DE202011052214U1

DE202011052214U1 - Plattenförmiges Leuchtelement

Info

Publication number: DE202011052214U1
Application number: DE202011052214U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-12-08

Abstract

Plattenförmiges Leuchtelement mit einer lichtdurchlässigen Frontplatte und einer Rückwand sowie mit einer oder mehreren streifenförmigen Lichtquelle/-en im Bereich zumindest einer der Seitenkanten, wobei jede der Lichtquellen mit einer Anzahl von Leuchtdioden – LED's – bestückt ist, deren Licht zwischen Rückwand und Frontplatte im Wesentlichen parallel zur Rückwand abgestrahlt, von einer im Bereich der Rückwand vorgesehenen Reflexionsschicht auf die Frontplatte geworfen, diese durchdringt und als diffuses Licht austritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (10) mit einer zwischen einer als Reflexionsplatte (14) ausgebildeten Rückwand und einer als Lichtstreuplatte (13) ausgebildeten Frontplatte angeordneten Lichtleiterplatte (11) aus einem klarem Kunststoff sowie mindestens einer stab- oder streifenförmigen Lichtquelle (3) besteht, wobei die Licht abgebenden Seiten der LED's (3, 3’) mit einer der Kanten der Lichtleiterplatte (11) in Kontakt stehen, und wobei die der Reflexionsplatte (14) zugewandten Rückseite der Lichtleiterplatte (11) mit Vertiefungen (12) versehen ist.

Description

Technisches Umfeld
Die Erfindung betrifft ein plattenförmiges Leuchtelement mit einer lichtdurchlässigen Frontplatte und einer Rückwand sowie mit einer oder mehreren streifenförmigen Lichtquelle/-en im Bereich zumindest einer der Seitenkanten, wobei jede der Lichtquellen mit einer Anzahl von Leuchtdioden – LED's – bestückt ist, deren Licht zwischen Rückwand und Frontplatte im Wesentlichen parallel zur Rückwand abgestrahlt, von einer im Bereich der Rückwand vorgesehenen Reflexionsschicht auf die Frontplatte geworfen, diese durchdringt und als diffuses Licht austritt.
Stand der Technik
Plattenförmige Leuchtelemente insbesondere zur Nischenausleuchtung sind als sich zweidimensional erstreckende Platten ausgebildet, bei denen zumindest eine der Seitenkanten mit einer streifenförmigen Lichtquelle bestückt ist, und deren Frontseite die Lichtaustrittsfläche bildet. Die Lichtquelle kann von einer (oder mehreren) Leuchtstoffröhre/-n ( DE 20 2004 001 742 U1 ) oder einer Anzahl linear angeordneter Leuchtdioden ( DE 201 05 323 U1 ) gebildet sein. Das seitlich über die Seitenkante in den Raum zwischen Rückwand und Frontseite im Wesentlichen parallel zur Rückwand eintretende Licht wird von einer Reflektorschicht auf oder nahe bei der Rückwand in Richtung Frontplatte reflektiert, durchdringt diese und tritt so als diffuses Licht aus. Derartige plattenförmige Leuchtelemente sind wegen der notwendigen Reflexion an der Reflexionsschicht aufwendig herzustellen und es mangelt ihnen an einer entsprechenden Lichtausbeute. Auch ist beim Einsatz von Leuchtstoffröhren als Lichtquelle deren Abwärme abzuführen. Derartige nach dem Stand der Technik bekannten Nischenbeleuchtungen geben bei einer Küche im Bereich der Arbeitsfläche nicht die geforderte bzw. gewünschte homogene Flächenstrahlung ab.
Aufgabe
Daraus resultiert die Aufgabenstellung, ein gattungsgemäßes plattenförmiges Leuchtelement so weiter zu bilden, dass bei möglichst geringer Dicke des plattenförmigen Leuchtelements eine erhöhte Lichtausbeute erreichbar ist.
Lösung
Diese Aufgabenstellung wird für ein gattungsgemäßes Leuchtelement nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die abhängigen Unteransprüche.
Durch das Einstrahlen des Lichts der Leuchtdioden in die parallel zur Rückwand in eine als Lichtleiter ausgebildete Kunststoffplatte übernimmt diese die nahezu verlustfreie Weiterleitung des Lichts, welches von einem auf der Rückwand zugewandten Endfläche vorgesehenen Muster von Vertiefungen auf die Frontplatte nahezu verlustfrei reflektiert wird. Die Form der Vertiefungen ist im Wesentlichen eine Rechteckige, wobei das Seitenverhältnis der Rechteckform im Bereich von 1:5 bis 1:50 liegt. Die Tiefe der Vertiefungen liegt im Bereich einiger Lichtwellenlängen (also ausgehend von rotem Licht um 2–5 µm). Diese Vertiefungen sind vorteilhaft in zur Einstrahlungs-Seitenkante parallelen Zeilen und dazu im Winkel stehenden Spalten angeordnet. Diese Vertiefungen werden wirtschaftlich als Laser-Gravur hergestellt.
Um eine gleichmäßige Leuchtdichtenverteilung über die Höhe zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der Zeilen von der Einstrahlungskante ab gesehen abnimmt, wobei der Abstand der im Bereich der Einstrahlungskante liegenden ersten Zeilen etwa das 5- bis 10-fache der Höhe der Vertiefungen beträgt und dieser Abstand bis zu 1mal Höhe der Vertiefungen abnimmt.
Um dies auch bei größeren Höhen des plattenförmigen Leuchtelements zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn dieses von gegenüberliegenden Lichtquellen gebildet ist. Dabei versteht es sich von selbst, dass die beiden Einstrahlungskanten einander parallel gegenüberliegen, und dass der Abstand der Zeilen von jeder der Einstrahlungskante hin abnehmen kann. Hierbei besteht einmal die Möglichkeit die Abstände der Zeilen von der Einstrahlungskante nicht proportional zu halten, so dass sie von der Einstrahlkante her abnehmen. Eine andere Möglichkeit besteht die Abstände der Zeilen von jeder der Einstrahlungskanten proportional zu halten, wobei die Anordnung der Abstände der Zeilen ob proportional oder nicht proportional von der Erstreckungshöhe sowie auch davon abhängt, ob ein oder zwei Lichtquellen vorhanden sind um so eine homogene Flächenstrahlung zu erreichen. Begünstigend wirkt sich hierbei auch die strichartige Anordnung der Vertiefungen in der Fläche aus, die ein streifenförmiges Erscheinungsbild der Flächenstrahlung unterbinden.
Streifenförmige Leuchtelemente aus Leuchtdioden lassen sich auch biegen. Somit können kreisförmige (oder elliptische) Strukturen hergestellt werden. Dazu werden die Rückwand, die Frontplatte und die zwischen diesen angeordnete Kunststoffplatte in entsprechender Kreisform hergestellt und das streifenförmige Leuchtelement um die äußere Peripherie der Kunststoffplatte so gelegt, dass die Lichtaustritte der Leuchtdioden in Kontakt mit dem Kunststoff der Kunststoffplatte liegen und das emittierte Licht übernehmen können. Bei dieser Anordnung liegen die Vertiefungen auf zum Mittelpunkt hin verlaufenden Radien, so dass der gegenseitige Abstand der auf einem der konzentrischen Kreise liegenden Vertiefungen zum Mittelpunkt hin abnehmen. Es versteht sich von selbst, dass auch die Anordnung der Vertiefungen auf den Radien verlassen werden kann, wenn die Leuchtdichtverteilung dies erfordert. Um hier bei noch größeren Durchmessern auch eine Vergleichmäßigung der Leuchtdichteverteilung zu erreichen, können auch die Abstände der konzentrischen Kreise zum Kreismittelpunkt hin abnehmen.
Die LED's werden bei einer bevorzugten Ausführungsform in unabhängig voneinander schaltbaren Gruppen zusammengefasst. Dies ermöglicht besondere Lichteffekte, insbesondere dann, wenn die LED's Licht in unterschiedlichen Farben abstrahlen. Auch können in der Anordnung der Vertiefungen bestimmte Muster ausgespart sein, was sich in der Leuchtdichtenverteilung der Streuplatte niederschlägt und so auch besondere Kennzeichnungen zulässt.
Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
1: ein plattenförmiges Leuchtelement in Rechteckform in Frontansicht;
2: ein plattenförmiges Leuchtelement gemäß der 1 in teilweise geschnittener Seitenansicht;
3: eine Einzelheit der Kunststoffplatte in vergrößertem Ausschnitt; und
4: ein plattenförmiges Doppelt-Leuchtelement in Seitenansicht.
Die 1 zeigt eine Übersicht über ein plattenförmiges Leuchtelement 1, bei dem die das Licht abgebende als Frontplatte ausgebildete Leuchtplatte 10 mit einem Rahmen aus einem Basisschenkel 2, den beiden Seitenschenkeln 4 und einem Kopfschenkel 5 eingefasst ist. In dem Basisschenkel 2 ist die stab- oder streifenförmige Lichtquelle 3 angeordnet, die ihr Licht in Richtung der Leuchtplatte 10 abgibt. Die Spannungsversorgung ist hier als Netzanschluss dargestellt, mit einem Anschlusskabel 8 mit Stecker 9. In der gewählten Darstellung befindet sich dieser im Kopfschenkel der Schalter 6 sowie eine Möglichkeit zum Dimmen der Lichtquelle mittels des angedeuteten Dimmers 7, ohne dass die Ausführung auf dieses dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
Die 2 zeigt im Schnitt den Fußbereich des Leuchtelementes 1, bei der die Unterkante in dem Basisschenkel 2 des Rahmens liegt. Auf der Innenseite dieses Basisschenkels 2 ist die – hier als LED-Streifen dargestellte – Lichtquelle 3 angeordnet, deren Leuchtdioden 3.1 ihr Licht in die als Frontplatte ausgebildete Leuchtplatte 10 einstrahlen, wie in der Figur angedeutet. Der Aufbau des Leuchtelementes 1 ist dabei so, dass eine aus einem glasklaren Kunststoff bestehende Lichtleiterplatte 11 von einer Reflexionsabdeckung 14 und einer Streuplatte 13 eingefasst ist. Die Lichtleiterplatte 11 weist auf ihrer der Reflexionsabdeckung 14 zugewandten Seite eine aus einer Anzahl von Vertiefungen 12 bestehende Gravur auf, die als Störungsstelle für das sich in der Lichtleiterplatte 11 ausbreitende Licht dienend, dieses so ablenken, dass es steiler als der Winkel der Totalreflexion auf die Streuplatte 13 auftrifft, diese durchsetzt und als Streulicht – wie in der Figur stark schematisiert angedeutet – diese verlässt. Eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes der Lichtleiterplatte 11 zeigt die 3.
Vorteilhaft sind diese Vertiefungen 12 in Zeilen und Spalten angeordnet. Dabei ist es vorteilhaft, den Abstand der Zeilen von dem Lichteintritt ausgehend zu verringern. Der Querschnitt der in zweckmäßiger Weise durch Laser-Gravur erzeugten Vertiefungen 12 ist der eines flachen Troges, jedoch können auch symmetrische oder unsymmetrische Dachformen eingesetzt werden.
Um auch größere Flächen gleichmäßig ausleuchten zu können, können auch weitere Kanten der Lichtleiterplatte 11 der Leuchtplatte 10 mit stab- oder streifenförmigen Lichtquellen 3’ versehen sein. Ein mögliches Ausführungsbeispiel zeigt 4. Hier sind zwei Lichtleiterplatten 11 und 11' so gegeneinander gesetzt, dass der Basisschenkel 2 der einen Leuchtplatte 10 wie auch der Kopfschenkel 5 der anderen Leuchtplatte 10' mit der – wiederum als LED-Streifen dargestellte – Lichtquelle 3 bzw. 3' aufweisen, die nunmehr von beiden Seiten ihr Licht in die Lichtleiterplatten 11 bzw. 11' der Leuchtplatten 10 bzw. 10' einstrahlen. Dabei versteht es sich von selbst, dass die LED-Streifen auch mit unterschiedliches Licht ausstrahlenden LED's versehen sein können, die in vorgebbarem Takt nacheinander angesteuert, einen Lichtwechsel bewirken.
Bezugszeichenliste

1: plattenförmiges Leuchtelement
2: Basisschenkel
3: Lichtquelle
3.1: Leuchtdioden
4: Seitenschenkel
5: Kopfschenkel
6: Schalter
7: Dimmer
8: Anschlusskabel
9: Stecker
10: Leuchtplatte
10': zweite Leuchtplatte
11: Lichtleiterplatte
12: Vertiefung
13: Streuplatte
14: Reflexionsabdeckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202004001742 U1 [0002]
DE 20105323 U1 [0002]

Claims

Plattenförmiges Leuchtelement mit einer lichtdurchlässigen Frontplatte und einer Rückwand sowie mit einer oder mehreren streifenförmigen Lichtquelle/-en im Bereich zumindest einer der Seitenkanten, wobei jede der Lichtquellen mit einer Anzahl von Leuchtdioden – LED's – bestückt ist, deren Licht zwischen Rückwand und Frontplatte im Wesentlichen parallel zur Rückwand abgestrahlt, von einer im Bereich der Rückwand vorgesehenen Reflexionsschicht auf die Frontplatte geworfen, diese durchdringt und als diffuses Licht austritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (10) mit einer zwischen einer als Reflexionsplatte (14) ausgebildeten Rückwand und einer als Lichtstreuplatte (13) ausgebildeten Frontplatte angeordneten Lichtleiterplatte (11) aus einem klarem Kunststoff sowie mindestens einer stab- oder streifenförmigen Lichtquelle (3) besteht, wobei die Licht abgebenden Seiten der LED's (3, 3’) mit einer der Kanten der Lichtleiterplatte (11) in Kontakt stehen, und wobei die der Reflexionsplatte (14) zugewandten Rückseite der Lichtleiterplatte (11) mit Vertiefungen (12) versehen ist.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (10) eine Rechteckform aufweist, wobei die Vertiefungen (12) in zur Einstrahlungskante der Lichtleiterplatte (11) parallelen Zeilen angeordnet sind.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (12) strichartig in Zeilen angeordnet sind.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Zeilen von der Einstrahlungskante nicht proportional sind und von der Einstrahlkante her abnehmen.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Zeilen von jeder der Einstrahlungskante proportional angeordnet sind.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (10) eine Kreisform umfasst, wobei die Vertiefungen (12) in zur kreisförmigen Einstrahlungs-Seitenkante der Lichtleiterplatte (11) konzentrischen Kreisen angeordnet sind.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Zeilen bzw. der konzentrischen Kreise der Vertiefungen (12) von der Einstrahlungskante der Lichtleiterplatte (11) aus gesehen abnimmt.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das zwei stab- oder streifenförmige Lichtquellen (3, 3’) an der Lichtleiterplatte (11) einander parallel gegenüberliegend angeordnet sind.
Plattenförmiges Leuchtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LED's in unabhängig voneinander zu schaltenden Gruppen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die LED's der einzelnen Gruppen Licht in unterschiedlichen Farben abgeben.
Plattenförmiges Leuchtelement nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der an sich gleichförmigen Anordnung der Vertiefungen (15) ein Muster ausgespart ist.