DE4021523C2 - Beleuchtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Beleuchtungsanordnungen dienen nicht nur zur gleichmäßig hellen Ausleuchtung einer Fläche, sondern auch zur Erzeugung von Lichteffekten, z. B. durch Zerlegung des Lichts in seine Spektralfarben, oder zur farbigen Beleuchtung auf einer Projektionsfläche. Üblicherweise werden dazu opti­ sche Filter oder gefärbte transparente Materialien in den Strahlengang des Lichts gehalten.

Transparente gefärbte Materialien im Strahlengang des Lichts haben den Nachteil, daß sie vergleichsweise viel Lichtinten­ sität absorbieren, so daß die verbleibende Lichtintensität zur Beleuchtung der Projektionsfläche unerwünscht klein bleibt, und daß der Aufwand an Kosten und Material steigt, wenn verschiedene Beleuchtungsvarianten verlangt werden.

Optische Filter wie Beleuchtungs- oder Dispersionsgitter sind aufgrund ihrer Herstellung teuer; die Wellenlänge des Lichts muß kleiner als die Gitterabstände sein. Sie werden deshalb bisher nicht in Beleuchtungsanordnungen eingesetzt, vgl. die Veröffentlichung H. Neumann, G. Schröder: Bauelemente der Op­ tik, Carl Hanser Verlag München-Wien, 1983, S. 465-475. Prismen, auch flüssigkeitsgefüllte Hohlprismen, erfordern ei­ nen hohen Materialaufwand, bezogen auf die erzeugte Wirkung, und führen oft zu einer plump wirkenden Anordnung.

Aus der FR-PS 1356721 ist eine Beleuchtungsanordnung mit ei­ nem strukturierten Metallreflektor bekannt, dessen Struktur­ abmessungen oberhalb der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegen. Die Herstellung ist vergleichsweise teuer. Variati­ onsmöglichkeiten sind gering, da jeder neue Beleuchtungsef­ fekt neue Gießformen für Muttermatrizen erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungs­ anordnung anzugeben, die kostengünstig eine Vielzahl von Va­ riationsmöglichkeiten bei der Erzeugung von Beleuchtungsef­ fekten verwirklichen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Beleuchtungsanordnung der ein­ gangs genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß die erzielbaren Licht­ effekte sehr vielgestaltig sind, daß der Material- und Ko­ stenaufwand vergleichsweise günstig ist und daß sich gleich­ zeitig eine interessant wirkende Anordnung ergibt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen. Die Figuren zeigen schematisch eine Vorder- und Seiten­ ansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte Seitenansicht des Ausführungsbei­ spiels zeigt eine Lichtquelle 1, deren Lichtstrahl mit Hilfe eines Reflektors gebündelt wird. Vorzugsweise dient als Lichtquelle eine Niedervolt-Halogenlampe, deren Reflektor ei­ ne ausreichende Lichtbündelung bietet und die einfach dimmbar ist. Genausogut können aber auch andere Lichtquellen wie z. B. übliche Kaltlichtspiegellampen verwendet werden.

Im gebündelten Strahlengang 2 der Lichtquelle 1 ist eine mit Vertiefungen und/oder Löchern 3 strukturiertes Reflektorele­ ment 3, 4 angeordnet, das im Ausführungsbeispiel plattenförmig ist. Die Vertiefungen und/oder Löcher haben ei­ ne Breite von 200 bis 900 nm sowie eine Länge von 200 bis 4000 nm. Der Mittenabstand zwischen zwei Vertiefungen und/oder Löchern beträgt zwischen 700 bis 3000 nm in Quer­ richtung sowie 700 bis 5000 nm in Längsrichtung. Die Struktur kann gleichmäßig, periodisch wiederkehrend oder ungleichmäßig sein. Die lateralen Abmessungen bezuglich Breite und Länge der Vertiefungen und/oder Löcher liegen damit in einem Be­ reich, der nicht klein gegen die sichtbaren Wellenlängen des Lichtstrahls von etwa 400 bis 800 nm ist. Diese Strukturen haben auch Compact-Discs und Videoplatten.

Gemäß Fig. 1 ist das strukturierte Reflektorelement 3, 4 mit Vertiefungen 3 und einer reflektierenden, z. B. metallisierten Schicht 4 versehen, so daß das reflektierte Lichtbündel auf die Projektionsfläche 5 fällt. Als Trägermaterial für das strukturierte Reflektorelement 3, 4 kommt vorzugsweise Poly­ carbonat in Frage. Um Beschädigungen der Struktur zu verhin­ dern, kann noch eine transparente Schutzschicht auf der re­ flektierenden Schicht 4 aufgebracht werden. Lichtquelle 1 und strukturiertes Reflektorelement 3, 4 sind gegeneinander dreh- und verstellbar, z. B. durch Halterungen mit Kugelgelenken 6, 7 oder/und Längs-, Quer- oder Hochverstelleinrichtungen.

Die Beleuchtungsanordnung bewirkt, daß auf der nicht notwen­ dig ebenen Projektionsfläche 5 ein Teil des auf das struktu­ rierte Reflektorelement 3, 4 fallenden Lichts in seine Spek­ tralfarben zerlegt und ein anderer Teil im natürlichen Licht der Lichtquelle 1 erscheint. Dies ist überraschend, weil bei Beugungs- oder Dispersionsgittern die Gitterabstände klein gegen die Wellenlänge des Lichts sein müssen, um diese opti­ schen Erscheinungen zu erreichen.

Durch verstellen der Elemente der Beleuchtungsanordnung kön­ nen die Flächenverhältnisse des spektral zerlegten und des natürlichen Lichts verändert werden. Ebenso kann durch teil­ weises Abdecken des strukturierten Reflektorelements 3, 4 die Beleuchtungsanordnung gedimmt werden.

Es gehört in den Rahmen der Erfindung, daß zwischen Licht­ quelle 1 und dem strukturierten Reflektorelement 3, 4 eine Linse 8 angeordnet ist, auf die nur ein Teil des Lichtbündels fällt. Bei einer Ausbildung der Linse 8 als Sammellinse läßt sich erreichen, daß auf der Projektionsfläche 5 ein - schar­ fes oder auch unscharfes - Bild der Reflektoroberfläche der Lichtquelle 1 erscheint. Dies entspricht insbesondere bei Ha­ logenlampen-Reflektoren einer Vielzahl einzelner mehr oder weniger deutlich voneinander getrennten Einzelflächen, die weitgehend nicht in ihre Spektralfarben zerlegt sind. Auch die Linse 8 ist verstellbar, z. B. über Kugelgelenke 9 am Trä­ ger der gesamten Beleuchtungsanordnung angebracht. Zwischen strukturiertem Reflektorelement 3, 4 und Projektionsfläche 5 kann eine weitere Linse 11 ebenfalls verstellbar angeordnet sein. Ebenso kann nur ein Teil des Reflektorelements 3, 4 strukturiert sein, während der andere Teil planar ausgebildet ist, oder planare und strukturierte Teile sind voneinander getrennt verstellbar. Auch ein nicht strukturierter gewölbter Teil kann zusätzlich zum strukturierten Teil vorgesehen sein.

Das strukturierte Reflektorelement 3, 4 kann beispielsweise durch Beschichtung mit Fotolack, anschließender Belichtung mit einer Maske und nachfolgendem Entwickeln oder Ätzen indu­ striell gefertigt werden. Gleichfalls geeignet sind Compact- Discs und Videoplatten.

Fig. 2 zeigt schematisch die Vorderansicht einer erfindungs­ gemäßen Beleuchtungsanordnung gemäß Fig. 1, wobei Linse 11 mit Halterung nicht dargestellt ist. Das strukturierte Re­ flektorelement 3, 4 ist in Fig. 2 durch zwei scheibenförmige Teile ausgebildet.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich auf einfache Weise Beleuchtungseffekte erzielen, die Flächenmuster und spektrale Zerlegungen des Lichtstrahls umfassen, wobei deren Flächenverhältnis zueinander in weiten Grenzen variabel ist. Die Anordnung kann im Wohnbereich vorzugsweise als Tischlampe oder als Standlampe zur Beleuchtung hell gestrichener Wände eingesetzt werden.

Claims (9)

1. Beleuchtungsanordnung mit einer ein Lichtbündel mit sicht­ barem Licht mehrerer Wellenlängen aussendenden Lichtquelle und einem Reflektorelement, wobei das Reflektorelement im Strahlengang des Lichts angeordnet und Vertiefungen und/oder Löcher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen und/oder Löcher (3) des Reflektorelements (3, 4) eine Breite von 200 bis 900 nm sowie eine Länge von 200 bis 4000 nm haben und ihr Mitten­ abstand in Querrichtung 700 bis 3000 nm sowie in Längsrich­ tung 700 bis 5000 nm beträgt.

2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) eine Halogen­ lampe ist.

3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen und/oder Löcher (3) kreis- oder spiralenförmig angeordnet sind.

4. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Vertiefungen und/oder Löcher (3) gleichmäßig strukturiert ist.

5. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (3, 4) mit einer transparenten Schicht versehen ist.

6. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (1) und dem Reflektorelement (3, 4) eine Linse (8) in zumindest einem Teil des Strahlengangs (2) angeordnet ist.

7. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (8) als Sammellinse ausgebildet ist.

8. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1, 3, 4, 8) der Be­ leuchtungsanordnung gegeneinander dreh- und/oder verstellbar angeordnet sind.

9. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (3, 4) eine Compact-Disc oder eine Videoplatte ist.