EP1201986B1 - Light deflection and deviation device for stationary use on a building façade for selective indoor illumination - Google Patents

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EP1201986B1
EP1201986B1 EP01118806A EP01118806A EP1201986B1 EP 1201986 B1 EP1201986 B1 EP 1201986B1 EP 01118806 A EP01118806 A EP 01118806A EP 01118806 A EP01118806 A EP 01118806A EP 1201986 B1 EP1201986 B1 EP 1201986B1
Authority
EP
European Patent Office
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light
optical elements
region
solid angle
light exit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01118806A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1201986A3 (en
EP1201986A2 (en
Inventor
Adolf Prof. Dr. Goetzberger
Thomas Kuckelkorn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP1201986A2 publication Critical patent/EP1201986A2/en
Publication of EP1201986A3 publication Critical patent/EP1201986A3/en
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Publication of EP1201986B1 publication Critical patent/EP1201986B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight

Definitions

  • the invention relates to a device for light deflection as well Suppression for stationary use in a translucent building façade for targeted illumination of an interior with at least one translucent optical element having a newly formed light entrance side and a Light exit side provides, by a first curved interface as well is bounded at least by a second interface, wherein the curvature of the first interface is formed such that light rays from a first Solid angle range incident on the light entrance side and into the optical element couple by total reflection at the first interface to the area be concentrated at the second interface and that light rays coming from a second solid angle range incident on the light entrance side and in the optical Coupling element, through the first interface of the optical element escape.
  • the invention relates to an element that in open and closed spaces as Sun protection element and can be used as a light-guiding element.
  • To fulfill these claims come in many buildings sensor-controlled, tracked blind systems are used. It occurs in addition to unwanted interference effects by the permanent control of such Systems additionally have the problem that in shallow sun the interior darkens too much and the use of artificial light is required.
  • Prismatic systems also often have the disadvantageous or disturbing felt Property that the radiation when passing through the prism spectrally in different directions is split, creating a color separation in the visible range of radiation occurs.
  • the device shown in the above document is the targeted Shading of sunlight on translucent building facades Interior lighting hits.
  • the optical principle of operation is characterized by the spatial geometry of one that converts sunlight. or blanking optical element specified and is basically based on the light concentration and the light deflection of solar radiation within a defined angle of incidence range, d. H. the optical element is capable of all those To focus on sunbeams coming from a given first Solid angle range incident on the optical element and all others Sunbeams are redirected accordingly.
  • Figure 2 referenced in which the principle of operation of the known optical Element is shown.
  • FIG. 2 shows four longitudinal sections, juxtaposed optical elements C, each having a common Light entrance side A have.
  • Each individual optical element C has steadily curved side walls, each with a newly formed Close light exit side D.
  • the optical element C can be either uniaxial linear as well as rotationally symmetric or biaxially or diagonally blended be formed.
  • the curvature of the side walls of the optical element C is formed such that light rays on the light entrance side A from a Solid angle area B impinge, by way of total reflection at the side surfaces in the Be concentrated inside the optical element on the light exit side D.
  • the light exit side D is provided with a coating E, which is the radiation either absorbed or reflected back into the entrance compartment B.
  • the invention is based on the object, a device for light deflection and suppression for stationary use in a translucent Building facade for the targeted illumination of an interior with at least one translucent optical element, according to the preamble of claim 1 in such a way that a fürsicht Schemekeit by the linear or should consist of arrayed optical elements therethrough. Especially It applies a simple and inexpensive device for light suppression and redirecting the light.
  • a device for light deflection and suppression for the stationary use in a translucent building façade for targeted Illumination of an interior space with at least two translucent optical Elements designed such that the optical elements are arranged in such a linear or arrayed manner next to each other, that the light exit sides of the individual optical elements from each other are spaced, and that in which between the light exit sides forming intermediate area a light-reflecting or at least partially light-absorbing agent is provided.
  • the light-reflecting or at least partially or partially light-absorbing agent By providing the light-reflecting or at least partially or partially light-absorbing agent, not as in the case of the German patent application DE 196 13 222 A1 directly in the area of the light exit side, but in the Intermediate areas of the respective light exit sides of the linear or Be included arrayed optical elements is flat that light specifically faded out on the light entry side of the individual optical elements from the second solid angle range is incident.
  • Light that however, within the first solid angle range to the respective Light entry side of the optical elements arrives, passes almost unhindered Light exit side on which it accordingly emerge from the optical element can. This ensures that the optical element at least on the surfaces the light exit side is completely transparent, provided that the Light entry side and exit side are flat and parallel.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through four linearly arranged side by side optical elements C, whose light entry sides A each in a uniform Lie flat.
  • the light entry sides A are opposite free Light exit sides D arranged, compared to the prior art no having light-absorbing layer. Rather, in the intermediate areas between the light exit sides D light-absorbing or reflective means, For example, in the form of apertures BL, the light provided by the sides Light entrance side to the aperture BL falls, absorb or in the light entry space reflect back again. In particular, this applies to those portions of light that are on the Light entry sides of the optical elements from the second solid angle range come to mind.
  • FIG. 5 shows a further embodiment for a linear or array-shaped one Arrangement consisting of a plurality of optical elements C shown.
  • the individual optical elements C have a uniform light entrance side A. and are with their respective light exit sides with a transparent Carrier substrate T connected.
  • the preferably plate-shaped, optically transparent carrier substrate T, which is preferably integral with the optical Elements C is connected, facing away from the optical elements on its Side a flat, planar surface T1 on. Together with the likewise plan formed light entrance side A is at least in the region of the light exit sides the individual optical elements C the direct view through the optical Arrangement given.
  • Air inclusions L provided if the arrangement is formed array-shaped.
  • the Apertures BL themselves preferably have at their the light entry side facing Surface a reflective layer so that it is incident on it Sunlight is reflected back into the entrance half-space.
  • the interior side facing visible surface N of the aperture BL individually be colored, so that on the one hand, the visual appeal of the entire optical arrangement is improved and, moreover, the see-through characteristics of can be improved inside out.
  • the Passage area, on the optical elements of incident light in the interior is the transparent support structure T on its side facing the interior preferably formed with surface structures S according to FIG.
  • the Surface structures S are able to do this through the light exit sides Carrier substrate T incidental light in the interior continue to lead, eg. for the purpose of targeted optical room lighting.
  • Carrier structure T is provided with diaphragms BL, for example, as opaque Surface strips are formed, wherein the support structure T as a movable Element O is executed (see FIG. 7).
  • the aperture areas BL in shape and size of the spaces between adapted to the individual light exit sides of the individual optical elements and correspond beyond the light exit sides D of the individual optical Elements C for example, by moving the element O by one Period of the angular range can be switched within the on the optical Element incident radiation is reflected, d. H. the transmission behavior of the optical element can by moving the aperture in the area of individual light exit sides of the individual optical elements are reversed.
  • the appearance of the façade is from the outside strongly dependent on the viewing direction of the viewer.
  • direct Solar radiation is the external effect of the facade within the Blanking range from the relative angle of incidence to the optical axis of each determined individual optical element.
  • This effect can for example be used that not completely absorbent or opaque occupancy the panels BL in the interior a changeable with the position of the sun color effect the elements can be generated.
  • the color temperature in the Interior set by the angular position of the elements to the sun.
  • the Color change can also serve to correct the position of the elements Sun check or as a rule criterion for automatic control be used.
  • the color design can be conscious as be used as a creative element that the internal and external effect of Facade shapes and a relation between viewing location, line of sight and generated external light conditions.
  • linear or arrayed optical Form elements in principle, it is possible for the linear or arrayed optical Form elements as a horizontal or vertical lamella system, flat in Facades or in roofs, canopies and other roofing too integrate.
  • the use in the interior and exterior, in the space of Double facades or the integration in the space between the panes of Insulating glazing is possible.
  • FIG. 8 shows a further possible combination of the optical elements C.
  • the formed according to Figure 1 element is connected to a further optical element C in mirror image arrangement as shown combined. Get in this way Light, on the one hand on the light entrance side A from the first solid angle area B falls into the interior of the optical arrangement, on the other hand over the Light entrance side A 'in the first Jardinwinkelbreich B' from the arrangement again.
  • FIG. 9 shows a concrete application form of the invention Device for the interior lighting of an atrium shown.
  • the direct To block radiation components in order to avoid overheating in the interior, and on the other hand enough diffuse light to let through lighting.
  • the optical element By use of the inventively embodied optical element in the roof surface of the Atriums 2, this can be ensured by the optical element such is aligned that the occurring sun angles do not or at least lie outside the passband or the first solid angle range.
  • the passing zenith light which consists of angular areas within the Passage area encounters the element is largely transmitted and occurs the light exit side in the area 4 diffuse.
  • each optical Element with another optically transparent body, such as the Carrier structure T connected.
  • the transmitted light should be redirected in a way that determined Lighting situations is adjusted.
  • the light it is possible for the light to be detected using the method shown in FIG. 8 illustrated arrangement for illuminating the interior of the atrium according to FIG 9 incident on the optical elements in the passband, down through the transmitted optical arrangement of Figure 8, whereby the bottom of the atrium in Cone area 4 is illuminated more.
  • the Carrier structure T has suitable deflection S, so the transmitted Redirected light so that it emerges at a shallower angle.
  • FIG. 10 A further advantageous use of the inventively designed optical element is shown in FIG.
  • Optical element C in a multiple linear arrangement an optical circuit board LE arranged.
  • the light is through the optical PCB LE deflected by total reflection at their surfaces and guided.
  • a reflective layer coated aperture BL can also those light components thrown back into the light guide plate LE, the total reflection angle exceed.
  • the Apertures BL are not optically coupled to the surface of the light guide plate LE to the To get total reflection for shallower angles. On those surfaces where the optical elements with their light exit sides to the surface of Coupling circuit board LE, light can escape from the light guide targeted.
  • the element can also be used without a light guide as Verblendungsraster by being placed directly in front of a light source.
  • a light guide as Verblendungsraster by being placed directly in front of a light source.
  • not only linear, but also especially 3d structures make sense.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

The light deflection and shading device has optical elements (C) arranged adjacent to each other in a row or in an array so that the light output sides (D) of the individual optical elements are at a distance apart and a light reflective or at least partially light absorbing material is arranged in the gaps between light output surfaces.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lichtumlenkung sowie -ausblendung für den stationären Einsatz bei einer transluzenten Gebäudefassade zur gezielten Beleuchtung eines Innenraumes mit wenigstens einem transluzenten optischen Element, das eine eben ausgebildete Lichteintrittsseite sowie eine Lichtaustrittsseite vorsieht, die von einer ersten gekrümmten Grenzfläche sowie zumindest von einer zweiten Grenzfläche begrenzt ist, wobei die Krümmung der ersten Grenzfläche derart ausgebildet ist, dass Lichtstrahlen, die aus einem ersten Raumwinkelbereich auf die Lichteintrittsseite auftreffen und in das optische Element einkoppeln im Wege der Totalreflexion an der ersten Grenzfläche auf den Bereich der zweiten Grenzfläche konzentriert werden und dass Lichtstrahlen, die aus einem zweiten Raumwinkelbereich auf die Lichteintrittsseite auftreffen und in das optische Element einkoppeln, durch die erste Grenzfläche aus dem optischen Element austreten.The invention relates to a device for light deflection as well Suppression for stationary use in a translucent building façade for targeted illumination of an interior with at least one translucent optical element having a newly formed light entrance side and a Light exit side provides, by a first curved interface as well is bounded at least by a second interface, wherein the curvature of the first interface is formed such that light rays from a first Solid angle range incident on the light entrance side and into the optical element couple by total reflection at the first interface to the area be concentrated at the second interface and that light rays coming from a second solid angle range incident on the light entrance side and in the optical Coupling element, through the first interface of the optical element escape.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Element, das in offenen und geschlossenen Räumen als Sonnenschutzelement und als Lichtlenkelement eingesetzt werden kann. Die heutigen lichttechnischen und thermischen Anforderungen an Gebäude, speziell im Bereich der Büronutzung, insbesondere bei Bildschirmarbeitsplätzen, stellen hohe Anforderungen an den Sonnenschutz sowie an die Tageslichtversorgung an Arbeitsplätzen. Zur Erfüllung dieser Ansprüche kommen in vielen Gebäuden sensorisch gesteuerte, nachgeführte Jalousiensysteme zum Einsatz. Dabei tritt neben unerwünschten Störeffekten durch die permanente Nachsteuerung solcher Systeme zusätzlich das Problem auf, dass bei flachstehender Sonne der Innenraum zu stark abgedunkelt wird und die Verwendung von Kunstlicht erforderlich ist.The invention relates to an element that in open and closed spaces as Sun protection element and can be used as a light-guiding element. The today's lighting and thermal requirements for buildings, especially in the Area of office use, especially at VDU workstations, place high Requirements for the sun protection as well as the daylight supply Jobs. To fulfill these claims come in many buildings sensor-controlled, tracked blind systems are used. It occurs in addition to unwanted interference effects by the permanent control of such Systems additionally have the problem that in shallow sun the interior darkens too much and the use of artificial light is required.

Durch transparente prismatische Sonnenschutzelemente kann der direkte Strahlungsanteil der Sonne wirkungsvoll zurückreflektiert werden und gleichzeitig eine hohe Restlichttransmission des diffusen Himmelslichtes erreicht werden, so dass der mittels prismatischer Sonnenschutzelemente verschattete Raum nicht zu stark abgedunkelt werden muß. Um jedoch einen wirkungsvollen Sonnenschutz für alle auftretenden Sonnenwinkel zu gewährleisten, müssen prismatische Systeme ebenfalls präzise dem aktuellen Sonnenstand nachgeführt werden, da die Prismastruktur die auf diese auftreffende Strahlung nur innerhalb eines kleinen Winkelbereiches reflektiert. Der technische Aufwand für solche System ist dementsprechend hoch.Through transparent prismatic sun protection elements, the direct Radiation component of the sun are effectively reflected back and simultaneously a high residual light transmission of the diffuse light of the sky can be achieved, then that the shaded by means of prismatic sun protection elements room not too must be darkened. However, to have an effective sunscreen for To ensure all occurring sun angles must be prismatic systems also be precisely tracked the current position of the sun, as the Prism structure on this incident radiation only within a small Angular range reflects. The technical effort for such system is accordingly high.

Prismatische Systeme haben zudem die oft als nachteilig oder störend empfundene Eigenschaft, daß die Strahlung beim Durchgang durch das Prisma spektral in verschiedene Richtungen aufgespalten wird, wodurch eine Farbzerlegung im sichtbaren Bereich der Strahlung auftritt.Prismatic systems also often have the disadvantageous or disturbing felt Property that the radiation when passing through the prism spectrally in different directions is split, creating a color separation in the visible range of radiation occurs.

Ein weiteres Problem bei der Verwendung prismatischer Elemente tritt häufig dadurch auf, dass die durch das prismatische Element zurückgeworfene Strahlung spiegelnd in den Aussenraum zurückreflektiert wird. Das kann beim Einsatz solcher Elemente in Fassadenbereichen von Gebäuden zu Blendungsproblemen in der Umgebung des Gebäudes führen. Einen Überblick über die bisherige Entwicklung ist im OTTI-Energie-Kolleg: 1.-6. Tagungsband "Innovative Lichttechnik in Gebäuden" zusammengestellt.Another problem with the use of prismatic elements often occurs in that the radiation reflected by the prismatic element reflected back into the exterior space. That may be the case when using such Elements in facade areas of buildings to glare problems in the Lead the environment of the building. An overview of the previous development is at the OTTI Energy College: 1.-6. Proceedings "Innovative Lighting Technology in Buildings" compiled.

Durch Verwendung sogenannter lichttransparenter CPC-Strukturen (Compound Parabolic Concentrators) kann der Einfallswinkelbereich, innerhalb dessen die auftreffende direkte Sonnenstrahlung in den Einfallshalbraum zurückreflektiert wird, im Gegensatz zu prismatischen Systemen durch die Formgebung innerhalb eines weiten Winkelbereiches angepasst werden. So können auf der Basis derartiger CPC-Strukturen auch nicht bewegliche, stationäre Systeme hergestellt werden, die einen wirkungsvollen Sonnenschutz und gleichzeitig eine hohe Diffuslichttransmission erlauben. Ein solches System, das auf der Basis transparenter, CPC-Strukturen als stationärer, saisonal wirksamer Sonnenschutz einsetzbar ist, ist in der Offenlegungsschrift DE 196 13 222 A1 beschrieben.By using so-called light transparent CPC structures (Compound Parabolic Concentrators), the angle of incidence within which the incident direct solar radiation is reflected back into the incident half-space, unlike prismatic systems by the shaping within one wide angular range can be adjusted. Thus, based on such CPC structures Also, non-moving, stationary systems are manufactured, the one effective sun protection and at the same time a high diffuse light transmission allow. Such a system based on transparent, CPC structures as stationary, seasonally effective sunscreen is used in the Published patent application DE 196 13 222 A1.

Die in der vorstehenden Druckschrift dargestellte Vorrichtung dient der gezielten Abschattung von Sonnenlicht, das auf transluzente Gebäudefassaden zur Innenraumbeleuchtung auftrifft. Das der bekannten Vorrichtung zugrundeliegende, optische Funktionsprinzip ist durch die Raumgeometrie eines, das Sonnenlicht um- bzw. ausblendende optischen Elementes vorgegeben und basiert grundsätzlich auf der Lichtkonzentration sowie der Lichtumlenkung von Sonnenstrahlung innerhalb eines definierten Einfallswinkelbereiches, d. h. das optische Element vermag all jene Sonnenstrahlen zu konzentrieren, die aus einem vorgegebenen ersten Raumwinkelbereich auf das optische Element einfallen und alle weiteren Sonnenstrahlen werden entsprechend umgelenkt. Zur näheren Erläuterung wird auf die Figur 2 verwiesen, in der das Funktionsprinzip des bekannten optischen Elementes dargestellt ist. Figur 2 zeigt vier im Längsschnitt dargestellte, nebeneinander angeordnete optische Elemente C, die jeweils über eine gemeinsame Lichteintrittsseite A verfügen. Jedes einzelne optische Element C weist stetig gekrümmte Seitenwände auf, die jeweils mit einer eben ausgebildeten Lichtaustrittsseite D abschließen. Das optische Element C kann entweder einachsig linear als auch rotationssymmetrisch oder zweiachsig oder diagonal verschnitten ausgeformt sein. Die Krümmung der Seitenwände des optischen Elementes C ist derart ausgebildet, dass Lichtstrahlen, die auf die Lichteintrittsseite A aus einem Raumwinkelbereich B auftreffen, im Wege der Totalreflexion an den Seitenflächen im Inneren des optischen Elementes auf die Lichtaustrittsseite D konzentriert werden. Die Lichtaustrittsseite D ist mit einer Beschichtung E versehen, die die Strahlung entweder absorbiert oder in den Eintrittshalbraum B zurückreflektiert. Auf diese Weise werden alle Lichtstrahlen, die aus dem Raumwinkelbereich B auf die Lichteintrittsseite des jeweiligen optischen Elementes C auftreffen, vor dem ungehinderten Hindurchtreten durch das optische Element C gehindert, sie werden demzufolge gezielt ausgeblendet. Lichtstrahlen, die auf die Lichteintrittsseite A auftreffen, die außerhalb des Raumwinkels B liegen, gelangen hingegen in das optische Element C und treten aus den Seitenwänden aus dem Element aus und erfahren dabei eine Umlenkung bzw. Auffächerung.The device shown in the above document is the targeted Shading of sunlight on translucent building facades Interior lighting hits. The underlying of the known device, The optical principle of operation is characterized by the spatial geometry of one that converts sunlight. or blanking optical element specified and is basically based on the light concentration and the light deflection of solar radiation within a defined angle of incidence range, d. H. the optical element is capable of all those To focus on sunbeams coming from a given first Solid angle range incident on the optical element and all others Sunbeams are redirected accordingly. For a more detailed explanation, see Figure 2 referenced, in which the principle of operation of the known optical Element is shown. FIG. 2 shows four longitudinal sections, juxtaposed optical elements C, each having a common Light entrance side A have. Each individual optical element C has steadily curved side walls, each with a newly formed Close light exit side D. The optical element C can be either uniaxial linear as well as rotationally symmetric or biaxially or diagonally blended be formed. The curvature of the side walls of the optical element C is formed such that light rays on the light entrance side A from a Solid angle area B impinge, by way of total reflection at the side surfaces in the Be concentrated inside the optical element on the light exit side D. The light exit side D is provided with a coating E, which is the radiation either absorbed or reflected back into the entrance compartment B. To this Way, all light rays coming from the solid angle area B on the Be light entry side of the respective optical element C, before the unhindered passage through the optical element C prevented they become consequently hidden. Light rays on the light entrance side A incident, which are outside the solid angle B, however, get into the optical element C and emerge from the side walls of the element and experience a diversion or fanning.

Sind derartige optische Elemente entsprechend längs einer transluzenten Gebäudefassade F angebracht, wie es in Figur 3 dargestellt ist, so vermögen die optischen Elemente, die auf die Lichteintrittsseite einfallenden Lichtstrahlen entsprechend umzulenken, zu reflektieren bzw. zu absorbieren. In Figur 3 sind Möglichkeiten einer entsprechenden Lichtumlenkung durch das optische Element vor einer Gebäudenfassade F dargestellt. Je nach Orientierung der optischen Elemente gegenüber der einfallenden Lichtstrahlen können somit Lichtstrahlen gezielt in das Innere von Gebäuden umgelenkt oder wieder zurück in die freie Atmosphäre reflektiert werden. Are such optical elements corresponding along a translucent Building façade F attached, as shown in Figure 3, so fortune the optical elements, the light rays incident on the light entrance side to redirect, reflect or absorb accordingly. In Figure 3 are Possibilities of a corresponding light deflection through the optical element a building facade F shown. Depending on the orientation of the optical elements Light rays can thus be directed into the light beam in relation to the incident light rays Interior of buildings redirected or back to the free atmosphere be reflected.

Die vorstehend beschriebene bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie bei entsprechender Anbringung an eine transluzente Gebäudefassade keine Durchsichteigenschaften besitzt, wodurch ihre Verwendung gerade in Fensterbereichen unattraktiv ist.However, the known device described above has the disadvantage that it with appropriate attachment to a translucent building facade no Has translucent properties, which makes their use straight in Window areas is unattractive.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lichtumlenkung sowie -ausblendung für den stationären Einsatz bei einer transluzenten Gebäudefassade zur gezielten Beleuchtung eines Innenraums mit wenigstens einem transluzenten optischen Elementes, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass eine Durchsichtmöglichkeit durch die linear oder arrayförmig angeordneten optischen Elemente hindurch bestehen soll. Insbesondere gilt es eine möglichst einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Lichtausblendung sowie Lichtumlenkung anzugeben.The invention is based on the object, a device for light deflection and suppression for stationary use in a translucent Building facade for the targeted illumination of an interior with at least one translucent optical element, according to the preamble of claim 1 in such a way that a Durchsichtmöglichkeit by the linear or should consist of arrayed optical elements therethrough. Especially It applies a simple and inexpensive device for light suppression and redirecting the light.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildenden Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der übrigen Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the problem underlying the invention is in claim 1 specified. The idea of the invention advantageously further-forming features Subject matter of the subclaims and the rest of the description in particular with reference to the embodiments.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Lichtumlenkung sowie -ausblendung für den stationären Einsatz bei einer transluzenten Gebäudefassade zur gezielten Beleuchtung eines Innenraumes mit wenigstens zwei transluzenten optischen Elementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart ausgebildet, dass die optischen Elemente derart linear oder arrayförmig nebeneinander angeordnet sind, dass die Lichtaustrittsseiten der einzelnen optischen Elemente voneinander beabstandet sind, und dass in dem sich zwischen den Lichtaustrittsseiten ausbildenden Zwischenbereich ein lichtreflektierendes oder wenigstens partiell lichtabsorbierendes Mittel vorgesehen ist.According to the invention, a device for light deflection and suppression for the stationary use in a translucent building façade for targeted Illumination of an interior space with at least two translucent optical Elements according to the preamble of claim 1 designed such that the optical elements are arranged in such a linear or arrayed manner next to each other, that the light exit sides of the individual optical elements from each other are spaced, and that in which between the light exit sides forming intermediate area a light-reflecting or at least partially light-absorbing agent is provided.

Durch das Vorsehen der lichtreflektierenden bzw. wenigstens partiell oder teilweise lichtabsorbierenden Mittel, nicht wie im Falle der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 13 222 A1 unmittelbar im Bereich der Lichtaustrittsseite, sondern in den Zwischenbereichen, die von den jeweiligen Lichtaustrittsseiten der linear bzw. arrayförmig angeordneten optischen Elementen eingeschlossen werden, wird eben jenes Licht gezielt ausgeblendet, das auf die Lichteintrittsseite der einzelnen optischen Elemente aus dem zweiten Raumwinkelbereich einfällt. Licht, das hingegen innerhalb des ersten Raumwinkelbereiches auf die jeweilige Lichteintrittsseite der optischen Elemente eintrifft, gelangt nahezu ungehindert zur Lichtaustrittsseite, an der es entsprechend aus dem optischen Element austreten kann. Somit ist gewährleistet, dass das optische Element zumindest an den Flächen der Lichtaustrittsseite vollständig durchsichtig ist, sofern vorausgesetzt ist, dass die Lichteintrittsseite als auch -austrittsseite eben und parallel ausgebildet sind.By providing the light-reflecting or at least partially or partially light-absorbing agent, not as in the case of the German patent application DE 196 13 222 A1 directly in the area of the light exit side, but in the Intermediate areas of the respective light exit sides of the linear or Be included arrayed optical elements is flat that light specifically faded out on the light entry side of the individual optical elements from the second solid angle range is incident. Light, that however, within the first solid angle range to the respective Light entry side of the optical elements arrives, passes almost unhindered Light exit side on which it accordingly emerge from the optical element can. This ensures that the optical element at least on the surfaces the light exit side is completely transparent, provided that the Light entry side and exit side are flat and parallel.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
Längsschnitt durch vier linear nebeneinander angeordnete optische Elemente,
Figur 2
Darstellung zum Stand der Technik,
Figur 3
Darstellung zum Stand der Technik,
Figur 4
schematische Darstellung zur Durchsicht,
Figur 5
optische Elemente mit transparentem Zusatzkörper,
Figur 6
optische Elemente mit optisch transparentem Zusatzkörper mit reliefartig ausgebildeten Strukturen,
Figur 7
optische Elemente mit bewegbarem Zusatzkörper,
Figur 8
spiegelbildliche Anordnung von optischen Elementen,
Figur 9
schematisierte Darstellung zur Beleuchtung des Innenraums eines Atriums sowie
Figur 10
optische Elemente in Kontakt zu einem lichtleitenden Körper.
The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawing. Show it:
FIG. 1
Longitudinal section through four linear juxtaposed optical elements,
FIG. 2
Representation of the prior art,
FIG. 3
Representation of the prior art,
FIG. 4
schematic representation for review,
FIG. 5
optical elements with transparent additional body,
FIG. 6
optical elements with optically transparent additional body with relief-like structures,
FIG. 7
optical elements with movable auxiliary body,
FIG. 8
mirror-image arrangement of optical elements,
FIG. 9
Schematic representation of the illumination of the interior of an atrium and
FIG. 10
optical elements in contact with a photoconductive body.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch vier linear nebeneinander angeordneten optischen Elemente C, deren Lichteintrittsseiten A jeweils in einer einheitlichen Ebene liegen. Den Lichteintrittsseiten A gegenüberliegend sind freie Lichtaustrittsseiten D angeordnet, die verglichen zum Stand der Technik keine lichtabsorbierende Schicht aufweisen. Vielmehr sind in den Zwischenbereichen zwischen den Lichtaustrittsseiten D lichtabsorbierende bzw. reflektierende Mittel, bspw. in Form von Blenden BL vorgesehen, die Licht, das von Seiten der Lichteintrittsseite auf die Blenden BL fällt, absorbieren bzw. in den Lichteintrittsraum wieder zurück reflektieren. Insbesondere trifft dies für jene Lichtanteile zu, die auf die Lichteintrittsseiten der optischen Elemente aus dem zweiten Raumwinkelbereich einfallen. Fällt hingegen Licht innerhalb des ersten Raumwinkelbereiches, also aus dem Bereich B (siehe Figur 2), auf die optischen Elemente ein, so werden diese Lichtanteile durch das optische Element nahezu verlustfrei transmittiert. Der wesentliche Vorteil der in Figur 1 dargestellten optischen Elemente ist die Möglichkeit der direkten Durchsicht durch die optischen Elemente zumindest im Bereich ihrer Lichtaustrittsflächen D. In Figur 4 geht dieser Zusammenhang graphisch hervor. Bei vertikaler Anordnung einer Vielzahl arrayförmig angeordneter optischer Elemente bspw. innerhalb eines Fensterelementes, ist es für einen Betrachter im Innenraum I möglich, durch die Lichtaustrittsseiten der jeweiligen optischen Elemente nach außen zu sehen (Durchlassbereich). Fällt hingegen Sonnenlicht von außen auf die Lichteintrittsseiten der optischen Elemente innerhalb des zweiten Raumwinkelbereiches, dem sogenannten Ausbelendbereich, so wird dieses Sonnenlicht durch die Präsenz der Blenden BL ausgeblendet.FIG. 1 shows a longitudinal section through four linearly arranged side by side optical elements C, whose light entry sides A each in a uniform Lie flat. The light entry sides A are opposite free Light exit sides D arranged, compared to the prior art no having light-absorbing layer. Rather, in the intermediate areas between the light exit sides D light-absorbing or reflective means, For example, in the form of apertures BL, the light provided by the sides Light entrance side to the aperture BL falls, absorb or in the light entry space reflect back again. In particular, this applies to those portions of light that are on the Light entry sides of the optical elements from the second solid angle range come to mind. In contrast, light falls within the first solid angle range, so off the area B (see Figure 2), on the optical elements, so they are Light components transmitted through the optical element almost lossless. Of the The essential advantage of the optical elements shown in FIG. 1 is the possibility the direct view through the optical elements at least in the area of their Light exit surfaces D. In Figure 4, this relationship is shown graphically. at vertical arrangement of a plurality of arrayed optical elements For example, within a window element, it is for a viewer in the interior I possible, through the light exit sides of the respective optical elements to the outside to see (passband). In contrast, sunlight falls on the outside of the Light entry sides of the optical elements within the second Solid angle range, the so-called Ausbelendbereich, so this is Sunlight hidden by the presence of the aperture BL.

In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform für eine lineare oder arrayförmige Anordnung bestehend aus einer Vielzahl optischer Elemente C dargestellt. Die einzelnen optischen Elemente C verfügen über eine einheitliche Lichteintrittsseite A und sind mit ihren jeweiligen Lichtaustrittsseiten mit einem transparenten Trägersubstrat T verbunden. Das vorzugsweise plattenförmig ausgebildete, optisch transparente Trägersubstrat T, das vorzugsweise einstückig mit den optischen Elementen C verbunden ist, weist an seiner den optischen Elementen abgewandten Seite eine ebene, plane Oberfläche T1 auf. Zusammen mit der ebenfalls plan ausgebildeten Lichteintrittsseite A ist zumindest im Bereich der Lichtaustrittsseiten der einzelnen optischen Elemente C der direkte Durchblick durch die optische Anordnung gegeben.FIG. 5 shows a further embodiment for a linear or array-shaped one Arrangement consisting of a plurality of optical elements C shown. The individual optical elements C have a uniform light entrance side A. and are with their respective light exit sides with a transparent Carrier substrate T connected. The preferably plate-shaped, optically transparent carrier substrate T, which is preferably integral with the optical Elements C is connected, facing away from the optical elements on its Side a flat, planar surface T1 on. Together with the likewise plan formed light entrance side A is at least in the region of the light exit sides the individual optical elements C the direct view through the optical Arrangement given.

In den Zwischenräumen, in denen die Blenden BL vorgesehen sind, sind Lufteinschlüsse L vorgesehen, sofern die Anordnung arrayförmig ausgebildet ist. Die Blenden BL selbst weisen vorzugsweise an ihrer der Lichteintrittsseite zugewandten Oberfläche eine reflektierende Schicht auf, so dass das auf diese einfallende Sonnenlicht wieder in den Eintrittshalbraum zurück reflektiert wird. Demgegenüber kann die innenraumseitig zugewandte, sichtbare Fläche N der Blenden BL individuell farblich gestaltet sein, so dass zum einen die optische Attraktivität der gesamten optischen Anordnung verbessert wird und überdies die Durchsichteigenschaften von innen nach außen verbessert werden können.In the spaces in which the apertures BL are provided, are Air inclusions L provided if the arrangement is formed array-shaped. The Apertures BL themselves preferably have at their the light entry side facing Surface a reflective layer so that it is incident on it Sunlight is reflected back into the entrance half-space. In contrast, can the interior side facing visible surface N of the aperture BL individually be colored, so that on the one hand, the visual appeal of the entire optical arrangement is improved and, moreover, the see-through characteristics of can be improved inside out.

Zur individuellen Lichtweiterleitung von aus dem ersten Raumwinkelbereich, dem Durchlassbereich, auf die optischen Elemente einfallenden Lichtes in den Innenraum ist die transparente Trägerstruktur T an ihrer dem Innenraum zugewandten Seite vorzugsweise mit Oberflächenstrukturen S gemäß Figur 6 ausgebildet. Die Oberflächenstrukturen S vermögen das durch die Lichtaustrittsseiten in das Trägersubstrat T einfallende Licht gezielt in den Innenraum weiter zu führen, bspw. zu Zwecken gezielter optischer Raumbeleuchtung.For individual light transmission from the first solid angle range, the Passage area, on the optical elements of incident light in the interior is the transparent support structure T on its side facing the interior preferably formed with surface structures S according to FIG. The Surface structures S are able to do this through the light exit sides Carrier substrate T incidental light in the interior continue to lead, eg. for the purpose of targeted optical room lighting.

Die Einsatzmöglichkeiten der optischen Elemente können auch dadurch erweitert werden, dass die in den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 5 und 6 dargestellte Trägerstruktur T mit Blenden BL versehen ist, die beispielsweise als opake Oberflächenstreifen ausgebildet sind, wobei die Trägerstruktur T als bewegliches Element O ausgeführt ist (siehe hierzu Figur 7).The possible uses of the optical elements can also be extended thereby be that shown in the embodiments of FIG 5 and 6 Carrier structure T is provided with diaphragms BL, for example, as opaque Surface strips are formed, wherein the support structure T as a movable Element O is executed (see FIG. 7).

Durch die beweglich ausgebildete Trägerplatte T ergeben sich grundsätzlich zwei Anwendungsmöglichkeiten: Due to the movable support plate T basically two Applications:

Sind die Blendenbereiche BL in Form und Größe an die Zwischenräume zwischen den einzelnen Lichtaustrittsseiten der einzelnen optischen Elemente angepasst und entsprechen darüber hinaus den Lichtaustrittsseiten D der einzelnen optischen Elemente C, so kann durch Verschieben des Elementes O beispielsweise um eine Periode der Winkelbereich umgeschaltet werden, innerhalb dem die auf das optische Element einfallende Strahlung reflektiert wird, d. h. das Transmissionsverhalten des optischen Elementes kann durch Verschieben der Blenden in den Bereich der einzelnen Lichtaustrittsseiten der einzelnen optischen Elemente umgekehrt werden.Are the aperture areas BL in shape and size of the spaces between adapted to the individual light exit sides of the individual optical elements and correspond beyond the light exit sides D of the individual optical Elements C, for example, by moving the element O by one Period of the angular range can be switched within the on the optical Element incident radiation is reflected, d. H. the transmission behavior of the optical element can by moving the aperture in the area of individual light exit sides of the individual optical elements are reversed.

Ferner kann im Falle einer schmäleren Ausführung der Blenden BL als der jeweilige Zwischenbereich bei entsprechender Verschiebung das Element O gegenüber den Lichtaustrittsseiten eine gezielte Ausblendung der Direktstrahlung bei gesteigerter Diffuslichttransmission erreicht werden, zumal die Strahlung in einem bestimmten Winkelbereich weitgehend fokussiert auf die Lichtaustrittsseiten der jeweiligen optischen Elemente einfällt.Furthermore, in the case of a narrower version of the apertures BL than the respective Intermediate area with a corresponding shift the element O to the Lichtaustrittsseiten a targeted suppression of direct radiation with increased Diffuse light transmission can be achieved, especially as the radiation in a given Angle range largely focused on the light exit sides of the respective incident optical elements.

Da die räumliche Verteilung der auf die Blenden BL auftreffenden Lichtintensität sowie auch die Rückstrahlung in den Außenraum mit Änderung der Einstrahlrichtungen variiert, kann durch gezieltes Aufbringen beispielsweise eines Farbstreifencodes auf die Blenden BL eine richtungsabhängige Farbwirkung erzielt werden. Auf diese Weise kann sowohl die Außenraumwirkung als auch die Innenraumwirkung einer Fassade richtungsabhängig veränderlich farblich gestaltet werden.As the spatial distribution of incident on the aperture BL light intensity as well as the reverberation to the outside with change of the Einstrahlrichtungen varies, can by targeted application, for example, a Color bar codes on the aperture BL achieved a directional color effect become. In this way, both the outdoor space effect and the Interior effect of a façade depending on the direction, changing color become.

Bei einer diffusen Einstrahlung ist das Erscheinungsbild der Fassade von außen stark von der Blickrichtung des Betrachters abhängig. Bei direkter Sonneneinstrahlung wird die Außenwirkung der Fassade innerhalb des Ausblendbereiches vom relativen Einstrahlungswinkel zur optischen Achse jedes einzelnen optischen Elementes bestimmt. Dieser Effekt kann beispielsweise dazu genutzt werden, dass bei nicht vollkommen absorbierenden bzw. opaker Belegung der Blenden BL im Innenraum eine mit dem Sonnenstand veränderlich Farbwirkung der Elemente erzeugt werden kann. Gleichermaßen kann die Farbtemperatur im Innenraum durch die Winkelstellung der Elemente zur Sonne eingestellt werden. Die farbliche Veränderung kann auch dazu dienen, die richtige Stellung der Elemente zur Sonne zu überprüfen oder als Regelkriterium für eine automatische Steuerung genutzt werden. Darüber hinaus kann die farbliche Gestaltung bewusst als gestalterisches Element eingesetzt werden, das die Innen- und Außenwirkung der Fassade prägt und einen Bezug zwischen Betrachtungsort, Blickrichtung und äußeren Lichtverhältnissen erzeugt.In the case of diffuse radiation, the appearance of the façade is from the outside strongly dependent on the viewing direction of the viewer. In direct Solar radiation is the external effect of the facade within the Blanking range from the relative angle of incidence to the optical axis of each determined individual optical element. This effect can for example be used that not completely absorbent or opaque occupancy the panels BL in the interior a changeable with the position of the sun color effect the elements can be generated. Similarly, the color temperature in the Interior set by the angular position of the elements to the sun. The Color change can also serve to correct the position of the elements Sun check or as a rule criterion for automatic control be used. In addition, the color design can be conscious as be used as a creative element that the internal and external effect of Facade shapes and a relation between viewing location, line of sight and generated external light conditions.

Grundsätzlich ist es möglich, die linear oder arrayförmig angeordneten optischen Elemente als horizontales oder vertikales Lamellensystem auszubilden, flächig in Fassaden oder in Dächern, Vordächern und sonstigen Überdachungen zu integrieren. Der Einsatz im Innen- und Außenbereich, im Zwischenraum von Doppelfassaden oder auch die Integration im Scheibenzwischenraum von Isolierverglasungen ist möglich.In principle, it is possible for the linear or arrayed optical Form elements as a horizontal or vertical lamella system, flat in Facades or in roofs, canopies and other roofing too integrate. The use in the interior and exterior, in the space of Double facades or the integration in the space between the panes of Insulating glazing is possible.

Figur 8 zeigt eine weitere Kombinationsmöglichkeit der optischen Elemente C. Das gemäß Figur 1 ausgebildete Element ist mit einem weiteren optischen Element C in spiegelbildlicher Anordnung wie dargestellt kombiniert. Auf diese Weise gelangt Licht, das einerseits über die Lichteintrittsseite A aus dem ersten Raumwinkelbereich B in das Innere der optischen Anordnung einfällt, andereseits über die Lichteintrittsseite A' im ersten Raumwinkelbreich B' aus der Anordnung wieder aus.FIG. 8 shows a further possible combination of the optical elements C. The formed according to Figure 1 element is connected to a further optical element C in mirror image arrangement as shown combined. Get in this way Light, on the one hand on the light entrance side A from the first solid angle area B falls into the interior of the optical arrangement, on the other hand over the Light entrance side A 'in the first Raumwinkelbreich B' from the arrangement again.

In Figur 9 ist eine konkrete Anwendungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung für die Innenraumbeleuchtung eines Atriums dargestellt. Bei der energetischen Optimierung eines zwischen zwei Gebäuden 1 liegenden überdachten Atriums 2 besteht die Aufgabenstellung oft darin, einerseits die direkten Strahlungsanteile abzublocken, um die Überhitzung im Innenraum zu vermeiden, und andererseits genug Diffuslicht zur Beleuchtung hindurch zu lassen. Durch Einsatz des erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Elementes in der Dachfläche des Atriums 2 kann dies gewährleistet werden, indem das optische Element derart ausgerichtet wird, dass die auftretenden Sonnenwinkel nicht oder wenigstens außerhalb des Durchlassbereiches bzw. des ersten Raumwinkelbereiches liegen. FIG. 9 shows a concrete application form of the invention Device for the interior lighting of an atrium shown. In the energetic optimization of a covered between two buildings 1 covered Atriums 2 is often the task in this, on the one hand the direct To block radiation components in order to avoid overheating in the interior, and on the other hand enough diffuse light to let through lighting. By use of the inventively embodied optical element in the roof surface of the Atriums 2, this can be ensured by the optical element such is aligned that the occurring sun angles do not or at least lie outside the passband or the first solid angle range.

Das hindurchtretende Zenithlicht, das aus Winkelbereichen innerhalb des Durchlassbereiches auf das Element trifft, wird weitgehend transmittiert und tritt auf der Lichtaustrittsseite im Bereich 4 diffus aus.The passing zenith light, which consists of angular areas within the Passage area encounters the element is largely transmitted and occurs the light exit side in the area 4 diffuse.

Um das Transmissionsverhalten des erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Elementes zu verbessern, ist wie bereits vorstehend in einigen Ausführungsbeispielen angegeben, die Lichtaustrittsseite jedes einzelnen optischen Elementes mit einem weiteren optisch transparenten Körper, beispielsweise der Trägerstruktur T verbunden. Durch eine derartige optische Ankopplung kann das transmittierte Licht zusätzlich in einer Art umgelenkt werden, die bestimmten Beleuchtungssituationen angepasst ist.To the transmission behavior of the invention designed optical Element to improve, as already mentioned in some Embodiments specified, the light exit side of each optical Element with another optically transparent body, such as the Carrier structure T connected. By such optical coupling, the In addition, transmitted light should be redirected in a way that determined Lighting situations is adjusted.

So ist es beispielsweise möglich, dass das Licht unter Verwendung der in Figur 8 dargestellten Anordnung zur Beleuchtung des Innenraums des Atriums gemäß Figur 9, das im Durchlassbereich auf die optischen Elemente einfällt, nach unten durch die optische Anordnung gemäß Figur 8 transmittiert, wodurch der Boden des Atriums im Kegelbereich 4 stärker beleuchtet wird. Verwendet man hingegen eine optische Elementanordnung gemäß der Ausführungsform der Figur 6, bei der die Trägerstruktur T geeignete Umlenkstrukturen S aufweist, so wird das transmittierte Licht derart umgelenkt, dass es eher unter einem flachen Winkel austritt. Für die in Figur 9 dargestellte Beleuchtungssituation bedeutet dies, dass die Innenfassaden des Atriums 3 stärker beleuchtet werden.For example, it is possible for the light to be detected using the method shown in FIG. 8 illustrated arrangement for illuminating the interior of the atrium according to FIG 9 incident on the optical elements in the passband, down through the transmitted optical arrangement of Figure 8, whereby the bottom of the atrium in Cone area 4 is illuminated more. If you use an optical Element arrangement according to the embodiment of Figure 6, in which the Carrier structure T has suitable deflection S, so the transmitted Redirected light so that it emerges at a shallower angle. For the in Figure 9 illustrated lighting situation, this means that the interior facades of the atrium 3 are illuminated more strongly.

Eine weitere vorteilhafte Verwendungsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Elementes ist in Figur 10 wiedergegeben. Hierbei ist das erfindungsgemäße optische Element C in einer Vielfachlinearanordnung gegenüber einer optischen Leiterplatte LE angeordnet. Das Licht wird durch die optische Leiterplatte LE im Wege der Totalreflexion an ihren Oberflächen umgelenkt und geführt. Durch die unmittelbar an der Oberfläche der Lichtleiterplatte LE anliegenden, mit einer Reflexionsschicht überzogenen Blenden BL können auch jene Lichtanteile in die Lichtleiterplatte LE zurück geworfen werden, die den Totalreflexionswinkel überschreiten. Vorzugsweise sind bei der in Figur 10 dargestellten Anordnung die Blenden BL nicht optisch an die Oberfläche der Lichtleiterplatte LE gekoppelt, um die Totalreflexion für flachere Winkel erhalten zu können. An jenen Flächen, an denen die optischen Elemente mit ihren Lichtaustrittsseiten an die Oberfläche der Leiterplatte LE ankoppeln, kann Licht aus dem Lichtleiter gezielt austreten. Die in das Innere der optischen Elemente einfallenden Lichtstrahlen erfahren durch Totalreflexion an den gekrümmten Seitenwänden der optischen Elemente eine entsprechende Umlenkung zur Flächennormalen NO. Durch diese Anordnung kann gezielt Licht aus einer Lichtleiterplatte LE bzw. einem lichtleitenden Material ausgekoppelt werden.A further advantageous use of the inventively designed optical element is shown in FIG. Here it is Optical element C according to the invention in a multiple linear arrangement an optical circuit board LE arranged. The light is through the optical PCB LE deflected by total reflection at their surfaces and guided. By the directly adjacent to the surface of the light guide plate LE, With a reflective layer coated aperture BL can also those light components thrown back into the light guide plate LE, the total reflection angle exceed. Preferably, in the arrangement shown in Figure 10 the Apertures BL are not optically coupled to the surface of the light guide plate LE to the To get total reflection for shallower angles. On those surfaces where the optical elements with their light exit sides to the surface of Coupling circuit board LE, light can escape from the light guide targeted. The in the Inside of the optical elements incident light rays undergo Total reflection at the curved side walls of the optical elements one corresponding deflection to the surface normal NO. By this arrangement can specifically light from a light guide plate LE or a light-conducting material be decoupled.

Das Element kann auch ohne Lichtleiter als Entblendungsraster verwendet werden, indem es direkt vor einer Lichtquelle angeordnet wird.
Bei dieser Anwendung sind nicht nur lineare, sondern auch besonders 3d-Strukturen (rotationssymmetrisch, kreuzweise verschnitten) sinnvoll.
The element can also be used without a light guide as Verblendungsraster by being placed directly in front of a light source.
In this application, not only linear, but also especially 3d structures (rotationally symmetric, cross-cut) make sense.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA
LichteintrittsseiteLight entering side
BB
erster Raumwinkelbereich = Durchlassbereichfirst solid angle range = passband
BLBL
Blendecover
CC
optisches Elementoptical element
DD
LichtsaustrittsseiteLight output side
Ee
Beschichtungcoating
FF
Fensterfassadewindow facade
LL
Lufteinschlussair lock
LELE
LichtleiterplatteLight guide plate
TT
Trägerplatte, TrägersubstratCarrier plate, carrier substrate
T1T1
Oberseite der TrägerplatteTop of the carrier plate
NN
Blendenoberflächeaperture surface
NONO
Flächennormalesurface normal
11
Gebäudebuilding
22
AtriumAtrium
33
Innenseite des GebäudesInside of the building
44
zentraler Lichtkegelcentral light cone
55
Seitenbereichpage range

Claims (16)

  1. A device for deflecting light as well as for fading light out for stationary use in a translucent building façade for selective illumination of an interior space having at least two translucent optical elements C, each of which is provided with a plane light entry side A and a light exit side D, which is delimited by a first curved interface and at least one second interface, with the curvature of the first interface being designed in such a manner that rays impinging on the light entry side A from a first solid angle region B and coupling into the optical element C by way of total reflection at the first interface are concentrated on the region of the second solid angle region and that light rays impinging from a second solid angle region on the light entry side A and coupling into the optical element C exit from the optical element C through the first interface,
    wherein the optical elements C are placed linearly or array-like side by side in such a manner that the light exit sides D of the individual optical elements C are spaced apart, and
    a light-reflecting or at least partially light-absorbing means is provided in the intermediate region forming between the light exit sides D.
  2. A device according to claim 1,
    wherein the means is a diaphragm BL.
  3. A device according to claim 1 or 2,
    wherein the means is a translucent carrier substrate T on whose upper side at least one light-reflecting or at least one partially light-absorbing layer region is applied matching the intermediate region in size and shape.
  4. A device according to claim 3,
    wherein the translucent carrier substrate T is joined one-piece with the light exit areas D.
  5. A device according to claim 3 or 4,
    wherein the carrier substrate T has an upper side which faces away from the optical elements C and is designed plane or structured.
  6. A device according to claim 1,
    wherein the means is a translucent flat element which matches the intermediate region in size and shape and has at least one light-reflecting or at least one light-absorbing region and
    the flat element is movable in relation to the light exit areas D of the optical elements C.
  7. A device according to claim 6,
    wherein the shape and size of the intermediate region is the same as the shape and size of the light exit sides D.
  8. A device according to claim 6,
    wherein the shape and size of the intermediate region is smaller than the shape and size of the light exit sides D.
  9. A device according to one of the claims 3 to 5.
    wherein the light-reflecting and the at least partially light-absorbing layer region is tinted.
  10. A device according to one of the claims 6 to 9,
    wherein the light-reflecting or the at least partially light-absorbing region is tinted.
  11. A device according to claim 9 or 10.
    wherein the tinting occurs gradually.
  12. A device according to claim 9 or 10,
    wherein the tinting occurs in steps with a multiplicity of adjacent colors.
  13. Use of the device according to one of the claims 1 to 12 as an interior illumination means which is integrated in a translucent building façade in such a manner that the direct sunlight does not fall in the first solid angle region B but only from the second solid angle region onto the light entry side A.
  14. A device according to one of the claims 1 to 12,
    wherein additional optical elements C are placed with their respective light exit sides D mirror-inverted on the light exit sides D of the optical elements C.
  15. Use of the device according to claim 14 as an interior illumination means which is integrated in a translucent building façade in such a manner that the light falling in the first solid angle region B onto the light entry side A of the optical elements C which are directed to the sun passes through the arrangement of the optical elements C and exits from the light entry sides A of the optical elements C facing away from the sun in the same manner within its first solid angle region B.
  16. A device according to one of the claims 1 to 12,
    wherein the light exit sides D of the optical elements C are optically coupled to a surface of a light-conducting body LE.
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