten Blendungszone erzeugen. Diese letztgenannte Helligkeit wäre natürlich für eine Person sehr lästig, die im Raum 2 umherblickt. Der a?prismatische Linsenkörper 30 bewirkt durch die Brechung der Lichtstrahlen eine Umverteilung in einem gefälligeren Muster und im besonderen derart, daß die Helligkeit am größten in den schräg verlaufenden Zonen ist, wie aus der Figc 5, rechte Seite, zu ersehen ist. Die in die Zonen reflektierter und direkter Blendung fallenden Lichtstrahlen sind tatsächlich schwach und eindeutig nicht belästigend.

Die von der Leuchte 20 mit und ohne prismatischem Linsenkörper 30 bewirkte Lichtverteilung ist am besten aus der graphischen Darstellung der Fig. 5 mit -^olarkoordinaten zu ersehen« Ohne den prismatischen Linsenkörper 30 (linke Seite der Figo 5) besteht die größte Helligkeit direkt unterhalb der Leuchte in der Zone der reflektierten Blendung, und wenn der Abweichungswinkel in bezug auf die Senkrechte größer wird, so wird die Helligkeit

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allmählich schwächer. Auf der linken Seite der Fig. 5 ist die Lichtverteilung hinter dem prismatischen Linsenkörper 30 dargestellt oder m.a.W., die Orientierung und relative Konzentration der in den Linsenkörper 30 einfallenden Lichtstrahlen. Wie ferner zu ersehen ist, besteht mit dem Linsenkörper 30 die größte helligkeit in den schräg verlaufenden Zonen, während in den Zonen mit reflektierter und direkter Blendung die Lichtintensität wesentlich geechwächt ist.

Obwohl natürlich die Lichtstrahlen aus den Lampen 26 durch den prisgiatischen Linsenkörper 30 hindurch in den Raum 2 fallen, ist es für die Zwecke einer Analyse geeigneter, den Vorgang im umgekehrten Sinne zu betrachten, d.h. derart, als ob die Lichtstrahlen aus dem Raum oder aus dem Auge einer Person in die Leuchte 20 fallen würden. Diese Betrachtungsweise ist auf dem Gebiet der Optik allgemein üblich und wird dadurch gerechtfertigt, daß die Bahn der Lichtstrahlen vollkommen umkehrbar ist. Durch Verfolgen der Lichtstrahlen zum Ursprung kann mit einem sehr hohen Genauigkeitsgrad die relative Helligkeit unter verschiedenen Winkeln unterhalb des prismatischen Körpers 30 bestimmt werden.

Bei der Verfolgung der Lichtstrahlen zurück zum Ursprung werden nach der Fig. 6 praktisch alle senkrecht oder unter einem Winkel von 0° in den Linsenkörper 30 durch eine der gekrümmten Flächen 32 einfallenden Lichtstrahlen durch benachbarte gekrümmte Flächen 32 nach außen reflektiert. Beispielsweise wird ein in den Linsenkörper 30 durch eine gekrümmte Fläche 32 einfallender Lichtstrahl G in bezug auf die Linie _t versetzt, die die Mitte der betreffenden Rille 36 darstellt. Beim Einfall in das Linsenelement 30 wird der Strahl G etwas in Richtung zu der darüberliegenden Rille 36 gebrochen und hähert sich der Seitenfläche 4 2 dieser Rille 36 unter einem Winkel, der etwas größer ist als der für das lichtdurchlässige Material kritische Winkel, das bei dieser graphischen Analyse aus dem akrylischen Kunststoff besteht, der von der Firma Rohm & Haas unter der Bezeichnung PLEXIGLAS vertrieben wird. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die kritischen Winkel sowie andere Brechungswinkel gemessen werden von der Senkrechten aus bis zur Zwischenfläche

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Luft—Kunststoff an derjenigen Stelle, ^an der die Strahlen auf diese Zwischenfläche fallen. Da der Lichtstrahl G auf die Fläche 42 unter einem größeren Winkel als dem kritischen Winkel fällt, so wird der Lichtstrahl G von der Fläche 42 zur Zwischenfläche 38 reflektiert, so daß der Strahl G- sich dieser Fläche gleichfalls unter einem größeren Winkel als unter dem kritischen Winkel nähert. Die Zwischenfläche 38 reflektiert daher den Strahl G- in Richtung zur Seitenfläche 40' der "benachbarten Rille 36, und da der Strahl G- sich dieser Fläche gleichfalls unter einem größeren Winkel als unter dem kritischen Winkel annähert, so wird der Strahl G nochmals reflektiert. Bei der letzten Reflexion wird der Strahl G auf die gekrümmte Fläche 32 des· angrenzenden konvexen Linsensegmentes 34 gelenkt, wobei der den Linsenkörper 3o durch diese Fläche verlassende Strahl G gebrochen wird. Eine Person, die in Richtung des beschriebenen Lichtpfades blickt, würde daher weder die Lampen 26 noch ein Licht aus diesem Lampen 26 wahrnehmen sondern stattdessen nur eine Reflexion eines im Raum 2 unter der Zwischendecke 6 befindlichen Gegenstandes.

Ein Lichtstrahl H, der in den Linsenkörper 30 nahe an der Mitte einer gekrümmten Fläche 32 einfällt, wandert mit geringer Brechung zu demjenigen Teil der Seitenfläche 40, der nahe, an der Linie t der darüberliegenden Rille 36 gelegen ist. Der Lichtstrahl H fällt weiterhin auf die Seitenfläche 40 unter einem größeren Winkel als dem kritischen Winkel und wird daher zur Seitenfläche 42 der angrenzenden Rille 36 reflektiert. Der Lichtstrahl Ή fällt daher fast senkrecht auf die Fläche 4 2 der angrenzenden Rille 36 und eindeutig unter einem Winkel, der kleiner als der kritische Winkel ist. Infolgedessen verläßt der Lichtstrahl, den Linsenkörper 30 durch diese Seitenfläche 42 hindurch, und in der Luft bildet der Lichtstrahl wieder einen verhältnismäßig großen Winkel mit der Senkrechten. Aus dem Verlauf des Lichtstrahls H ist zu ersehen, daß die Lichtstrahlen aus den Lampen 26, die hinter dem Linsenkörper 30 steil verlaufen, in den Linsenkörper 30 durch die Flächen 40 und 42 nahe an der Übergangsstelle zwischen diesen Flächen und durch die Zwischenflächen 38 einfallen, den Linsenkörper 30 in einer nach unten gerichteten oder senkrechten Bahn verlausen, die innerhalb der Zone reflektierter Blendung gelegen ist» Aus der vorstehenden Analyse geht klar hervor₉ daß

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verhältnismäßig wenige Lichtstrahlen nach dem Durchwandern des Linsenkörpers 30 senkrecht ausgerichtet werden, und diejenigen Lichtstrahlen, bei denen dies der Fall ist, sind hinter dem Linsenkörper 30 unter einem steilen Winkel ausgerichtet. Wie bereits beschrieben, erzeugt die Leuchte 20 ohne den Linsenkörper 30 eine Beleuchtung stärkster Konzentration direkt nach unten, während bei steilen Winkeln die Beleuchtung außerordentlich schwach ist, und das Licht, das den Linsenkörper 30 längs der Senkrechten verläßt, gleichfalls schwach ist. Die Intensität ist daher nicht genügend stark, um eine lästige Blendung in der Zone reflektierter Blendung zu verursachen.

Bei 15 wird der größte Teil der Lichtstrahlen, die von unten her (Pig.6) in den Linsenkörper 3.0 hinein verfolgt werden kann, in den Raum 2 zurückreflektiert, obwohl ein Teil der Lichtstrahlen das Linsenelement 30 durchdringen kann. Diese letztgenannten Lichtstrahlen werden weiterhin auf sehr kleine Winkel in bezug auf die Senkrechte ausgerichtet, und bei Betrachtung der tatsächlichen Verhältnisse stellen diese Pfade dar, über die das Licht durch den Linsenkörper 30 fällt und diesen unter einem Winkel von 15° verläßt. Da die nicht reflektierten Lichtstrahlen hinter dem Linsenkörper 30 unter verhältnismäßig kleinen Winkeln verlaufen, so stellen sie in der Auswirkung sehr intensive Lichtstrahlen dar, die von den Lampen 26 ausgestrahlt werden. Bei 15° besteht daher an der Unterseite der Leuchte eine stärkere Helligkeit als bei 0 ; jedoch ist die Konzentration nicht so groß, um eine Belästigung zu verursachen ungeachtet des Umstandes, daß die 15°-Strahlen gleichfalls in der Zone der reflektierten Blendung gelegen sind.

Bei 25°, 35° und 45° (Fig.6), sämtlich in der schräg verlaufenden Zone gelegen, ist der Linsenkörper 30 für alle Zwecke vollständig Lichtdurchlässig , da alle Lichtstrahlen vollständig durch den Linsenkörper 30 hindurchwandern. Außerdem bilden die Lichtstrahlen an der Rückseite des Linsenkörpers 30 verhältnismäßig kleine Winkel mit der Senkrechten und entsprechen daher den hochintensiven Lichtstrahlen, die von den Lampen 26 direkt ausgestrahlt oder vom Reflektor 22 reflektiert werden.

Bei 60°(Fig.6) können nur wenige Strahlen durch den Linsen-

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körper 30 hindurch verfolgt werden, wodurch angezeigt wird, daß nur wenig Licht.unter diesem Winkel ausgestrahlt wird.

Bei 70° und 80° (Pig.6) können die Lichtstrahlen nur in eine Hälfte jeder gekrümmten Fläche 32 hinein zurückverfolgt werden, während bei kleineren Winkeln die Lichtstrahlen in mehr als eine Hälfte hinein und in den meisten Fällen in die gesamte Fläche hinein zurückverfolgt werden können. Aufgrund dieses Umstandes wird das durch den Linsenkörper 30 mit 70 und 80° hindurchfallende Licht stark gedämpft. Trotzdem fallen die 70- und 80°-Lichtstrahlen durch den Linsenkörper 30 und bilden hinter dem Linsenkörper mäßig große Winkel. Sie entsprechen daher mäßig starken, von den Lampen 26 ausgestrahlten Lichtstrahlen, werden jedoch wegen der begrenzten Austrittsfläche an der gekrümmten Fläche 3 nicht so stark konzentriert, um in der Zone direkter Blendung eine wesentliche Blendung zu verursachen.

Die bei den 70 - und -80 -Lichtstrahlen erzeugte direkte Blendung kann jedoch noch weiter herabgesetzt werden, wenn auf die nach oben gerichtete Seite des Linsenkrpers 30 ein folienartiges Material nach der amerikanischen Patentschrift Nr. 3 288 990 aufgebracht wird.

Aus der vorstehenden Analyse geht hervor, daß der prismatische Linsenkörper 30 das Licht aus den Lampen 26 und aus dem Reflektor 22 so verteilt oder zerstreut, daß das Licht in den schräg verlaufenden Zonen die größte Intensität aufweist, während die Intensität in den Zonen reflektierter und direkter Blendung stark vermindert wird. Da das Licht aus den Lampen 26 größtenteils schräg in die schräg verlaufenden Zonen geleitet wird, so wird für die sich im Raum 2 aufhaltenden Personen eine sehr angenehme Beleuchtung erzeugt. Der Linsenkürper 30 weist keine lichtundurchlässigen Flächen auf, so daß nur ein sehr geringer Teil des von den ^ampen 26 ausgestrahlten Lichtes absorbiert wird. Das Linsenelement 30 ist daher höchst wirksam.

Wie aus den Figuren 7 - 10 zu ersehen ist, kann die Erfindung auch bei einem prismatischen Linsenkörper 50 angewendet werden, der dem Linsenkörper 30 ähnlich ist, dessen lichtreflektierende und lichtbrechende Flächen zu einem sphärischen !Muster anstatt zu einem lentikularen Muster angeordnet sind. Anstelle der in der

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Längserstreckung verlaufenden gekrümmten Flächen 32, die die zylindriscnen Linsensegmente 34 bilden, ist an der Unterseite der Linsenkörper 50 mit den benachbarten Flächen 52 vorgesehen,' von denen jede Fläche ein Kugelsegment bildet. Die Flächen 52 bilden knopfartige Vorsprünge oder genauer Konvexlinsensegmehte 54 (Fig.8-9) am Linsenkörper 50, welche Segmente den zylindrischen Linsensegmenten 34 des Linsenkörpers 30 entsprechen. Anstelle der Rillen 36 ist der Linsenkörper 50 hinter jedem sphärischen Linsensegment 54 mit einer Tasche 56 versehen (Fig.8-10), die die* Form einer auf die Spitze gestellten vferseitigen Pyramide aufweist. Die Tasche kann auch die Form eines umgekehrten Kegels aufweisen, jedoch ist die Pyramidenforin vorzuziehen. Die Taschen. 56 sind durch eine ebene Zwischenfläche 58 von einander getrennt, die unterhalb der waagerechten Mittelebene des Linsenkörpers 50 und parallel zu dieser verläuft.

Der Linsenkörper 50 wirkt in der gleichen Weise wie der Linsenkörper 30, w?obei nur die unter jedem sphärischen Linsensegment 54 erzeugte schräg verlaufende Zone hoher Lichtintensität allgemein kegelförmig anstatt flügeiförmig ist v/ie bei der schräg verlaufenden Zone unterhalb eines jeden zylindrischen Linsensegmentes 34 am Linsenkörper 30· Aufgrund dieser Tatsache erscheint der Linsenkörper 50 erwünschter, wenn die Aufstellung und Ausrichtung von Arbeitsflächen und Stationen im Raum 2 im voraus nicht bekannt ist, oder wenn eine Änderung der Anordnung zu erwarten ist. IAa.W., der Linsenkörper 50 ist gleich gut geeignet für jede Anordnung von Arbeitsplätzen oder Stationen, während bei der Anordnung von Arbeitsplätzen unter dem Linsenkörper 30 mehr Sorgfalt aufgewendet werden muß.

Mit einer Ausnahme gelten die bereits für den Linsenkörper 30 angeführten Abmessungen auch für den Linsenkörper 50, bei denen drei Diemensionen zu berücksichtigen sind anstelle der zwei Dimensionen bei dem Linsenkörper 30. Die einzige Ausnahme betrifft nur die pyramidenförmigen Taschen 56 und im besonderen den eingeschlossenen Winkel K zwischen einander gegenüberstehenden Seiten. Dieser Winkel soll nicht größer sein als 66° anstelle von 78 . Dies ist eine Folge des Umstandes, daß der Winkel zwischen den gegenübertiegstehenden Kanten des Diagonal Querschnittes durch die

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pyramidenförmige Tasche 56 (Pig.9) .78° beträgt, wenn der Winkel zwischen gegenüberstehenden Kanten eines normalen Querschnittes rechtwinklig zu den Seitenflächen (Fig.8) 66° beträgt. Hieraus ist auch der Grund zu ersehen, warum pyramidenförmige Taschen 56 denjenigen mit einer Kegelform vorzuziehen sind. Bei Verwendung von kegelförmigen Taschen würde eine verstärkte direkte Blendung erfolgen längs Sichtlinien, die diagonal in bezug auf das Gitter verlaufen, das von der Anordnung konvexer Linsensegmente 54 und der Taschen 56 gebildet wird, w&ei Abbildungen der Lampen sichtbar würden.

Bei punktförmigen oder konzentrierten Lichtquellen, wie Glühlampen, kann der in der Jig. 11 dargestellte Linsenkörper verwendet werden. Der Linsenkörper 70 weist den gleichen Querschnitt auf wie der Linsenkörper 30} jedoch sind die einzelnen Linsenelemente zu einem Kreis angeordnet. Der Linsenkörper 70 weist eine Reihe von kreisrunden Lentikularelementen 72 auf, die um eine in der Mitte gelegene sphärische Linse 74 herum konzentrisch angeordnet sind. Jedes Lentikularelement 72 weist eine nach unten gerichtete gekrümmte Fläche auf, die vor einer nicht dargestellten kreisrunden Rille gelegen ist, die einen V-förmigen Querschnitt aufweist und an der Rückseite des Linsenelementes 70 gelegen ist. Die in der Mitte befindliche Linse ist vor einer kegelförmigen Tasche gelegen. Die Lentikularelemente 72 können auch in Quadraten oder Rechtecken angeordnet werden.

Es ist noch eine weitere Abänderung in Form des prismatischen Linsenkörpers 80 möglich, der dem Linsenkörper 50 ähnlich ist, jedoch sphärische Linsen in zwei verschiedenen Größen aufweist, Wie aus'der Fig. 12 zu ersehen ist, weist der Linsenkörper 80 an der Unterseite eine Reihe kleinerer Linsen 82 auf, die durch die angrenzenden Hauptlinsen 84 von einander getrennt sind. Beide Linsenarten sind sphärisch, und die nach unten gerichteten Flächen bestehen aus Kugelsegmenten. Im Grundriß sind die kleineren Linsen 82 jedoch quadratisch, während die Hauptlinsen 84 einen achteckigen Grundriß aufweisen» Wie in der Figo 13 darge- : stellt, weist der Linsenkörper 80 an der entgegengesetzten Seite eine ebene ^wischenflache 86 auf, die eine Reihe von kegelförmigen

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-H-

Taschen 88 und 90 umgibt. Die Taschen 88 sind hinter den kleinen Linsen 82 gelegen und auf diese eingemittet, während die Taschen 90 hinter den Hauptlinsen 84 gelegen und auf diese eingemittet sind.

Patentanaprüche

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Claims

" - 2238583

"-15-Patentansprüche

Linsenkörper, der das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht schräg verteilt und mindestens ein Lins'ensegment aufweist, das aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist und an einer Seite eine konvexe Fläche aufweist, dadurch :. gekennzeichnet, daß das Linsensegment an der entgegengesetzten Seite mit einer Vertiefung direkt hinter der konvexen Fläche versehen ist, die sich von einer direkt hinter den Kanten der konvexen Fläche gelegenen Seitenfläche aus nach innen erstreckt, und daß das Linsensegment das Licht aus der Lichtquelle "bricht und in schräg zur Linse verlaufenden Zonen konzentriert.

Linsenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte konvexe Fläche die Form eines Zylindersegmentes aufweist, und daß die genannte Vertiefung aus einer Rille mit einem V-förmigen Querschnitt besteht.

3p Linsenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Fläche die Form eines Kugelsegmentes aufweist, und daß die Vertiefung kegelförmig ausgestaltet ist.

Linsenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Fläche die Form eines Kugelsegmentes aufweist, und daß die Vertiefung die Form einer vierseitigen Pyramide aufweist.

5. Linsenkörper nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Seitenflächen eben sind.

6. Linsenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenkörper aus einer Anzahl von Linsensegmenten besteht, daß die Vertiefungen der ,Linsensegmente in bezug auf die konvexen oeiten eingemittet sind,

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und daß die Seitenflächen direkt gegenüber den Übergangsstellen zwischen benachbarten konvexen Flächen gelegen sindo

7· Linsenkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mitten benachbarter Vertiefungen von einander gleich der Breite der konvexen Flächen ist.

8. Linsenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede konvexe Fläche um einen Mittelpunkt herum geformt ist und ein Segment eines Kreises bildete

9. Linsenkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines jeden Linsensegmentes gleich dem 1,00 bis 1,87-fachen des Radius der konvexen Fläche ist.

10. Linsenkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Linse gleich dem 0,75 bis 1,5-fachen des Radius der konvexen Fläche ist.

11. Linsenkörper nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, da^;.·' der größte Winkel zwischen den die Vertiefung bildenden gegenüberstehenden geneigten Flächen 40 bis 78 beträgt.

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