EP0386795A2 - Leuchtpult - Google Patents

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EP0386795A2
EP0386795A2 EP19900104576 EP90104576A EP0386795A2 EP 0386795 A2 EP0386795 A2 EP 0386795A2 EP 19900104576 EP19900104576 EP 19900104576 EP 90104576 A EP90104576 A EP 90104576A EP 0386795 A2 EP0386795 A2 EP 0386795A2
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fluorescent tube
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partially
layer
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Karl Gerhard Dipl-Phys
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    • G09F13/04—Signs, boards or panels, illuminated from behind the insignia
    • G09F13/0409—Arrangements for homogeneous illumination of the display surface, e.g. using a layer having a non-uniform transparency
    • G—PHYSICS
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    • G09F13/14—Arrangements of reflectors therein
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    • G09F13/0418—Constructional details
    • G09F2013/05—Constructional details indicating exit way or orientation

Definitions

  • the invention relates to a light table with a hollow body, on the inside of the bottom and side walls a reflective layer is attached and on the front side a fluorescent tube is arranged on the outside as a light source, and the light exit opening is provided with a scattering surface.
  • Illuminated desks of the generic type are known and they are used to produce a uniformly illuminated, but cold work surface on which fluoroscopic templates are placed and the smallest details can be viewed and examined in technology, medicine, the graphic arts industry and in the laboratory.
  • the known light desks are equipped as light sources with fluorescent tubes and flash tubes, the disadvantage of which is a comparatively high construction, so that working quickly leads to fatigue due to the unnatural arm position.
  • Fluorescent tubes have the advantage of high luminous efficacy and optimal color temperature, in addition to a high construction, they also require heating of the objects placed on them and an un uniform illumination, which makes the lamps on the underside recognizable.
  • the invention has set itself the task of creating a light table of low height, but strong illumination and ideal color temperature.
  • this object is achieved in that a partially transparent, partially reflecting layer is arranged in the direction of light propagation in front of the scattering surface, the light permeability for uniform illumination of the light exit opening increases with increasing distance from the light source.
  • the main idea of the invention is that a partially transparent, partially reflecting layer is applied in the direction of light propagation in front of the scattering surface, the function of which is to pass on the light incident on the reflecting part together with the bottom and the side walls and to illuminate the entire hollow body inside and secondly to emit the light striking the permeable area of the layer to the outside via the light exit opening. Areas of permeability alternate with those of reflection on their surface.
  • the required uniform illumination is achieved due to the fact that the translucent portion of the layer increases proportionally with increasing distance from the light source, in such a way that the decreasing light intensity is counteracted and, as a result, an over the entire Uniform illumination of the light exit opening is created.
  • the scattering surface serves to homogenize the light beam passing through.
  • the hollow body serving as a light guide compared to a prism, has a low weight which makes handling much easier.
  • the reflections on the floor, side walls and on the partially transparent layer do not allow any loss of light, so that a high luminous efficacy arises, which is further enhanced by the use of fluorescent tubes.
  • light transport over long distances away from the light source can be carried out with minimal losses.
  • the inevitable, decreasing with increasing distance light intensity is counteracted by increasing permeability of the partially transparent, partially reflecting layer, so that there is a uniform illumination of the light exit opening supported by the scattering surface.
  • the spacing of the scattering surface from the partially permeable layer required for homogenization creates an air cushion which serves for thermal insulation and largely prevents heating of the scattering surface, i.e. the work surface remains cool.
  • this partially transparent layer is formed by a grating, the light transmission of which is influenced by a variable grating opening ratio.
  • the partially transparent layer is produced from a transparent substrate provided with an embossing or screen printing. In those areas where there is neither embossing nor screen printing, there is light transmission. What the embodiments just described have in common is that translucent and opaque surface areas line up and form the total area, the homogenization and uniformity of the illumination being effected by the scattering surface arranged behind in the direction of light propagation.
  • the reflection behavior of the floor at the distance from the fluorescent tube should be chosen differently, i.e. the incident light is to be completely reflected directly at the fluorescent tube, but with increasing distance from the fluorescent tube the diffusely reflecting portion is to be increased and used for illumination.
  • the light emitted directly provides such a high level of illumination that the diffuse reflection on the ground appears to be of little use in these areas.
  • the weakening of the directly emitted light intensity must be counteracted by adding an additional portion that is diffusely reflected from the ground.
  • the fluorescent tube is attached to the end face brings.
  • the advantage of this arrangement is decisive in several ways:
  • the light table can be built extremely low. Furthermore, the light exit opening serving as the work surface is not heated.
  • the space surrounding the fluorescent tube is provided with cooling, for example in the form of cooling fins and openings, so that the heated air can flow off and be replaced by cooler, which results in cooling.
  • the installation of a translucent partition near the fluorescent tube has a similar effect, preventing the penetration of heat into the rest of the area by convection.
  • the hollow body bordering the light panel (1) be stands from a floor (2) and the side walls (3).
  • a light source (4) is arranged in the area of the left end face.
  • a partially transparent, partially reflecting layer (6) is arranged in front of and at a distance from the scattering surface (5) in the direction of light propagation, which in the exemplary embodiment shown consists of a transparent substrate (7) with a superficially applied pressure (8) is spatially arranged so that the light transmission increases with increasing distance from the light source (4).
  • the portion reflected by the layer (6) becomes larger the closer the point of impact to the light source (4).
  • a separating wall (9) which prevents the heat flow, but which is translucent, as well as cooling openings (10) and cooling ribs (11) on the top. All of the above-described measures reduce the heating of large parts of the light table and ultimately also the light exit opening defined by the scattering surface (5) and serving as a working surface.
  • the light emanating from the light source (4) first passes through the partition (9) and is on the inside of the bottom (1) and partly on the Layer (6) is reflected and thereby passed on inside the hollow body (1). Unless reflection takes place, the light rays (12) striking the layer (6) are transmitted and reach the scattering surface (5) which causes homogenization.
  • the light table shown in Figure 2 also consists of a hollow body (1) with a bottom (1) and side walls (3), but there are two light sources (4) inside.
  • the hollow body (1) is also covered at the top by a layer consisting of a carrier (7) with a pressure (8) arranged thereon, above which a scattering surface (5) serving for homogenization is arranged.
  • a scattering surface (5) serving for homogenization is arranged.
  • the result is a low-build light table with low weight, high light output and uniform illumination of the work surface, without heating it up appreciably.

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Abstract

Ein Leuchtpult wird vorgeschlagen, welches aus einem Hohlkörper (1) besteht, an dessen Boden (2) und Seitenflächen (3) innenseitig eine reflektierende Schicht angebracht ist und in dem als Lichtquelle (4) eine Leuchstoffröhre angeordnet sowie die Lichtaustrittsöffnung mit einer Streufläche (5) versehen wird. Es wird vorgeschlagen, in Lichtausbreitungsrichtung vor der Streufläche (5) eine teildurchlässige, teilreflektierende Schicht (6) anzuordnen, deren Lichtdurchlässigkeit zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Lichtaustrittsöffnung mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle (4) zunimmt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtpult mit einem Hohlkörper, an dessen Boden und Seitenwänden innenseitig eine reflektierende Schicht angebracht und an dessen Stirnseite außenseitig als Licht­quelle eine Leuchtstoffröhre angeordnet ist, sowie dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer Streufläche versehen ist.
  • Leuchtpulte gattungsgemäßer Art sind bekannt und sie dienen der Herstellung einer gleichmäßig aus­geleuchteten, jedoch kalten Arbeitsfläche, auf die durchleuchtungsfähige Vorlagen aufgelegt sowie in der Technik, der Medizin, dem graphischen Gewerbe sowie im Labor kleinste Details betrachtet und untersucht werden können. Die bekannten Leuchpul­te sind als Lichtquellen mit Leuchstoffröhren und Blitzröhren ausgerüstet, deren Nachteil in einer vergleichsweise hohen Bauweise besteht, so daß das Arbeiten aufgrund der unnatürlichen Armstel­lung rasch zu Ermüdungen führt. Bekannt ist wei­ter stattdessen Halogenlampen zu verwenden, die eine sehr flache Bauweise zulassen, deren Nach­teil jedoch in der geringen Lichtausbeute sowie einer zu Farbverfälschungen Anlaß gebenden unzu­reichenden Lichttemperatur bestehen. Leuchtstoff­röhren haben zwar den Vorteil großer Lichtausbeu­te und optimaler Farbtemperatur, bedingen neben einer hohen Bauweise darüber hinaus eine Erwär­mung der aufgelegten Objekte sowie eine un­ gleichmäßigen Ausleuchtung, die die auf der Un­terseite befindlichen Lampen erkennbar macht.
  • Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Leuchtpultes geringer Höhe, jedoch starker Ausleuchtung und idealer Farbtemperatur zur Aufgabe gemacht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge­löst, daß in Lichtausbreitungsrichtung vor der Streufläche eine teildurchlässige, teilreflektie­rende Schicht angeordnet ist, deren Lichtdurch­lässigkeit zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Lichtaustrittsöffnung mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle zunimmt.
  • Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß in Lichtausbreitungsrichtung vor der Streufläche eine teildurchlässige, teilreflektierende Schicht angebracht wird, deren Funktion darin besteht, einmal das auf den reflektierenden Teil auftref­fende Licht zusammen mit dem Boden und den Sei­tenwänden weiterzuleiten und den gesamten Hohl­körper in seinem Inneren auszuleuchten und zum anderen das auf den durchlässigen Bereich der Schicht auftreffende Licht über die Lichtaus­trittsöffnung nach außen hin abzugeben. Auf de­ren Fläche wechseln sich Bereiche der Durchlässig­keit mit denen der Reflexion ab. Trotz punktuel­ler Anordnung der Lichtquellen erreicht man die erforderliche gleichmäßige Ausleuchtung aufgrund der Tatsache, daß der lichtdurchlässige Anteil der Schicht anteilsmäßig mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle zunimmt und zwar derart, daß der geringer werdenden Lichtintensität entgegen­gewirkt und im Resultat eine über die gesamte Fläche gleichmäßige Ausleuchtung der Lichtaus­trittsöffnung entsteht. Die Streufläche dient der Homogenisierung des durchtretenden Lichtstrahles.
  • Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind vielfältig: Zunächst besitzt der als Lichtleiter dienende Hohlkörper im Vergleich zu einem Prisma ein die Handhabung wesentlich erleichterndes ge­ringes Eigengewicht. Die Reflexionen an Boden, Seitenwänden als auch an der teildurchlässigen Schicht lassen keine Lichtverluste zu, so daß eine hohe Lichtausbeute entsteht, die durch Ver­wendung von Leuchtstoffröhren noch verstärkt wird. Zudem wird ein Lichttransport über große Entfernungen von der Lichtquelle weg mit minima­len Verlusten durchführbar. Der unvermeidlich, mit wachsendem Abstand sich verringernde Licht­intensität wird durch zunehmende Durchlässigkeit der teildurchlässigen, teilreflektierenden Schicht entgegengewirkt, so daß sich eine gleichmäßige Ausleuchtung der Lichtaustritts­öffnung unterstützt durch die Streufläche er­gibt. Durch den zur Homogenisierung erforderli­chen Abstand der Streufläche von der teildurch­lässigen Schicht entsteht ein Luftpolster, wel­ches der Wärmeisolierung dient und eine Erwär­mung der Streufläche weitgehend verhindert, d.h. die Arbeitsfläche bleibt kühl.
  • Die konkrete bauliche Gestaltung der teildurch­lässigen Schicht steht im Rahmen der Erfindung weitgehend frei. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird diese teildurchlässige Schicht durch ein Gitter gebildet, deren Licht­durchlässigkeit über ein veränderliches Gitter­öffnungsverhältnis beeinflußt wird.
  • In einer Alternative wird die teildurchlässige Schicht aus einem mit einer Prägung oder einem Siebdruck versehenen lichtdurchlässigen Träger hergestellt. In jenen Bereichen, in denen sich weder eine Prägung noch ein Siebdruck findet, ist Lichtdurchlässigkeit gegeben. Den soeben beschrie­benen Ausführungsformen gemeinsam ist, daß sich lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Flä­chenbereiche aneinanderreihen und die Gesamt­fläche ergeben, wobei durch die in Lichtausbrei­tungsrichtung dahinter angeordnete Streufläche eine Homogenisierung und Vergleichmäßigung der Ausleuchtung bewirkt wird.
  • Zur Vergleichmäßigung der Ausleuchtung und zur Ma­ximierung der Lichtausbeute ist das Reflexionsver­halten des Bodens im Abstand von der Leuchstoff­röhre unterschiedlich zu wählen, d.h. unmittelbar an der Leuchtstoffröhre ist das auftreffende Licht vollständig zu reflektieren, mit zunehmendem Ab­stand von der Leuchtstoffröhre jedoch ist der dif­fus reflektierende Anteil zu erhöhen und zur Aus­leuchtung zu nutzen. In unmittelbarer Nachbar­schaft der Leuchtstoffröhre erhält man durch das unmittelbar abgestrahlte Licht bereits eine so hohe Ausleuchtung, daß in diesen Bereichen die diffuse Reflexion am Boden als wenig sinnvoll er­scheint. Hingegen ist mit zunehmendem Abstand der Abschwächung der unmittelbar abgestrahlten Licht­intensität entgegenzuwirken, in dem sich ein zu­sätzlicher, vom Boden diffus reflektierter An­teil addiert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Leuchtstoffröhre an der Stirnseite ange­ bracht. Der Vorteil dieser Anordnung ist in mehr­facher Hinsicht entscheidend: So kann das Leucht­pult extrem niedrig gebaut werden. Des weiteren erfolgt keine Erhitzung der als Arbeitsfläche dienenden Lichtaustrittsöffnung.
  • Verstärkt wird dieser Effekt, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der die Leuchtstoffröhre um­gebende Raum mit einer Kühlung, beispielsweise in Form von Kühlrippen und -öffnungen versehen ist, so daß die erwärmte Luft abströmen und durch kühlere ersetzt werden kann, woraus sich eine Küh­lung resultiert. Ähnlich wirkt die Anbringung ei­ner lichtdurchlässigen Trennwand in der Nähe der Leuchtstoffröhre durch die das Eindringen der Wärme in den restlichen Bereich durch Konvektion unterbunden wird.
  • Beide vorbeschriebenen Maßnahmen bewirken, daß eine Erwärmung der Arbeitsfläche unterbleibt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu­tert werden. Es zeigen:
    • Figur 1 ein Leuchtpult mit stirnseitig ange­brachter Lichtquelle
    • Figur 2 ein Leuchtpult mit zwei im Inneren angeordneten Lichtquellen
  • Der das Leuchtpult umgrenzende Hohlkörper (1) be­ steht aus einem Boden (2) sowie den Seitenwänden (3). Im Bereich der linken Stirnseite ist eine Lichtquelle (4) angeordnet. An der Oberseite, au­ßerhalb des Bereiches der Lichtquelle (4) befin­det sich die der Homogenisierung des austretenden Lichtes dienende Streufläche (5).
  • Kern der Erfindung ist, daß in Lichtausbreitungs­richtung vor und im Abstand zur Streufläche (5) eine teildurchlässige, teilreflektierende Schicht (6) angeordnet ist, die im gezeigten Ausführungs­beispiel aus einem lichtdurchlässigen Träger (7) mit einem oberflächlich aufgebrachten Druck (8) besteht, der räumlich so angeordnet ist, daß sich die Lichtdurchlässigkeit mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle (4) erhöht. Anders formuliert wird der durch die Schicht (6) reflektierte An­teil umso größer, je näher der Auftreffpunkt an der Lichtquelle (4) liegt.
  • Zur Vermeidung der Erwärmung des Leuchtpultes bzw. der Arbeitsfläche findet sich in unmittelba­rer Nachbarschaft zur Lichtquelle (4) eine den Wärmestrom unterbindende, jedoch lichtdurchlässi­ge Trennwand (9) sowie weiterhin Kühlöffnungen (10) und oberseitig Kühlrippen (11). Sämtliche vorbeschriebenen Maßnahmen bewirken ein Reduzie­rung der Erhitzung von weiten Teilen des Leucht­pultes und letztlich auch der durch die Streuflä­che (5) definierten und als Arbeitsfläche dienen­den Lichtaustrittsöffnung.
  • Wie durch die Lichtstrahlen (12) angedeutet, pas­siert das von der Lichtquelle (4) ausgehende Licht zunächst die Trennwand (9) und wird an der Innenseite des Bodens (1) sowie teilweise an der Schicht (6) reflektiert und hierdurch im Inneren des Hohlkörpers (1) weitergeleitet. Die auf die Schicht (6) auftreffenden Lichtstrahlen (12) wer­den, sofern keine Reflexion stattfindet durchge­lassen und gelangen zu der eine Homogenisierung bewirkende Streufläche (5).
  • Das in Figur 2 dargestellte Leuchtpult besteht ebenfalls aus einem Hohlkörper (1) mit einem Bo­den (1) und Seitenwänden (3), jedoch befinden sich im Inneren zwei Lichtquellen (4). Der Hohl­körper (1) ist nach oben ebenfalls durch eine aus einem Träger (7) mit darauf angeordnetem Druck (8) bestehenden Schicht abgedeckt, worüber eine der Homogenisierung dienende Streufläche (5) angeordnet ist. Der Aufbau stimmt abgesehen von der räumlichen Anordnung der Lichtquellen (4) weitgehend mit der in Figur 1 beschriebenen über­ein, so daß ein näheres Eingehen hierauf überflüs­sig erscheint.
  • Die Unterschiede bestehen darin, daß aufgrund der Tatsache zweier Lichtquellen (4) die Bereiche der teilreflektierenden Schicht (6) in der Nähe der Lichtquellen (4) am stärksten reflektieren bzw. umgekehrt formuliert mit zunehmendem Abstand die Lichtdurchlässigkeit zunimmt.
  • Im Bereich des innenseitig mit einer reflektie­renden Schicht versehenen Bodens (2) befinden sich im Abstand von den Lichtquellen (4) ein flächenmäßig zunehmender Anteil an eine diffuse Reflexion bewirkenden Bereichen (13). Das auf­treffende Licht wird dort in Folge des Kosinus­gesetzes im wesentlichen in Richtung der Streu­fläche (5) umgelenkt. Darüber hinaus haben die Bereiche (13) diffuser Reflexion die Aufgabe, sicherzustellen, daß nicht zuviel Licht bis an die Seitenwände (3) gelangt und damit zu Rückre­flexionen in Richtung auf die Lichtquelle (4) zu Anlaß gibt.
  • Im Ergebnis erhält man ein niedrig bauendes Leuchtpult von geringem Eigengewicht, hoher Lichtausbeute und gleichmäßiger Ausleuchtung der Arbeitsfläche, ohne sie hierbei nennens­wert zu erwärmen.

Claims (7)

1) Leuchtpult mit einem Hohlkörper, an dessen Bo­den und Seitenwänden innenseitig eine reflektie­rende Schicht angebracht und an dessen Stirnseite außenseitig als Lichtquelle eine Leuchstoffröhre angeordnet sowie dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer Streufläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Lichtaus­breitungsrichtung vor der Streufläche (5) eine teildurchlässige, teilreflektierende Schicht (6) angeordnet ist, deren Lichtdurchlässigkeit zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Lichtaustrittsöff­nung mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle (4) zunimmt.
2) Leuchtpult nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die teil­durchlässige Schicht (6) ein Gitter mit veränder­lichem Gitteröffnungserhältnis ist.
3) Leuchtpult nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die teil­durchlässige Schicht (6) ein mit einer Prägung oder einem Siebdruck (8) versehener lichtdurch­lässiger Träger (7) ist.
4) Leuchtpult nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der teildiffus reflektierende Anteil des Bo­dens (2) mit wachsendem Abstand von der Leucht­stoffröhre zunimmt.
5) Leuchtpult nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine an der Stirnseite angebrachte Leuchtstoffröhre.
6) Leuchtpult nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Leuchtstoffröhre umgebende Raum eine Kühlung, z.B. Kühlöffnungen (10) und Kühlrippen (11), aufweist.
7) Leuchtpult nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leucht­stoffröhre vom restlichen Bereich des Hohlkörpers (1) durch eine lichtdurchlässige Trennwand (9) abgetrennt ist.
EP90104576A 1989-03-10 1990-03-10 Leuchtpult Expired - Lifetime EP0386795B1 (de)

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EP0386795A2 true EP0386795A2 (de) 1990-09-12
EP0386795A3 EP0386795A3 (de) 1991-09-11
EP0386795B1 EP0386795B1 (de) 1994-07-06

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