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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung
mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einer lichtdurchlässigen Diffusorfläche, die im
Betrieb auf ihrer von einem Betrachter abgewandten Seite von der
Lichtquelle beleuchtet ist. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise
aus der
DE 199 15
615 A1 bekannt.
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Einrichtungen der voranstehend angegebenen
Art werden beispielsweise in Gebäuden
als Teile von Lichtdecken oder Lichtwänden in Räumen eingesetzt, die vom Tageslicht
nur schlecht oder gar nicht erleuchtet werden oder in Lichtwerbungsanlagen. Ziel
der Gestaltung der Beleuchtungseinrichtungen ist dabei, eine möglichst
gleichmäßige Ausleuchtung der
vom Betrachter wahrgenommenen beleuchteten Fläche zu erzeugen. Erleichtert
wird dies dadurch, dass die Beleuchtung der Diffusorfläche von
Hinten erfolgt. Diese Anordnung ermöglicht es, das jeweils eingesetzte
Leuchtmittel so anzuordnen, dass der Betrachter nicht mehr den Ort
erkennen kann, von dem ausgehend das Licht abgegeben wird.
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Unterstützt wird dieser Effekt durch
die Wahl geeigneter, den Lichtstrahl stark streuender und gleichmäßig verteilender
transluzenten Materialien für
die Diffusorfläche.
So werden die Diffusorflächen üblicherweise
aus einem eingefärbten
oder beschichteten Glas mit hohem Lichtstreuungsvermögen oder
bedruckbaren Folien/Papierflächen
hergestellt, die das auf die Fläche
treffende Licht streuen und so die eindeutige Ortung der hinter
der Diffusorfläche
verborgenen Lichtquelle verhindert.
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Bei geeigneter Anordnung und Auswahl
der Leuchtmittel, geeigneter Wahl der eingesetzten Materialien und
der Verwendung von Reflektoren oder vergleichbaren Hilfsmitteln
lässt sich
eine Ausleuchtung der Diffusorfläche
erreichen, die vom Betrachter als annähernd perfekt wahrgenommen
wird. Voraussetzung dazu ist allerdings, dass die Beleuchtungsmittel
in einem ausreichenden Abstand entfernt von der Diffusorfläche angeordnet
werden. Diese Anforderung führt
dazu, dass die bekannten Beleuchtungseinrichtungen der eingangs
angegebenen Art jeweils eine beträchtliche Bauhöhe aufweisen.
Diese Bauhöhe
führt in
der Praxis dann zu Schwierigkeiten, wenn die Deckenhöhe des zu
bestückenden
Raums gering ist oder die Höhe
der auf einer Wand oder Decke aufzubringenden Bauelemente aufgrund
anderer äußerer Bedingungen
beschränkt
ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
daher darin, eine Einrichtung der voranstehend erläuterten
Art zu schaffen, bei der trotz verringerter Bauhöhe eine gleichmäßige Ausleuchtung
der vom Betrachter wahrgenommenen beleuchteten Fläche erreicht wird.
Ebenso soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einrichtung
angegeben werden.
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In Bezug auf die Einrichtung wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
eine Beleuchtungseinrichtung gelöst,
die mit mindestens einer Lichtquelle, mit mindestens einer lichtdurchlässigen Diffusorfläche, die
im Betrieb auf ihrer von einem Betrachter abgewandten Seite von
der Lichtquelle beleuchtet ist, und mit mindestens einem Abschattungsmittel
ausgestattet ist, das mindestens zwei Abschattungsbereiche reduzierter
Lichtdurchlässigkeit
aufweist und mittels des Abschattungsmittels die Diffusorfläche abschnittsweise
abschattet, wobei die Ausdehnung des Abschattungsbereichs sowie
die Intensitätsverteilung
der jeweils an der Diffusorfläche
bewirkten Abschattung in Abhängigkeit
von der Verteilung und Intensität
des in Richtung der Diffusorfläche
gerichteten Lichtes derart bestimmt sind, dass die vom Betrachter
wahrnehmbare Fläche
der Diffusorfläche
im Betriebzustand bis auf im Rahmen eines zulässigen Toleranzbereiches liegende
Abweichungen gleichmäßig ausgeleuchtet
ist.
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Bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
ist zwischen dem Betrachter und dem jeweiligen Beleuchtungsmittel
nicht nur die Diffusorfläche
angeordnet, sondern zusätzlich
auch noch ein Abschattungsmittel. Die Funktion dieses Abschattungsmittels
besteht darin, das von der Lichtquelle abgegebene Licht in den Bereichen
zu dämpfen,
in denen es andernfalls mit einer höheren Helligkeit vom Betrachter
wahrgenommen würde
als in benachbarten Bereichen der Diffusorfläche. Ebenso vermindert das
Abschattungsmittel in den Bereichen, in denen es aufgrund von Reflektionen
zu einer gegenüber
der Umgebung erhöhten
Intensität
des in Richtung der Diffusorfläche
fallenden Lichtes kommt, die vom Betrachter wahrgenommene Helligkeit.
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Dabei ist die jeweilige Lichtdurchlässigkeit des
Abschattungsmittels so an die von der Lichtquelle abgegebene und
ihrer Umgebung reflektierte Lichtstrahlung angepasst, dass es in
Bereichen mit besonders hoher Beleuchtungsstärke eine besonders geringe
Lichtdurchlässigkeit
aufweist, während es
in den Bereichen, in denen eine geringere Beleuchtungsstärke herrscht,
eine stärkere
Lichtdurchlässigkeit
aufweist, eine annähernd
vollständige Transparenz
besitzt oder sogar gar nicht vorhanden ist.
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Die Anpassung der Lichtdurchlässigkeit
des erfindungsgemäß vorgesehenen
Abschattungsmittels an die jeweils örtlich unterschiedliche Beleuchtungsstärke im Bereich
der Diffusorfläche
machen es möglich,
die jeweils eingesetzten Leuchtmittel in nächster Näher zur Diffusorfläche anzuordnen.
Auf diese Weise können
großflächige Beleuchtungseinrichtung
geschaffen werden, bei denen die Bauhöhe im Wesentlichen nahezu nur
noch durch die Bauhöhe der
Leuchtmittel bestimmt ist. So lassen sich erfindungsgemäß ausgestattete
Beleuchtungseinrichtungen schaffen, deren Bauhöhe auf 30 % – 50 % der Bauhöhe konventioneller
Einrichtungen dieser Art beschränkt
ist.
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Perfektioniert werden kann die wahrgenommene
Gleichmäßigkeit
der Ausleuchtung der Diffusorfläche
dadurch, dass der Abschattungsbereich des Abschattungsmittels mindestens
einen Kernabschnitt hoher Abschattungswirkung aufweist, an den mindestens
ein Abschnitt verminderter Abschattungswirkung angrenzt. Indem die
Abschattungswirkung ausgehend von dem Ort größter Lichteinstrahlung zugeordneten
Kernbereich die Lichtdurchlässigkeit
in den angrenzenden Abschnitten beispielsweise stufenweise oder
gleitend zunimmt, kann auf einfache Weise dem Umstand Rechnung getragen
werden, dass regelmäßig auch
die Beleuchtungsstärke ausgehend
von einem Zentrum hoher Lichtintensität nach Außen hin abnimmt, wobei diese
Abnahme in Folge von Reflektionen oder Ungleichförmigkeiten der Lichtquelle
in der Regel nicht konstant abläuft.
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Grundsätzlich ist es zwar denkbar,
das Abschattungsmittel auf der dem Betrachter zugewandten Seite
der Diffusorfläche
anzuordnen. Ästhetisch ansprechender
und hinsichtlich der erwünschten lichtdämpfenden
Wirkung wirkungsvoller ist es jedoch, wenn das Abschattungsmittel
zwischen der Diffusorfläche
und der Lichtquelle angeordnet ist.
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Besonders geringe Bauhöhen bei
gleichzeitig minimiertem Montageaufwand lassen sich dadurch erreichen,
dass das Abschattungsmittel von der Diffusorfläche getragen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass das Abschattungsmittel durch auf die
Diffusorfläche
aufgetragene Farb- und Reflexionspartikel gebildet ist. Diese Partikel
können beispielsweise
in einem phototechnischen Verfahren oder in einem Druckverfahren,
beispielsweise durch Siebdruck, aufgetragen werden.
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Dabei können die Partikel lichtreflektierende Eigenschaften
aufweisen, so dass das auf sie treffende Licht reflektiert und nach
erneuter Reflektion beispielsweise an einer Gehäusewand der Beleuchtungseinrichtung
zur Ausleuchtung der Diffusorfläche beitragen
kann. Ebenso können
an dem Abschattungsmittel Zonen mit unterschiedlichem Reflektionsvermögen ausgebildet
sein, um schon bei der Reflektion des Lichtes berücksichtigen
zu können,
dass in manchen Bereichen besonders hohe, stärker zu absorbierende Lichtstrahlen
von der Lichtquelle oder als Reflektionen auf die Diffusorfläche gerichtet
sind als in anderen Abschnitten.
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Alternativ zum Auftrag von Farb-
und Reflexionspartikeln ist es auch denkbar, das Abschattungsmittel
durch in die Diffusorfläche
eingebettete Partikel zu bilden.
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Ebenso ist es möglich, dass das Abschattungsmittel
durch eine aus einem transparenten Material gefertigte Folie gebildet
ist, deren Lichtdurchlässigkeit
bereichsweise reduziert ist. Auf diese Folie können dann in den Abschattungsbereichen
Farb- und Reflexionspartikel aufgetragen sein. Die Verwendung einer
Folie vereinfacht die bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung
anfallenden Arbeitsschritte, da sich eine solche Folie einfacher photo-
oder drucktechnisch behandeln lässt
als eine Glass- oder transluzente Kunststoffscheibe.
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Eine andere besonders robuste Ausgestaltung
der Erfindung besteht darin, dass das Abschattungsmittel durch eine
Fläche
mit einer Lochung gebildet ist, bei dem die Verteilung, Form und
Ausdehnung der Lochungen in Abhängigkeit
von der Verteilung und Intensität
der in Richtung der Diffusorfläche gerichteten
Lichtstrahlung bestimmt sind.
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In Bezug auf das Verfahren wird die
oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der Herstellung
einer erfindungsgemäßen Einrichtung
die folgenden Schritte durchlaufen werden:
- a)
Montieren der Lichtquelle und der Diffusorfläche in einer der Endmontage
entsprechenden Stellung,
- b) Erfassen der Intensitätsverteilung,
mit der das von der Lichtquelle direkt abgegebene und das von der
Umgebung der Lichtquelle reflektierte Licht die Diffusorfläche beleuchten,
- c) Bestimmen der Abschattungsbereiche des Abschattungsmittels,
wobei die Ausdehnung, Verteilung und Abschattungswirkung der Abschattungsbereiche
mit reduzierter Lichtdurchlässigkeit
umgekehrt proportional zur Verteilung der im Schritt b) festgestellten
Verteilung der Beleuchtungintensität und unter Berücksichtigung
der zukünftigen Anordnung
des Abschattungsmittels bestimmt wird,
- d) Anordnen des Abschattungsmittels,
- e) Endmontieren der Beleuchtungseinrichtung.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren
werden die Diffusorfläche
und das Beleuchtungsmittel zunächst
in die Montagestellung gebracht. Dann wird die Verteilung der vom
Betrachter auf der Diffusorfläche
wahrgenommenen Leuchtdichte ermittelt und die Verteilung und Anordnung
der mehr oder weniger lichtdurchlässigen Abschattungsabschnitte
des Abschattungsmittels bestimmt.
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Anschließend wird das Abschattungsmittel montiert
und die Beleuchtungseinrichtung fertig montiert.
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Bei dieser Vorgehensweise werden
die Stellen auf der Diffusorfläche,
in denen es zu hoher Leuchtdichten kommt, konkret und präzise erfasst. Dementsprechend
kann auch das Abschattungsmittel präzise an die Lichtverteilung
angepasst werden. Im Ergebnis wird so mit geringem Aufwand eine
im Wesentlichen vollständig
gleichmäßige Ausleuchtung
der Diffusorfläche
erreicht.
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Optimiert werden kann die Wirkung
des Abschattungsmittels dadurch, dass nach einem erstmaligen Durchlauf
der Schritte a) bis d) die Schritte b) bis d) des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit jeweils angeordnetem Abschattungsmittel so oft wiederholt werden,
bis die Gleichmäßigkeit
der Ausleuchtung der Diffusorfläche
einem Sollwert entspricht, wobei die Ausdehnung, Verteilung und
Abschattungswirkung der Abschattungsbereiche bei jedem Durchlauf unter
Berücksichtigung
der Ausdehnung, Verteilung und Abschattungswirkung des in Schritt
b) jeweils angeordneten Abschattungsmittels an die an der Diffusorfläche jeweils
festgestellte Verteilung der Beleuchtungsintensität angepasst
wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Beleuchtungseinrichtung in einem Längsschnitt;
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2 die
Beleuchtungseinrichtung in geöffnetem
Zustand in Draufsicht;
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3 ein
in der Beleuchtungseinrichtung eingesetztes Abschattungsmittel in
Draufsicht.
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Die Beleuchtungseinrichtung 1 weist
ein aus Blech geformtes kastenförmiges,
an seiner Oberseite offenes Gehäuse 2 auf,
dessen seitliche Außenwände 3 einen
Innenraum 4 umgeben. In dem Innenraum 4 sind vier
als Lichtquellen Stableuchten 5,5a in gleichmäßigen Abständen parallel
zueinander angeordnet, die sich annähernd über die gesamte Breite des
Gehäuses 2 erstrecken.
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Die offene Oberseite des Gehäuses 2 ist
abgedeckt durch eine lichtdurchlässige,
scheibenförmige
Diffusorfläche 6,
die aus einem eingefärbten
hochbrechenden Glasmaterial gefertigt ist. Auf der dem Innenraum 4 zugeordneten
Unterseite der Diffusorfläche 6 ist
durch eine transluzente Folie 7 ein Abschattungsmittel
gebildet.
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Auf die Folie 7 sind in
reflektierende Farbe Abschattungsbereiche 8,9,10 aufgedruckt.
Die weiße Farbe
ist verwendet worden, damit auf die Diffusorfläche 6 gerichtetes
Licht reflektiert und nicht absorbiert wird.
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Die mehr oder weniger große Lichtundurchlässigkeit
der Abschattungsbereiche 8,9,10 ist dabei durch
eine mehr oder weniger dichte Rasterung der aufgedruckten Farbpartikel
erreicht. Dabei ist jeweils ein Bereich 8 mit der geringsten
Lichtdurchlässigkeit zentral
oberhalb jeweils einer der Stableuchten 5,5a angeordnet.
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Jeder Abschattungsbereich 8 ist
von einem Abschattungsbereich 9 mit verminderter Lichtundurchlässigkeit
umgeben. Die der Stableuchte 5a zugeordneten Abschattungsbereiche 8,9 sind
zusätzlich
vom dritten Abschattungsbereich 10 umgeben, der eine weiter
verringerte Lichtundurchlässigkeit
besitzt.
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Um die Anordnung, Ausdehnung und
Verteilung sowie den Grad der Lichtundurchlässigkeit der Abschattungsbereiche 8,9,10 zu
ermitteln, ist zunächst
die Beleuchtungseinrichtung 1 ohne die Folie 7 montiert
worden. Dann ist bei leuchtenden Stableuchten 5 die Ausleuchtung
der Diffusorfläche 6 auf der
dem Betrachter zugeordneten Seite B ermittelt worden. Entsprechend
der ermittelten Helligkeitsverteilung sind dann erste Abschattungsbereiche
auf eine Folie 7 in weißer Farbe aufgetragen worden.
Anschließend
ist die derart bedruckte Folie 7 in die Beleuchtungseinrichtung 1 eingebaut
worden. Dann ist die Helligkeitsverteilung erneut erfasst worden,
um auch die Helligkeitsabweichungen zu erfassen, die beispielsweise
durch Reflektionen von Licht an den auf die Folie aufgedruckten
Abschattungsbereichen und den Wänden 3 des
Gehäuses 2 entstehen.
Unter Berücksichtigung
des Ergebnisses dieser Helligkeitserfassung sind dann erneut Abschattungsbereiche auf
eine Folie 7 aufgedruckt worden.
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Der voranstehend erläuterte Vorgang
ist solange wiederholt worden, bis die Abschattungsbereiche 8,9,10 eine
optimale Verteilung, Anordnung und Dichte, d.h. Lichtundurchlässigkeit,
aufweisen und eine bis auf geringe Toleranzen gleichmäßige Ausleuchtung
der Diffusorfläche
erreicht ist.
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- 1
- Beleuchtungseinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Außenwände
- 4
- Innenraum
- 5,5a
- Stableuchten
- 6
- scheibenförmige Diffusorfläche
- 7
- Folie
- 8,9,10
- Abschattungsbereiche
- B
- Betrachterseite