DE19923264A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents
BeleuchtungsvorrichtungInfo
- Publication number
- DE19923264A1 DE19923264A1 DE19923264A DE19923264A DE19923264A1 DE 19923264 A1 DE19923264 A1 DE 19923264A1 DE 19923264 A DE19923264 A DE 19923264A DE 19923264 A DE19923264 A DE 19923264A DE 19923264 A1 DE19923264 A1 DE 19923264A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lamp
- aperture
- light
- lighting device
- longitudinal axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
- F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
- F21V17/04—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages the fastening being onto or by the light source
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0096—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/025—Associated optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Aperturlampe (1) weist zwei einander nachgeschaltete optische Mittel (8, 9) auf, wobei zumindest das erste Mittel (8) - in einer Schnittebene senkrecht zur Lampenlängsachse betrachtet - gekrümmt ist. Das erste Mittel (8) bündelt die von jedem Flächenelement im Bereich der Apertur jeweils emittierte breite Lichtstrahlenverteilung in Richtung zur Normalen des jeweiligen Flächenelements. Das zweite Mittel (9) kippt zumindest einen Teil der vom ersten Mittel kommenden Lichtbündel um einen Kippwinkel, wobei die Kippwinkel zumindest eines Teils der Lichtbündel unterschiedlich groß sind. Auf diese Weise kann das von der gekrümmten Aperturoberfläche emittierte Licht zielgerichtet gelenkt, beispielsweise "parallelisiert", werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer elektrischen
Lampe mit Apertur und einem optischen System gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lenken
von Lichtstrahlen einer Aperturlampe gemäß dem Oberbegriff des Verfah
rensanspruchs.
Die für die Beleuchtungsvorrichtung verwendete Lampe weist ein rohrför
miges, beidseitig verschlossenes Lampengefäß auf. Zur Erhöhung der
Leuchtdichte der Lampe ist das Lampengefäß auf der Innen- oder Außen
seite mit einem Reflektor für sichtbares Licht versehen, wobei ein definierter
Bereich entlang der Längsachse ausgespart ist. Auf diese Weise ist eine
Apertur geschaffen, durch die hindurch das Licht der Lampe nach außen
gelangt (Aperturlampe). Der Reflektor kann auch durch eine geeignet dicke
Leuchtstoffschicht gebildet sein. Diese Lampen sind auch als Apertur-
Leuchtstofflampen bekannt.
Beleuchtungsvorrichtungen der genannten Art eignen sich wegen ihrer
Lichtlenkungsfunktion unter anderem für die Effektbeleuchtung sowie Ar
beitsplatzbeleuchtung.
Darüber hinaus eignen sich derartige Beleuchtungsvorrichtungen, ergänzt
um eine Lichtleiterplatte, beispielsweise zur Hinterleuchtung von Anzeigen,
insbesondere von Flüssigkristallanzeigen (LCD = Liquid Crystal Display)
aber auch großflächigen Werbetafeln. Flüssigkristallanzeigen finden vielfäl
tige Verwendungen, beispielsweise in Leitwarten, Cockpits von Flugzeugen
und zunehmend auch Kfz, in der Unterhaltungs- sowie Kommunikations
elektronik und als Bildschirme für Personalcomputer (PC).
In diesem Fall sind die Lampe, das optische System und die Lichtleiterplatte
so aufeinander abgestimmt, daß das Licht der Lampe durch mindestens eine
Schmalseite ("Kante" bzw. englisch "Edge") der Lichtleiterplatte hindurch in
diese eingekoppelt werden kann (sogenannte "Edge-Light Technik"). Mittels
Reflexion an einer auf der Unterseite der Lichtleiterplatte aufgebrachten, z. B.
diffusen Reflexionsschicht tritt dieses Licht über die gesamte Frontseite der
Lichtleiterplatte hindurch nach außen und wirkt so als flache, entsprechend
den Abmessungen der Lichtleiterplatte ausgedehnte Lichtquelle.
Das Lampengefäß kann stabförmig, aber auch abgewinkelt, beispielsweise L-
oder U-förmig, sein. Im letztgenannten Fall wird das Licht der Lampe über
zwei bzw. drei der Kanten der Lichtleiterplatte in diese eingekoppelt. Selbst
verständlich können auch zwei oder mehr Lampen - jeweils inklusive opti
schem System - zur Lichteinkopplung in eine Lichtleiterplatte verwendet
werden.
Wie bereits eingangs erwähnt, handelt es sich bei der betrachteten Beleuch
tungsvorrichtung um eine Vorrichtung mit einer rohrförmigen Aperturlam
pe. Der Querschnitt der Lampe ist gekrümmt, insbesondere kreisförmig,
oder auch elliptisch, tropfenförmig usw.. Jedes hinreichend kleine Flä
chenelement der Aperturoberfläche dieser Lampe strahlt dabei in einer guten
Näherung Licht mit einer relativ breiten Winkelverteilung, insbesondere ei
ner lambertschen oder zumindest lambertähnlichen Verteilung ab. Für die
eingangs erwähnten Beleuchtungsaufgaben muß diese Winkelverteilung ge
eignet geformt, insbesondere eingeengt werden, um die erforderlichen Be
leuchtungsstärken zu erreichen und/oder die wirksame Gesamteffizienz der
Beleuchtungsvorrichtung zu verbessern. Aufgrund der rohrförmigen Geo
metrie der Aperturlampe ist dabei im wesentlichen nur die Winkelverteilung
in einer Schnittebene senkrecht zur Lampenlängsachse maßgebend. Mit an
deren Worten ist die Winkelverteilung der Strahlung in Richtung der Lam
penlängsachse allenfalls von untergeordneter Bedeutung. Das hier eigentlich
zylindrische Problem der Lichtstrahlenverteilung bzw. -lenkung läßt sich
folglich näherungsweise auf Betrachtungen in einer Schnittebene senkrecht
zur Lampenlängsachse reduzieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, welche eine verbes
serte Lenkung bzw. Bündelung des die Apertur verlassenden Lichts auf
weist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbe
griffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in
den abhängigen Ansprüchen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Einkopplung des die Apertur
verlassenden Lichts der Lampe in eine Lichtleiterplatte.
Gewünscht ist, daß ein Maximum des die Apertur verlassenden Lichts mit
Hilfe eines optischen Systems geeignet in den Lichtleiter eingekoppelt wird.
Erschwerend kommt hinzu, daß die Aperturoberfläche in sich gekrümmt ist,
denn sie ist Teil der rohrförmigen Lampenoberfläche.
Außerdem wird Schutz beansprucht für ein Verfahren zum Beeinflussen von
Licht einer rohrförmigen Aperturlampe gemäß dem Verfahrensanspruch.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zwei einander nachge
schaltete optische Mittel vorzusehen, wobei, in einer Schnittebene senkrecht
zur Lampenlängsachse betrachtet, das erste Mittel gekrümmt ist. Dieses erste
Mittel bündelt die von jedem Flächenelement im Bereich der Apertur jeweils
emittierte breite Lichtstrahlenverteilung in Richtung zur Normalen des je
weiligen Flächenelements. Das zweite Mittel kippt zumindest einen Teil der
vom ersten Mittel kommenden Lichtbündel um einen Kippwinkel, wobei die
Kippwinkel zumindest eines Teils der Lichtbündel unterschiedlich groß sind.
Auf diese Weise kann das von der gekrümmten Aperturoberfläche emittierte
Licht zielgerichtet gelenkt, beispielsweise "parallelisiert" oder konvergieren
de Lichtstrahlen erzeugt werden.
Unter dem Begriff "bündeln" ist hier zu verstehen, daß die ursprünglich
breite Winkelverteilung der Lichtstrahlen in eine engere Winkelverteilung
transformiert wird, d. h., daß nach der Bündelung die Lichtstrahlen mit be
züglich der Hauptabstrahlrichtung des jeweiligen Flächenelements großen
Winkeln mit wesentlich geringerem relativen Gewicht vertreten sind. Als die
Hauptabstrahlrichtung eines Flächenelements wird hier die Richtung desje
nigen Lichtstrahlvektors der Lichtstrahlenverteilung des betrachteten Flä
chenelements verstanden, der den größten Betrag (= Intensität) hat.
Der Kippwinkel ist hier als der Winkel zwischen der ursprünglichen Haupt
abstrahlrichtung und der gekippten Hauptabstrahlrichtung des jeweiligen
Lichtbündels definiert.
Die Krümmung des ersten optischen Mittels ist bevorzugt der Krümmung
der Lampe im Bereich der Apertur angepaßt. Dadurch wird erreicht, daß ein
Großteil des die Apertur mit breiter Lichtstrahlenverteilung verlassenden
Lichts in das erste Mittel eingekoppelt wird, dieses in Form zahlreicher rela
tiv enger Lichtbündel verläßt, die zumindest zum Teil durch das zweite
Mittel gekippt werden. Um die Koppelverluste zu minimieren, ist das erste
Mittel außerdem bevorzugt im wesentlichen direkt auf der äußeren Oberflä
che der Apertur angeordnet.
Zum besseren Verständnis des Grundgedankens der Erfindung wird auf die
Fig. 1 verwiesen, welche die Verhältnisse stark schematisiert und abstra
hiert darstellt. Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine rohr
förmige Lampe 1 mit kreisförmigem Querschnitt. Der Übersicht wegen wur
de hier auf die Darstellung weiterer Details der Lampe 1 sowie des optischen
Systems verzichtet. Gezeigt ist ein erster und zweiter Rand 2, 3 einer Aper
tur, der Zentralstrahl 4 der Apertur sowie jeweils die Vektoren der Hauptab
strahlrichtung eines Randlichtbündels ohne 5 bzw. mit 6 dem erfindungsge
mäßen optischen System (nicht dargestellt). Wie aus Fig. 1 deutlich ersicht
lich ist, ist der Betrag der Projektion (P2) des Lichtvektors 6 der gekippten
Hauptabstrahlrichtung auf eine Parallele 7 zum Zentralstrahl 4 größer als
derjenige (P1) des Lichtvektors 5 der ursprünglichen (ungekippten)
Hauptrichtung. Dies gilt erfindungsgemäß in analoger Weise im wesentli
chen für alle Hauptabstrahlrichtungen sämtlicher Oberflächenelemente. Der
Zentralstrahl 4 wird dabei von der Hauptabstrahlrichtung des zentralen Flä
chenelements der Apertur gebildet.
Auf diese Weise kann beispielsweise ein "quasiparalleles" Lichtbündel (nicht
dargestellt) erzeugt werden. Dazu ist das zweite optische Mittel derart aus
gebildet, daß der Kippwinkel δ der einzelnen Lichtbündel mit dem Win
kelabstand vom Zentralstrahl 4 der Apertur zunehmen.
Die erfindungsgemäßen Mittel können durch geeignete optische Strukturen,
beispielsweise Mikroprismenstrukturen und/oder holographische Struktu
ren o. ä. realisiert sein.
Im Hinblick auf die Lichteinkopplung in eine Lichtleiterplatte kommt die
vorteilhafte Wirkung der Erfindung in besonderem Maße zum Tragen, wenn
der Durchmesser des rohrförmigen Gefäßes der Lampe relativ groß ist, ins
besondere gleich groß wie oder größer als die Dicke der Lichtleiterplatte.
Dann geht nämlich ohne besondere Maßnahmen ein relativ großer Anteil des
von der Lampenapertur emittierten Lichts an der Einkoppelfläche der Licht
leiterplatte vorbei. Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung ist allerdings
nicht auf derartige Konstellationen beschränkt. Hier kann das zweite Mittel
auch direkt in den Lichtleiter integriert sein ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet eine für eine dielektrische
Entladung geeignete Entladungslampe mit einem rohrförmigen Entladungs
gefäß. Die Lampe weist zwei streifenförmige Elektroden auf, die auf der In
nen- oder Außenwandung des Entladungsgefäßes parallel zur Rohrlängs
achse und zueinander diametral angeordnet sind. Auf diese Weise wird der
große Lampendurchmesser gezielt für die entsprechende maximal mögliche
Schlagweite der Entladung ausgenutzt. Mit zunehmender Schlagweite
nimmt nämlich auch die Brennspannung für die dielektrisch behinderte
Entladung und folglich die einkoppelbare elektrische Wirkleistung zu. Mit
Hilfe der gepulsten Betriebsweise gemäß der Schrift WO 94/22975 führt dies
schließlich wie gewünscht zu der oben erwähnten Erhöhung des Lichtstroms
der Lampe.
Da die Lichtausbeute mit kleiner werdendem Verhältnis b/D zwischen
Aperturbreite b und Lampendurchmesser D deutlich sinkt, wird auch die
Breite d der Apertur möglichst groß gewählt. Bevorzugt entspricht die Brei
te b der Apertur ungefähr der Dicke d der Lichtleiterplatte.
Weitere bevorzugte Bereiche für das Verhältnis von Aperturbreite b zur Dic
ke d der Lichtleiterplatte sind b/d < 0,6, 0,8 und 1.
Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren anhand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung des Grundgedan
kens der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine rohrförmige Lampe mit optischem
System in stark schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine Vergrößerung A des optischem Systems aus Fig. 2 im Zen
tralbereich der Apertur,
Fig. 4 eine Vergrößerung B des optischem Systems aus Fig. 2 im Rand
bereich der Apertur,
Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt einer kompletten Beleuchtungsvor
richtung mit einer rohrförmigen Apertur-Leuchtstofflampe mit op
tischem System und Lichtleiterplatte.
Fig. 2 zeigt in stark schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine
erfindungsgemäße rohrförmige Aperturleuchtstofflampe 1 (auf Details wur
de hier der Übersicht wegen verzichtet) mit einem optischen System, beste
hend aus den beiden optischen Mitteln 8, 9.
Details der beiden Folien 8, 9 sind in den Fig. 3, 4 offenbart, wo Vergrö
ßerungen des optischen Systems aus dem Zentralbereich A bzw. dem Rand
bereich B der Apertur schematisch dargestellt sind und auf die im folgenden
ebenfalls Bezug genommen wird. Bei den beiden optischen Mitteln handelt
es sich um transparente Kunststoffolien 8, 9, die nacheinander auf der Ober
fläche der Gefäßwandung 10 der Lampe 1 im Bereich der Apertur angeord
net sind. Ausgehend vom Mittelpunkt M der Lampe (im Querschnitt der
Fig. 2 betrachtet) spannt die Apertur einen Winkel α auf.
Die erste Folie 8 weist auf ihrer von der Gefäßwand 10 der Lampenapertur
abgewandten Seite eine Mikroprismenstruktur auf. Die Struktur ist als eine
Vielzahl von Prismen 11 in Form gleichschenkliger Dreiecke ausgebildet,
wobei die Prismen 11 parallel zur Längsachse der Lampe 1 verlaufen. Die
Prismenstruktur der ersten Folie 8 transmittiert nur diejenigen Lichtstrahlen,
die innerhalb eines Akzeptanzwinkels auf die der Lampenapertur zuge
wandten Seite des Folie 8 treffen. Der Wert des Akzeptanzwinkels ist unter
anderem durch den jeweiligen Prismenwinkel jedes Prismas beeinflußbar.
Die restlichen Strahlen werden mittels Totalreflexion an den jeweiligen Pris
men in Richtung zur Lampenapertur bzw. Gefäßwand 10 zurück reflektiert
und mittels Streuung bzw. Reflexion solange umverteilt, bis sie innerhalb des
Akzeptanzwinkels auf die erste Folie 8 treffen und schließlich ebenfalls
transmittiert werden.
Vor allem dann, wenn die Apertur vollständig von Leuchtstoff ausgespart
ist, kann es zur Unterstützung der Umverteilung hilfreich sein, einen zusätz
lichen Diffusor zwischen der Gefäßwand 10 der Lampe 1 und der ersten Fo
lie 8 anzuordnen. Dadurch werden die Grenzflächenverluste minimiert. Der
Diffusor kann auch durch Mattieren der Oberfläche der Gefäßwand 10 im
Bereich der Apertur realisiert sein. Diese Maßnahmen können allerdings
auch dann sinnvoll sein, wenn die Aperturoberfläche der Lampe mit Leucht
stoff versehen ist.
Die zweite Folie 9 weist mit Ausnahme des Zentralbereichs A auf ihrer der
ersten Folie 8 zugewandten Seite ebenfalls eine Prismenstruktur auf. Aller
dings ist die Struktur als eine Vielzahl von Prismen 12 in Form ungleich
schenkliger Dreiecke ausgebildet, wobei die Prismen 12 ebenfalls parallel zur
Längsachse der rohrförmigen Lampe 1 verlaufen. Mit Hilfe der ungleich
schenkligen Dreiecksprismen werden die von der ersten Folie 8 kommenden
Lichtbündel von ihrer jeweiligen Hauptabstrahlrichtung weg und hin in
Richtung zum Zentralstrahl 4 gekippt.
Die jeweiligen Prismenwinkel γ und folglich auch die Breite der Prismenbasis
der verschiedenen Prismen 12 nehmen in Richtung zum Randbereich B hin
ab. Dadurch nimmt der Kippwinkel δ vom Randbereich B in Richtung zum
Zentralbereich A hin ab und verschwindet im Zentralbereich A vollständig,
d. h. die Strahlen im Zentralbereich A werden nicht gekippt (δ = 0°). Die Än
derung der Prismenwinkel γ ist derart an die gekrümmte Geometrie der
Apertur bzw. der Folie 9 angepaßt, daß insgesamt ein relativ "paralleles"
Gesamtstrahlenbündel resultiert, das sich mit nur geringen Verlusten in eine
Lichtleiterplatte einkoppeln läßt.
Fig. 5 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine flache Beleuchtungs
vorrichtung für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen (nicht dar
gestellt), bestehend aus einer Apertur-Leuchtstofflampe 19, einem optischen
System 110, entsprechend der Darstellungen in den Fig. 3 und 4, und
einer Lichtleiterplatte 111.
Die Leuchtstofflampe 19 besteht aus einem rohrförmigen Entladungsge
fäß 112, zwei Elektroden 113, 114 und einem funktionellen Schichtensystem.
Das Schichtensystem besteht aus einer Reflexionsschicht 115 aus TiO2 und
einer Leuchtstoffschicht 116 aus einem Dreibandenleuchtstoff. Der
Dreibandenleuchtstoff besteht aus einer Mischung der Blaukomponente
BaMgAl10O17 : Eu, der Grünkomponente LaPO4 :Ce,Tb und der Rot
komponente (Y,Gd)BO3 : Eu. Die resultierenden Farbkoordinaten betragen
x = 0,395 und y = 0,383, d. h. es wird weißes Licht erzeugt. Die Reflexions
schicht 115 ist unmittelbar auf der Innenwandung des Entladungs
gefäßes 112 aufgebracht, wobei eine Apertur 117 der Breite b = 8 mm aus
gespart ist. Die Leuchtstoffschicht 116 ist auf der Reflexionsschicht 115 bzw.
im Bereich der Apertur 117 direkt auf der Innenwandung des Entladungs
gefäßes 112 aufgebracht. Der Außendurchmesser des aus Glas bestehenden
Entladungsgefäßes 112 beträgt ca. 14 mm bei einer Wandstärke von
ca. 0,5 mm. Die Länge des an seinen beiden Enden mit einer aus dem Ge
fäßmaterial geformten Kuppel (nicht dargestellt) gasdicht verschlossen rohr
förmigen Entladungsgefäßes 112 beträgt ca. 27 cm. Innerhalb des Ent
ladungsgefäßes 112 befindet sich Xenon mit einem Fülldruck von ca. 17 kPa.
Die beiden Elektroden 113, 114 sind als Metallstreifen ausgebildet, die auf
der Innenwandung des Entladungsgefäßes 112 parallel zur Rohrlängsachse
und zueinander diametral angeordnet sind. Auf diese Weise wird die bei
einem rohrförmigen Entladungsgefäß maximal mögliche Schlagweite w für
die Entladung ausgenutzt und folglich, wie eingangs erläutert, ein entspre
chend hoher Lichtstrom der Lampe erzielt. Beide Elektroden 113, 114 sind
mit einer dielektrischen Schicht 100 aus Glaslot bedeckt.
Die Lichtleiterplatte 111 besteht aus einem flachen Plexiglasquader der Dic
ke d = 10 mm, der Breite B = 27 cm in Richtung der Lampenlängsachse sowie
der Länge L = 20 cm senkrecht zur Lampenlängsachse. Eine erste 118 der vier
Schmalseiten der Lichtleiterplatte 111 ist parallel zu der Längsachse der
Leuchtstofflampe 19 und gegenüber ihrer Apertur 117 angeordnet. Die erste
Schmalseite 118 wird im folgenden der Einfachheit halber als "Eintrittskan
te" bezeichnet. Außerdem sind die Leuchtstofflampe 19 und die Lichtleiter
platte 111, in der Schnittdarstellung betrachtet, mittig zueinander ausgerich
tet, d. h. zu beiden Seiten einer gedachten Mittellinie oder optischen Achse A
ist die Breite b der Apertur 117 nur jeweils ca. 1 mm kleiner als die Dicke d
der Lichtleiterplatte 111 (d/2 - b/2 = 1 mm). Die Breite b der Apertur 117 ist
also ungefähr gleich groß wie die Dicke d der Lichtleiterplatte 111.
Das optische System 110 besteht, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt, aus den
beiden Prismenfolien 8, 9 (in Fig. 5 der Übersicht wegen nicht im Detail
dargestellt) und hat die bereits in der Beschreibung der Fig. 2 bis 4 er
läuterte Funktion, die von der Apertur 117 emittierte Strahlung derart zu
"parallelisieren", daß eine effiziente Einkopplung in die Lichtleiterplatte 111
erreicht wird.
Eine nicht dargestellte Variante der oben genannten Beleuchtungsvorrich
tung zum Beleuchten von Gegenständen, z. B. Arbeitsflächen oder Ge
brauchsgegenstände sowie Dekorationen, entspricht im wesentlichen jener
aus der Fig. 2. Lediglich die Variation der Prismenwinkel der zweiten Fo
lie 9 - und folglich die Variation der Hauptabstrahlrichtungen der Lichtbün
del - ist der zu beleuchtenden Fläche angepaßt.
Claims (18)
1. Beleuchtungsvorrichtung mit
- - einer Lampe (1; 19) mit einem rohrförmigen Lampengefäß (112) mit Apertur (117),
- - einem optischen System (8, 9; 110) zur Beeinflussung der im Lam penbetrieb von der Lampe (1; 19) im Bereich der Apertur (117) emit tierten Lichtstrahlen,
- - das optische System (8, 9; 110) ein erstes gekrümmtes (8) und ein zweites optisches Mittel (9) umfaßt, wobei in einer Schnittebene, senkrecht zur Lampenlängsachse betrachtet,
- - das erste Mittel (8) die von jedem Flächenelement im Bereich der Apertur jeweils emittierte Lichtstrahlenverteilung in Richtung zur Normalen des jeweiligen Flächenelements bündelt und
- - das zweite Mittel (9) zumindest einen Teil der vom ersten Mittel kommenden Lichtbündel um einen Kippwinkel (δ) - definiert als der Winkel zwischen der ursprünglichen Hauptabstrahlrichtung und der gekippten Hauptabstrahlrichtung des jeweiligen Licht bündels - kippt,
- - wobei die Kippwinkel zumindest eines Teils der Lichtbündel unterschiedlich groß sind.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei - in einer Schnitt
ebene, senkrecht zur Lampenlängsachse betrachtet, - die Kippwin
kel (δ) der einzelnen Lichtbündel mit dem Winkelabstand vom Zen
trum (4) der Apertur zunehmen.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Variation der
Kippwinkel derart gewählt ist, daß die Hauptabstrahlrichtungen der
das zweite Mittel verlassenden Lichtbündel zu der Hauptabstrahlrich
tung des zentralen Flächenelements der Apertur hin gekippt sind, ins
besondere im wesentlichen parallel zu der Hauptabstrahlrichtung des
zentralen Flächenelements sind.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das erste Mittel (8) auf seiner von der Lampenapertur abge
wandten Seite eine Prismenstruktur aufweist, die derart ausgebildet ist,
daß die Prismen (11) der Struktur parallel zur Längsachse der Lam
pe (1) verlaufen.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Prismenstruktur
derart ausgebildet ist, daß nur diejenigen Lichtstrahlen durch das erste
Mittel transmittiert werden, die innerhalb eines Akzeptanzwinkels auf
die der Lampenapertur zugewandten Seite des Mittels treffen und die
restlichen Strahlen mittels Totalreflexion an den jeweiligen Prismen in
Richtung zur Lampenapertur zurück reflektiert werden.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das zweite Mittel (9) auf seiner dem ersten Mittel zugewandten
Seite und - in einer Schnittebene senkrecht zur Lampenlängsachse be
trachtet - außerhalb des zentralen Bereiches der Apertur eine Prismen
struktur aufweist, deren Prismen (12) parallel zur Längsachse der Lam
pe verlaufen und wobei die Struktur derart ausgebildet ist, daß die je
weiligen Prismenwinkel (γ) der verschiedenen Prismen (12) mit dem
Abstand des jeweiligen Prismas vom zentralen Bereich (4) der Apertur
variieren.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei ein Diffusor zwischen Lampe und erstem Mittel angeordnet ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Diffusor durch
Mattieren der Oberfläche der Lampe im Bereich der Apertur realisiert
ist.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das erste Mittel (8) im wesentlichen direkt auf der äußeren Ober
fläche der Apertur angeordnet ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das zweite Mittel (9) im wesentlichen direkt auf dem ersten Mit
tel (8) angeordnet ist.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei zumindest die Krümmung des ersten optischen Mittels (8) der
Krümmung der Lampe (1) im Bereich der Apertur angepaßt ist.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
zusätzlich einem Lichtleiter (111) mit Lichteintrittsfläche (118), wobei
Lampe (19), optische Mittel (110) und Lichtleiter (111) derart zueinan
der angeordnet sind, daß die optischen Mittel (110) der Lichteintrittsflä
che (118) gegenüberstehen und folglich im Lampenbetrieb von der
Apertur (117) der Lampe (19) emittiertes Licht über die Lichteintrittsflä
che (118) in den Lichtleiter (111) einkoppelt.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Lichtleiter als
keilförmige oder quaderförmige Platte (111) ausgebildet ist.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Lampe für den Betrieb mittels dielektrisch behinderter Entla
dung geeignet ist und zu diesem Zweck mindestens eine Elektro
de (113, 114) aufweist, die von der Entladung durch ein Dielektri
kum (100) getrennt ist.
15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 14 - soweit abhängig von An
spruch 13 -, wobei der Durchmesser des rohrförmigen Gefäßes der
Lampe gleich groß wie oder größer als die Dicke (δ) der Lichtleiter
platte (111) ist.
16. Verfahren zum Lenken von aus der Apertur (117) einer rohrförmigen
Aperturlampe (19) emittiertem Licht, wobei das Licht zunächst eine
breite Lichtstrahlenverteilung, z. B. insbesondere eine Lambert-
Verteilung oder zumindest lambertähnliche Verteilung, aufweist, mit
folgenden Verfahrensschritten - betrachtet in einer Schnittebene senk
recht zur Lampenlängsachse,
- - Bündeln der von jedem Ort der Apertur jeweils emittierten lambert- bzw. lambertähnlich-verteilten Lichtstrahlen zu relativ engen Licht bündel,
- - Kippen der Lichtbündel um einen Kippwinkel - definiert als der Winkel zwischen der ursprünglichen Hauptabstrahlrichtung und der gekippten Hauptabstrahlrichtung des jeweiligen Lichtbündels -, wo bei die Kippwinkel zumindest eines Teils der Lichtbündel unter schiedlich groß gewählt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Kippwinkel der einzelnen
Lichtbündel mit dem Winkelabstand vom Zentrum der Apertur größer
gewählt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei für das Bün
deln ein der geometrischen Ausdehnung und Krümmung der Apertur
angepaßtes optisches Mittel (8) verwendet wird.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19923264A DE19923264A1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Beleuchtungsvorrichtung |
US09/700,678 US6402343B1 (en) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | Lighting device |
CN00800899A CN1125941C (zh) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | 照明设备 |
JP2000620278A JP2003500814A (ja) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | 照明装置 |
PCT/DE2000/001523 WO2000071928A1 (de) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | Beleuchtungsvorrichtung |
CA002334234A CA2334234A1 (en) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | Lighting device |
EP00943592A EP1099079A1 (de) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | Beleuchtungsvorrichtung |
KR1020017000084A KR100730426B1 (ko) | 1999-05-20 | 2000-05-13 | 조명 장치 |
TW089109560A TW473764B (en) | 1999-05-20 | 2000-05-18 | Illumination device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19923264A DE19923264A1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Beleuchtungsvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19923264A1 true DE19923264A1 (de) | 2001-01-18 |
Family
ID=7908701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19923264A Withdrawn DE19923264A1 (de) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Beleuchtungsvorrichtung |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6402343B1 (de) |
EP (1) | EP1099079A1 (de) |
JP (1) | JP2003500814A (de) |
KR (1) | KR100730426B1 (de) |
CN (1) | CN1125941C (de) |
CA (1) | CA2334234A1 (de) |
DE (1) | DE19923264A1 (de) |
TW (1) | TW473764B (de) |
WO (1) | WO2000071928A1 (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4322409B2 (ja) | 2000-07-14 | 2009-09-02 | Nec液晶テクノロジー株式会社 | アパーチャ型蛍光ランプの製造方法、面照明装置の製造方法、液晶表示装置、及び電子機器 |
JP2005011634A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Nec Mitsubishi Denki Visual Systems Kk | バックライトシステム |
KR100936364B1 (ko) * | 2003-06-18 | 2010-01-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시모듈 |
KR20060001423A (ko) * | 2004-06-30 | 2006-01-06 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 백라이트 유닛 |
WO2006051475A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Fluorescent light source and a display device comprising such a light source |
KR101079574B1 (ko) * | 2007-01-15 | 2011-11-03 | 삼성전자주식회사 | 조명광원 및 이를 채용한 스캐너 모듈 및 이미지스캐닝장치 |
GB2453323A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-08 | Sharp Kk | Flexible backlight arrangement and display |
CN101498420B (zh) * | 2008-01-30 | 2011-01-19 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种透明件及使用该透明件的灯具 |
DE102008053876A1 (de) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | Khs Ag | Flaschennaht- und Embossingausrichtung |
BR112016007409A2 (pt) * | 2013-10-03 | 2017-08-01 | 3M Innovative Properties Co | sistema de iluminação remoto |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3442582A (en) * | 1966-12-07 | 1969-05-06 | Ibm | Lamp arrangement for document scanning and modified lamp |
US3457447A (en) * | 1966-07-01 | 1969-07-22 | Sylvania Electric Prod | Apertured fluorescent lamp with lens along the aperture |
DE2707109A1 (de) * | 1976-02-20 | 1977-08-25 | Matsushita Electronics Corp | Leuchtstofflampe mit oeffnung |
GB2142774A (en) * | 1983-05-07 | 1985-01-23 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Fluorescent light source for non-dispersive gas-analysis apparatus |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4351019A (en) * | 1981-06-29 | 1982-09-21 | Xerox Corporation | Facetted reflector |
JPH0129928Y2 (de) * | 1984-09-29 | 1989-09-12 | ||
JPH07104562B2 (ja) * | 1989-06-02 | 1995-11-13 | 富士ゼロックス株式会社 | カラー画像記録装置の照明用光源 |
US5291379A (en) * | 1993-04-01 | 1994-03-01 | Jem Dong Lu | Protective lamp-shade |
US5645337A (en) * | 1995-11-13 | 1997-07-08 | Interstate Electronics Corporation | Apertured fluorescent illumination device for backlighting an image plane |
US5854872A (en) * | 1996-10-08 | 1998-12-29 | Clio Technologies, Inc. | Divergent angle rotator system and method for collimating light beams |
-
1999
- 1999-05-20 DE DE19923264A patent/DE19923264A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-05-13 EP EP00943592A patent/EP1099079A1/de not_active Withdrawn
- 2000-05-13 JP JP2000620278A patent/JP2003500814A/ja active Pending
- 2000-05-13 KR KR1020017000084A patent/KR100730426B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-05-13 CN CN00800899A patent/CN1125941C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-13 CA CA002334234A patent/CA2334234A1/en not_active Abandoned
- 2000-05-13 WO PCT/DE2000/001523 patent/WO2000071928A1/de active IP Right Grant
- 2000-05-13 US US09/700,678 patent/US6402343B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-18 TW TW089109560A patent/TW473764B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3457447A (en) * | 1966-07-01 | 1969-07-22 | Sylvania Electric Prod | Apertured fluorescent lamp with lens along the aperture |
US3442582A (en) * | 1966-12-07 | 1969-05-06 | Ibm | Lamp arrangement for document scanning and modified lamp |
DE2707109A1 (de) * | 1976-02-20 | 1977-08-25 | Matsushita Electronics Corp | Leuchtstofflampe mit oeffnung |
GB2142774A (en) * | 1983-05-07 | 1985-01-23 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Fluorescent light source for non-dispersive gas-analysis apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2334234A1 (en) | 2000-11-30 |
JP2003500814A (ja) | 2003-01-07 |
CN1304484A (zh) | 2001-07-18 |
KR100730426B1 (ko) | 2007-06-19 |
CN1125941C (zh) | 2003-10-29 |
EP1099079A1 (de) | 2001-05-16 |
KR20010053383A (ko) | 2001-06-25 |
TW473764B (en) | 2002-01-21 |
US6402343B1 (en) | 2002-06-11 |
WO2000071928A1 (de) | 2000-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0846915B1 (de) | Innenraumleuchte | |
DE69517141T2 (de) | Flache Beleuchtungseinheit | |
EP0944799B1 (de) | Beleuchtungseinheit | |
DE3605000C2 (de) | ||
DE4228735C2 (de) | Vorrichtung zum Verbessern der Ausleuchtung einer Seitenlichtscheibe | |
DE69713980T2 (de) | Leuchtstofflampe mit äusserer elektrode und beleuchtungseinheit | |
DE69505666T2 (de) | Hochleistungs-leuchtstofflampensystem | |
WO2011131446A1 (de) | Flächenlichtleiter und flächenstrahler | |
DE69911403T2 (de) | Licht verteilungssystem | |
DE19923264A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung | |
DE102007050271B4 (de) | Lichtleitereinrichtung sowie Beleuchtungsvorrichtung mit einer solchen Lichtleitereinrichtung | |
EP1132680B1 (de) | Leuchte mit inhomogener Lichtabstrahlung | |
DE1201275B (de) | Scheinwerfer zum Ausleuchten einer recht-winkligen Flaeche | |
DE19933405A1 (de) | Längliche Lichtquelle | |
WO2013127557A1 (de) | Lampe | |
DE10211015A1 (de) | Reflektorlampe | |
DE102005030668B4 (de) | Direkt-Hintergrundlichteinheit | |
EP1232363B2 (de) | Entblendungstransparent für leuchtkörper | |
EP1034397A1 (de) | Flache beleuchtungsvorrichtung | |
EP1496308A2 (de) | Innenraumleuchte mit einem Entblendungskörper | |
DE19844921A1 (de) | Flache Beleuchtungsvorrichtung | |
WO2000038482A1 (de) | Flache beleuchtungsvorrichtung und betriebsverfahren | |
DE19957811A1 (de) | Lichtleiterleuchte mit Abschirmung in zwei Ebenen | |
EP0926704A1 (de) | Flache Signallampe mit dielektrisch behinderter Entladung | |
DE19736879C2 (de) | Hintergrundbeleuchtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |