DE102012019522A1 - Flächenleuchte mit einer lichtleitenden Platte - Google Patents

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Abstract

Bei einer Flächenleuchte mit einer lichtleitenden Platte (1), die eine erste Großfläche (1.1), eine dieser gegenüberliegende zweite Großfläche (1.2) und einen Rand in Form einer schmalen Stirnfläche (1.3) hat, über die zeilenförmig angeordnete LEDs (3) Licht einstrahlen, das die lichtleitende Platte (1) diffus in Richtung der ersten Großfläche (1.1) streut, wird der sogenannte Höhleneffekt dadurch vermieden, dass die lichtleitende Platte (1) nur einen ersten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der ersten Großfläche (1.1) streut und einen zweiten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der zweiten Großfläche (1.2) streut. Der erste Teil des eingestrahlten Lichtes dient in der Regel zur direkten Beleuchtung z. B. einer Arbeitsfläche, der zweite Teil des eingestrahlten Lichtes erzeugt durch Reflexion z. B. an einer Decken- oder Wandfläche sog. indirektes Licht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flächenleuchte mit einer lichtleitenden Platte, die eine erste Großfläche, eine dieser gegenüberliegende zweite Großfläche und einen Rand in Form einer schmalen Stirnfläche hat, über die zeilenförmig angeordnete LEDs Licht einstrahlen, das die lichtleitende Platte diffus in Richtung der ersten Großfläche streut.
  • LED-Flächenleuchten mit diesen Merkmalen sind als sog. LED-Paneele in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Das über die erste, im Fall einer abgehängten oder Pendelleuchte untere Großfläche diffus abgestrahlte Licht beleuchtet eine unter der Leuchte befindliche Fläche, z. B. eine Tisch- oder eine Bodenfläche. Der übrige Raum bleibt weitgehend dunkel. Diese Beleuchtungssituation ist als sog. Höhleneffekt bekannt. Um eine freundlichere Beleuchtungsatmosphäre zu schaffen, werden deshalb häufig weitere Lichtquellen unterschiedlicher Art und Anbringung eingesetzt, die z. B. gegen die Decke strahlen und dadurch sog. indirektes Licht erzeugen.
  • Aus der DE 10 2005 005 454 A1 ist eine Pendelleuchte bekannt, die mittels in einem Gehäuse randseitig verdeckt angeordneter Leuchtstoffröhren, reflektierender Flächen und einer lichtstreuenden Platte direktes Licht nach unten abgibt sowie mittels einer auf dem Gehäuse angeordneten, lichtleitenden und diffus streuenden Platte, in deren Stirnseite eine LED-Zeile einstrahlt, Licht nach oben abstrahlt, das durch Reflexion an der Decke als indirektes Licht wirkt. Sowohl die Konstruktion dieser Pendelleuchte als auch deren elektrische Speisung einerseits aus dem Netz, anderseits über ein LED-Vorschaltgerät sind aufwändig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Flächenleuchte der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie zu einer angenehmeren Beleuchtungssituation des Raumes führt.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die lichtleitende Platte derart ausgebildet ist, dass sie nur einen ersten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der ersten Großfläche streut und einen zweiten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der zweiten Großfläche streut, also das von den LEDs erzeugte Licht in zwei im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen abstrahlt.
  • Die Flächenleuchte nach der Erfindung vereinigt die Vorteile der bekannten LED-Flächenleuchten, d. h. flache Bauweise, große Gestaltungsfreiheit bezüglich der Abmessungen und des Umrisses sowie hohe Energieeffizienz, mit dem Vorteil der gleichzeitigen Schaffung einer indirekten Beleuchtung.
  • Die lichtleitende Platte kann zwar grundsätzlich aus einer einzigen, weitgehend transparenten Kunststoffplatte bestehen, die in an sich bekannter Weise lichtstreuend wirkt. Vorzugsweise umfasst die lichtleitende Platte jedoch zwei oder mehr Schichten, die z. B. sandwichartig miteinander verbunden sind und unterschiedliche Dicke haben können. Beispielsweise kann eine der Schichten das eingestrahlte Licht überwiegend in Richtung der ersten Großfläche streuen und die andere Schicht das eingestrahlte Licht überwiegend in Richtung der zweiten Großfläche streuen. Mindestens eine der Schichten kann auch lediglich aus einer lichtstreuenden Kunststofffolie oder einer Bedruckung, z. B. im Siebdruck, bestehen.
  • Vorzugsweise hat die lichtleitende Platte mindestens eine teildurchlässige Reflexionsschicht, deren Transmissionsgrad das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des eingestrahlten Lichtes bestimmt. Der Grad der Durchlässigkeit der Reflexionsschicht kann im Fall deren Erzeugung durch Metallbedampfung durch die Schichtdicke, im Falle einer reflektierenden Metallfolie durch rasterartige Öffnungen eingestellt werden.
  • Die Reflexionsschicht kann zwischen einer ersten lichtleitenden Schicht und einer zweiten lichtleitenden Schicht der lichtleitenden Platte angeordnet sein. Durch die Lage der Reflexionsschicht im Verhältnis zu den Hauptstrahlungsachsen der LEDs, also z. B. durch Wahl unterschiedlicher Dicken für die erste und die zweite lichtleitenden Schicht, lässt sich auf einfache Weise das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des in den beiden entgegengesetzten Richtungen abgestrahlten Lichtes bestimmen. In der Regel wird der in Richtung der ersten Großfläche gestreute und abgestrahlte Teil des Lichtes der Größere sein. Das Verhältnis kann auch umgekehrt gewählt werden, wenn ein besonders hoher Anteil indirekten Lichtes gewünscht wird.
  • Die lichtstreuende Platte kann, wie an sich bekannt, eine Schicht mit eingebetteten, reflektierenden oder lichtstreuenden Partikeln umfassen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine der Großflächen der lichtleitenden Platte lichtstreuende Mikrostrukturen haben.
  • Eine nachträgliche Veränderung des Verhältnisses der zwei abgestrahlten Anteile des eingestrahlten Lichtes ist möglich, wenn mindestens auf der zweiten Großfläche der lichtleitenden Platte Blenden angeordnet sind. Diese können zur Veränderung der Fläche des Lichtaustrittes beweglich, insbesondere verschiebbar sein. Um auch das auf diese Blenden gestreute Licht zu nutzen, können die Blenden mindestens auf ihrer Innenseite, d. h. auf ihrer der jeweiligen Großfläche zugewandten Seite, reflektierend ausgebildet sein.
  • Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung der Anteile des in den beiden entgegengesetzten Richtungen abgestrahlten Lichtes besteht, wenn die Anordnung der LEDs und die lichtleitende Platte rechtwinklig zu deren Großflächen relativ zueinander verschiebbar sind. Dadurch wird die Ebene, in der die Hauptstrahlrichtungen der LEDs liegen, im Verhältnis z. B. zu einer Mittelebene oder einer Reflexionsschicht der lichtleitenden Platte einstellbar.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Lichtverteilung ergibt sich, wenn die LEDs in mindestens zwei Zeilen angeordnet sind, von denen jede vorzugsweise an eine eigene, einstellbare Stromversorgung angeschlossen ist. Dadurch erhöht sich gleichzeitig die Beleuchtungsstärke, die durch das direkte und das indirekte Licht erzeugt werden. Wenn die LED-Zeilen an eigene und getrennt einstellbare Stromversorgungen angeschlossen sind, lassen sich die Beleuchtungsstärken, die durch das direkte und das indirekte Licht erzeugt werden, unabhängig voneinander einstellen.
  • Die Flächenleuchte nach der Erfindung kann als Hängeleuchte oder als Wandvorsatzleuchte ausgebildet sein.
  • In beiden Fällen hat sie an ihrem Gehäuse, das in dem Fachmann bekannter Weise ausgebildet sein kann, entsprechend unterschiedliche Befestigungen. Die zeilenförmigen LEDs können bei polygonalem oder kreisförmigem Umriss der Flächenleuchte je nach Größe deren Fläche und gewünschter Beleuchtungsstärke über einen Teil des Umfangsrandes oder über den gesamten Umfang in einem Abstand voneinander angeordnet sein, der unter Berücksichtigung der thermischen Belastungen der einzelnen LED und der wärmeleitenden Eigenschaften des die LEDs und die wärmeleitenden Platte aufnehmenden und haltenden Gehäuses gewählt ist.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Flächenleuchte nach der Erfindung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:
  • 1: eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform,
  • 2: eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,
  • 3: eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform,
  • 4: eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform und
  • 5: eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die eine Flächenleuchte in Form einer abgehängten rechteckigen Deckenleuchte zeigen. Befestigungsmittel, Kabel und Stromversorgung sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Erfindungsgedanke ist ebenso auf Flächenleuchten mit anderem, z. B. kreisförmigem Umriss anwendbar und erstreckt sich auch auf Wandvorsatzleuchten, also Leuchten, die in einem gewissen Abstand von einer Wand angebracht sind und auf Stehleuchten.
  • In der ersten Ausführungsform in 1 umfasst die Flächenleuchte eine lichtleitende Platte 1, die eine erste, hier untere Großfläche 1.1 und eine zweite, hier obere Großfläche 1.2 hat. Mindestens einer der schmalen Stirnflächen wie 1.3 liegt eine LED-Zeile gegenüber, die in der Regel aus einer schmalen Platine 2 besteht, die zahlreiche LEDs 3 trägt. Letztere strahlen in die lichtleitende Platte 1 ein. Der Zwischenraum zwischen den LEDs 3 und der Stirnfläche 1.3 kann zur Verminderung von Reflexionsverlusten mit einem transparenten Kunststoff ausgefüllt sein (nicht dargestellt). Das eingestrahlte Licht wird nach vielfachen Reflexionen an den Grenzflächen der Platte 1 und ggf. auch an in die Platte 1 eingebetteten, lichtstreuenden Partikeln (nicht dargestellt) sowohl über die untere Großfläche 1.1 als auch über die obere Großfläche 1.2 abgestrahlt. Um eine weitgehend gleichmäßige Abstrahlung nach unten zu erreichen, ist die Großfläche 1.1 lichtstreuend ausgebildet. Die lichtstreuende Wirkung kann durch Mikrostrukturen z. B. in Form eines Linienrasters oder Mikrolinsen, durch Bedruckung mit einem Punktraster oder, wie dargestellt, durch eine Schicht in Form einer dünnen Platte oder Folie 1.4 mit lichtstreuenden Eigenschaften realisiert werden. Die obere Großfläche 1.2 trägt eine weitere Schicht in Form einer teildurchlässigen Reflexionsschicht 1.5, bei der es sich um eine teiltransparente Reflexionsfolie oder um Oberflächenstrukturen handeln kann, die einen Teil des im Inneren der Platte 1 reflektierten Lichts nach oben austreten lassen. Die Platte 1 und die LED-Zeile 2, 3 (sowie ggf. an weiteren Stirnflächen angeordnete LED-Zeilen) werden insgesamt von einem Gehäuse umschlossen, von dem in dieser Ansicht nur die Seitenteile 4.1 und 4.2 zu sehen sind. Die Innenflächen des Gehäuses sind vorzugsweise reflektierend ausgebildet oder reflektierend beschichtet. Das Gehäuse kann aus Metall, z. B. Aluminium, oder aus metallisiertem Kunststoff bestehen. Der Anteil des nach oben abgestrahlten Lichts, genauer gesagt das Verhältnis zwischen der nach unten und der nach oben austretenden Strahlung, wird durch den Durchlässigkeitsgrad der teildurchlässigen Reflexionsschicht 1.5 bestimmt.
  • Von dieser ersten Ausführungsform unterscheidet sich die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform dadurch, dass sich auf einer Reflexionsschicht 1.6 eine zweite lichtleitenden Platte 5 und auf dieser eine lichtstreuende Platte 6 befindet. Die Reflexionsschicht 1.6 kann in dieser Ausführungsform teiltransparent oder vollständig reflektierend sein, weil die LED 3 Licht sowohl in die Platte 1 als auch in die Platte 5 einstrahlt. Die Reflexionsschicht 1.6 kann z. B. als Metallbedampfung der Großfläche 1.2 ausgeführt sein.
  • Die dritte Ausführungsform in 3 veranschaulicht, dass das Gehäuse der Flächenleuchte oberseitig eine verschiebbare oder auswechselbare und innenseitig vorzugsweise reflektierende Blende 4.3 hat. Die Blende 4.3 oder mehrere solcher Blenden lässt bzw. lassen Lichtaustrittsflächen 6 frei. Das Verhältnis zwischen der nach unten und der nach oben austretenden Strahlung kann durch Aufteilung der Blende in verschiebbare Sektoren oder durch Verwendung von Blenden mit unterschiedlich großen Lichtaustrittsflächen geändert werden. Im Übrigen kann diese Flächenleuchte analog derjenigen in 1 aufgebaut sein.
  • Die in 4 dargestellte vierte Ausführungsform veranschaulicht eine weitere Möglichkeit zur Änderung des Verhältnisses zwischen der nach unten und der nach oben abgegebenen Strahlung. Der prinzipielle Aufbau ist der gleiche wie in der Ausführungsform gemäß 2, jedoch ist die LED-Zeile 2, 3 in dem Seitenteil 4.1 in der durch den Doppelpfeil 7 angedeuteten Richtung verschiebbar befestigt, sodass die Lage der LEDs 3 relativ zu der Reflexionsschicht 1.5, 1.6 veränderbar ist. Die Reflexionsschicht kann wie im Fall der 2 teildurchlässig oder vollständig reflektierend sein.
  • Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Flächenleuchte der nach oben abgestrahlte Teil des eingestrahlten Lichtes gewissermaßen zu Lasten des nach unten abgestrahlten Teils geht, also lediglich das Verhältnis beeinflussbar ist, kann bei der in 5 dargestellten, fünften Ausführungsform der nach oben abgestrahlte Teil des Lichts unabhängig von dem nach unten abgestrahlten Teil variiert werden und umgekehrt. In dem Gehäuse befinden sich hierzu (mindestens) zwei parallele LED-Zeilen 2, 3 und 2.1, 3.1. In diesem Fall kann die Reflexionsschicht 1.5 vollständig reflektierend sein. Beide LED-Zeilen können aus der gleichen Stromversorgung gespeist werden (nicht dargestellt). Die Intensitäten des nach unten bzw. nach oben gestrahlten Lichts sind dann konstruktiv festgelegt, z. B. durch die Wahl von LEDs unterschiedlicher Lichtleistung und/oder unterschiedlicher Lichtfarbe bzw. Farbtemperatur für die untere und für die obere Zeile. Zusätzlich kann die Speiseleistung beider LED-Zeilen an der Stromquelle einstellbar sein. Wenn statt dessen jede der LED-Zeilen aus einer eigenen, einstellbaren Stromversorgung gespeist wird, kann der Benutzer die Intensitäten und ggf. die Farben des nach unten abgestrahlten „direkten” Lichtes und des nach oben abgestrahlten, „indirekten” Lichtes unabhängig voneinander nach seinen Wünschen einstellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005005454 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Flächenleuchte mit einer lichtleitenden Platte (1), die eine erste Großfläche (1.1), eine dieser gegenüberliegende zweite Großfläche (1.2) und einen Rand in Form einer schmalen Stirnfläche (1.3) hat, über die zeilenförmig angeordnete LEDs (3) Licht einstrahlen, das die lichtleitende Platte (1) diffus in Richtung der ersten Großfläche (1.1) streut, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtleitende Platte (1) derart ausgebildet ist, dass sie nur einen ersten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der ersten Großfläche (1.1) streut und einen zweiten Teil des eingestrahlten Lichtes in Richtung der zweiten Großfläche (1.2) streut.
  2. Flächenleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtleitende Platte aus mindestens zwei Schichten (1, 1.5) besteht.
  3. Flächenleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtleitende Platte (1) mindestens eine teildurchlässige Reflexionsschicht (1.5) hat, die das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des eingestrahlten Lichtes bestimmt.
  4. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Großfläche (1.2) der lichtleitenden Platte (1) eine Reflexionsschicht (1.6) und auf diese eine zweite lichtleitende Platte (5) folgt.
  5. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtleitende Platte (1) mindestens eine Schicht mit eingebetteten, lichtstreuenden Partikeln umfasst.
  6. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Großflächen (1.2, 1.2) der lichtleitenden Platte (1) lichtstreuende Mikrostrukturen hat.
  7. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens auf der Seite der zweiten Großfläche der lichtleitenden Platte mindestens eine Blende (4.3) angeordnet ist.
  8. Flächenleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden (4.3) zur Veränderung der Fläche (6) des Lichtaustrittes verschiebbar oder auswechselbar sind.
  9. Flächenleuchte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden (4.3) mindestens auf ihrer der ersten Großfläche zugewandten Seite reflektierend ausgebildet sind.
  10. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der LEDs (2.3) und die lichtleitende Platte rechtwinklig zu deren Großflächen relativ zueinander verschiebbar sind.
  11. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs in mindestens zwei Zeilen (3, 3.1) angeordnet sind, von denen jede vorzugsweise an eine eigene, einstellbare Stromversorgung angeschlossen ist.
  12. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hängeleuchte ausgebildet ist.
  13. Flächenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wandvorsatzleuchte ausgebildet ist.
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