NO336741B1 - Lyspåvirkende element og lysarmatur med et slikt element - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et lyspåvirkningselement for å lede lyset avgitt av en lyskilde i henhold til de uavhengige kravene. Spesielt vedrører oppfinnelsen et såkalt lysraster.

Raster er kjent som optiske elementer for lysarmaturer og blir vanligvis brukt til å begrense hhv konsentrere lyset avgitt av en lyskilde på et gitt vinkelområde. På denne måten kan en unngå at personer blir blendet av lyset avgitt av lysarmaturen. Videre unngås irriterende refleksjoner særlig på loddrette flater, (data-)skjermer. Slike raster brukes derfor særlig i rom med arbeidsplasser.

Lysraster av den ovenfor beskrevne typen består vanligvis av en regelmessig struktur av rasterelementer med speilende sidevegger som er anordnet foran lyskilden sett i stråleretningen av lyset. For å oppnå den ønskede optiske effekten med konsentrasjon av lysstrålene på et gitt område, må en holde seg til et visst forhold mellom avstand og høyde av rasterelementene.

Et typisk raster av den ovenfor beskrevne sorten er f.eks. kjent fra

US 6,139,169. Som vist i fremleggelsen har rasterelementene i forhold til lyskildene en høyde på flere centimeter, normalt ca 5 cm, hvor avstanden mellom hhv to rasterelementer er noe større. Gjennom dette begrenses mulighetene å redusere lys-armaturens byggehøyde.

EP 0 903 535 vedrører et lampesystem.

US 2,143,148 angir en lysskjerm eller-skjold.

US 2,242,872 og US 2002/0048168 A1 beskriver lysarmaturer.

DE 100 44 455 A1 omhandler et signallys som har et fokuselement med individuelle reflektorer, idet hver reflektor er assosiert med et lyselement.

Foreliggende oppfinnelse har som mål å skape et nytt lyspåvirkningselement hvilket tillater lav byggehøyde for lysarmaturer. Samtidig skal imidlertid de optiske trekk ved et typisk lysarmaturraster bibeholdes.

Oppgaven løses ved hjelp av et lyspåvirkningselement og lysarmaturer med et slikt lyspåvirkningselement, som har de trekk som er beskrevet i de selvstendige krav. Som et typisk lyspåvirkningselement så består også lyspåvirkningselementet ifølge oppfinnelsen av et mangfold av ribbe-liknende rasterelementer, som har reflekterende sider og er anordnet i en regelmessig struktur.

Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen har rasterelementene en høyde på maksimal 5mm hhv fortrinnsvis 1mm. Avstanden mellom 2 rasterelementene tilsvarer fortrinnsvis omtrent det dobbelte av høyden til rasterelementene.

Gjennom løsningen ifølge foreliggende oppfinnelsen lages dermed et lysarmaturraster med miniatyriserte rasterelementer, hvor det likevel oppnås de ønskede lysstyrende hhv lyskonsentrerende trekk. Pga den lave høyden på mikro-rasteret oppnås det større frihet ved utforming av lysarmaturene. Spesielt kan det lages lysarmaturer med lav byggehøyde. Utover dette gir lyspåvirkningselementet ifølge oppfinnelsen også et optisk tiltalende utseende. Videre reduseres blendings-effekter selv om en ser på lysarmaturen fra vinkler som det skal stråles lys ut med.

Ifølge et andre aspekt ved foreliggende oppfinnelsen er rasterelementene plassert på en transparent bunnplate. Gjennom dette skapes et nytt lyspåvirkningselement som også innehar de ønskede lystekniske egenskapene til et lysarmaturraster, imidlertid gir lysarmaturen et annet utseende. Fortrinnsvis har også her rasterelementene en høyde på maks 5mm.

Utførelsesformer til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

De ribbe-liknende steg kan, sett i tverrsnittet, anta alle former som gjør en lysledning på den ønskede måten mulig. For eksempel har en mulighet å utforme stegene - som vanlig ved konvensjonelle lysarmaturrastere - i V-form. Ved siden av dette er imidlertid også parabol-formede og strukturer med ribber tenkelig.

Rasterelementene består fortrinnsvis av et plastmateriale, særlig PMMA, og danner pga sine små mål en forholdsvis ustabil struktur. For økt stabilitet til lyspåvirkningselement kan rasterelementet holdes sammen med en sideramme.

En annen mulighet å øke stabiliteten til lyspåvirkningselementet består ifølge det andre aspektet ved foreliggende oppfinnelsen, også i å feste rasterelementet på en bunnplate. Særlig kan rasterelementet bygges i et stykke med bunnplaten. Alternativt finnes muligheten å lime rasterelementene til bunnplaten.

På den siden av rasterelementene som ligger på motsatt side av bunnplaten kan en annen transparent plate monteres som medfører ikke bare fordelen at stabiliteten økes i tillegg, men gjør også rengjøringen av lyspåvirkningselementet lettere. Utover dette er rasteret i utgangspunktet bedre beskyttet mot smuss.

Rasterelementene kan som lamellene til en konvensjonell lysarmaturraster anordnes parallell ved siden av hverandre eller i en krysstruktur. Denne anordning er spesielt fordelaktig når det brukes avlange lysstoffrør som lyskilde. Utover dette består også muligheten å utforme rasterelementene i ringform og anordne de enkelte ringene i en cellestruktur (bikube). Denne anordningen tilbyr seg særlig ved punkt-vise lyskilder så som glødelyspærer eller plane lyskilder. Videre kan også ringformede lyskilder - her dreier det seg vanligvis om gassutladningslyskilder - brukes, hvor rasterelementene f.eks. kan anordnes som konsentriske ringer.

Består rasterelementene av et gjennomsiktig materiale må sideflatene og fortrinnsvis også flatene som er vendt bort fra lyskilden belegges med et speilende materiale. Dette kan eksempelvis skje ved at rasterelementene utstyres med et reflekterende sjikt gjennom en bedampningsfremgangsmåte. Lyspåvirkningselementet selv blir fortrinnsvis produsert med sprøytestøpning.

Nedenfor skal oppfinnelsen beskrives nærmere ved hjelp av vedlagte tegninger. Det vises i

fig. 1 en lysarmatur ifølge oppfinnelsen med lyspåvirkningselementet i snitt;

fig. 2 en forstørret fremstilling av en første foretrukket utførelsesform av et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 3a og b varianter av en andre utførelsesform av et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 4 a og b en tredje utførelsesform av et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse med perspektivisk synsvinkel;

fig. 5 en fjerde utførelsesform av et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 6 et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse med ringformede rasterelementer; og

fig. 7 samspillet mellom et lyspåvirkningselement ifølge foreliggende oppfinnelse med et spesielt utformet, flate-lysmiddel.

Figur 1 viser som et anvendelseseksempel av foreliggende oppfinnelse en himlingsinnbyggingslysarmatur 1 med en avlang lyskilde 4 hvor lyspåvirkningselement 6 følge oppfinnelsen brukes. Selvfølgelig kan imidlertid lyspåvirknings-elementer ifølge foreliggende oppfinnelse også brukes med andre lysarmaturtyper. Særlig er bruken ikke begrenset på lysarmaturer med avlange lyskilder.

Lysarmaturen 1 vist i figur 1 består av et kasseformet lysarmaturhus 2, hvor det finnes tilkoblingsmidler til lyskilden 4 - det dreier seg om et lysstoffrør - ved dens bunn. Lyset avgitt av lysstoffrøret 4 ledes ved hjelp av en reflektor 5 i huset 2 til lysutgangsåpningen til huset 2 og blir avgitt gjennom denne.

For å konsentrere hhv begrense lysstrålene som kommer direkte fra lyskilden 4 eller over reflektor 5 til lysutgangsåpningen på et gitt vinkelområde, er det anordnet et lyspåvirkningselement 6 ved lysåpningen som fører til en konsentrasjon av lysstrålene på det ønskede området. Lyspåvirkningselement 6 er kun få millimeter høy og gir dermed mulighet å holde høyden til lysarmaturen 1 veldig lav.

Figur 2 viser et forstørret utsnitt A til lyspåvirkningselements 6 i snitt. Ved denne første utførelsesformen består lyspåvirkningselement 6 av en transparent bunnplate 9 med ribbe-aktige rasterelementer 7 anordnet på den nedre flatside i en regelmessig struktur. I det foreliggende eksempel er rasterelementene 7 utformet som avlange steg og anordnet parallelt til hverandre. Konsentreringen av lysstrålene på det ønskede vinkelområdet oppnås ved at rasterelementene 7 som også består av et transparent materiale, er utstyrt med et reflekterende sjikt 8 på sine lang- og forsidene. Lysstrålene som kommer fra lyskilden og går gjennom den transparente bunnplate 9 blir derfor - som med et vanlig lysarmaturraster - reflektert på sideflatene til rasterelementene 7 slik at en lysavstråling kun er mulig i et begrenset vinkelområde.

Høyden H til rasterelementene 7 utgjør maksimalt 5 mm, fortrinnsvis utgjør den ca 1 mm. For å sikre konsentrasjonen av lysstrålene på det ønskede vinkelområdet må avstanden D mellom to rasterelementer 7 ved siden av hverandre heller ikke være for stor. Fortrinnsvis tilsvarer avstanden D omtrent til det dobbelte til høyden til et rasterelement 7.

Ved utnyttelse av litografiteknikken er det til og med mulig å redusere høyden H og avstanden D til rasterelementene 6 sammenliknet med verdiene nevnt ovenfor ytterlige og det ned til områder fra omtrent 20 um for høyden H og tilsvarende omtrent 40um for rasterelementavstanden D. Pga disse små dimensjonene for rasterelementene 7 kan byggehøyden for lyspåvirkningselementet 6 og dermed høyden til lysarmaturen 1 totalt sett reduseres betraktelig. Likevel oppnås den ønskede optiske effekten av lyskonsentrasjon. Den lave distansen mellom to rasterelementer 7 ved siden av hverandre har videre - sammenliknet med tidligere kjente rasterelementer-til og med under en vinkel i den det skal stråles lys - en tilleggsavblendingseffekt. Utover dette blir den designmessige utformingen til lysarmaturen påvirket positivt.

Rasterelementene 7 kan - som vist i figur 2 - ha en lett v-form, sett i tverrsnittet, som kjent fra konvensjonelle lysrasterne. Imidlertid finnes også muligheten som vist i utførelsesformene i figurene 3a og 3b, å utforme rasterelementene 7 annerledes. Ved eksempelet i figur 3a viser rasterelementene 7 en parabol-formede V-struktur, mens de i fig. 3b viser en spesiell ribbe-struktur, som dannes av avsnitt 7a som er anordnet oppå hverandre og har prisme- eller kile-formede trinn. Slike ribbe-former er f.eks. kjent fra AT 308 901 eller EP 0 286 890 A1.

Ved utførelsesformene i figur 2 og figur 3a, b er rasterelementene 7 utformet i et stykke med bunnplate 9 som består av et transparent materiale. Dette fremstår som velegnet når lyspåvirkningselement 6 ifølge oppfinnelsen består av en transparent plasttype og fremstilles med sprøytestøping. Alle typer plast som er egnet til sprøytestøping og danner et transparent emne kan brukes til sprøytestøping. Fortrinnsvis dreier dette seg om PMMA.

Etter at plastemnene er produsert må side- og frontflatene til rasterelementene 7 påføres et reflekterende lag 8. Dette gjøres fortrinnsvis vha en vakuumprosess, hvor en skal ta hensyn til at de flatedelene til bunnplaten 6 som ligger mellom rasterelementene 7 ikke belegges, men fortsetter å slippe lys gjennom.

Fordelen med utførelsesformen som vist i figur 2 og 3 består i at lyspåvirkningselement 6 viser en større stabilitet på grunn av utformingen av bunnplaten 9 ifølge oppfinnelsen med rasterelementen 7 i et stykke. For å øke denne stabiliteten ytterlige kan en på den siden av rasterelementene 7 motsatt til bunnplaten 9 legge en ytterlige transparent plate 10 som vist i figur 3. Å bruke denne transparente tilleggs-plate 10 medfører fordelen at smusspartikler ikke kan feste seg i mellomrommet mellom to rasterelementer 7. Utover dette kan lyspåvirkningselement 6 totalt sett rengjøres lettere.

Som vist i figurene 4 a og 4 b består også muligheten å utforme lyspåvirkningselementet 6 uten bunnplate. I dette tilfelle er rasterelementene 7 bare anordnet i parallell ved siden av hverandre. Siden dette medfører en atskillig lavere stabilitet av hele anordningen, legges det i det minste en sideramme 11 til som holder rasterelementene 7 sammen. Også i dette tilfelle kan lyspåvirkningselementet 6 pro-duseres med sprøytestøping.

Ved den ytterlige utførelsesformen vist i figur 5 er rasterelementene 7 og den transparente bunnplate 9 ikke utført i et stykke. Istedenfor ble bunnplaten 9 i et senere trinn limt sammen med rasterelementene 7. Også her økes stabiliteten til lys påvirkningselementet 6. Ved alle så langt anførte utførelsesformer består rasterelementene av avlange ribber som er anordnet i parallell med hverandre. Gjennom dette kan en avblending av lyset sendt ut fra lyskilden i en retning oppnås. For å oppnå en avblending i en retning på tvers av denne første retningen kan rasterelementene for eksempel anordnes i en krysstruktur. En liknende optisk effekt kan også oppnås med rasteret vist i figur 6. Rasterelementene består i dette tilfelle av ringformede strukturer 12 som er anordnet i celler som i en bikube. Diameteren til den enkelte ringstrukturen utgjør igjen fortrinnsvis omtrend 2 mm og kan utover dette også være betydelig lavere.

Anvendelse av ring-aktige strukturer anbefales særlig når en punktformet lyskilde - f.eks. en lyspære - brukes og lyspåvirkningselementet har en kvadratisk eller rund form. For å oppnå den ønskede buntingen av lyset er i det minste de indre sidene til ringstrukturene 12 igjen utstyrt med et reflekterende sjikt. En alternativ utførelsesform til dette som tilbyr seg særlig for ringformede lyskilder f.eks. slik utformede gassutladningslamper, kan bestå i å utforme rasterelementene som konsentriske ringer. Også ved disse utførelseseksempler kan lyspåvirkningselementet 6 lages med en veldig lav byggehøyde.

Ved siden av dette kan også flate lysmidler brukes hvor hver av de viste utførelsesformene brukes som lyspåvirkningselement. En spesiell kombinasjon mellom et plant lysmiddel som f.eks. er kjent fra søkerens WO 99/40364 A1, og et lyspåvirkningselement ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 7. Her består lysmiddelet av en bunnplate 13 hvor det er anordnet enkelte lyskilder på den siden av bunnplaten 13 som er vendt mot rasterelementene 7. Disse lyskildene 14 som eksempelvis består av et organisk materiale eller anorganisk halvledermateriale som emitterer lys når det kobles til en spenning, har veldig små dimensjoner og kan derfor anordnes i forhold til lyspåvirkningselementet 6 at lyset nesten utelukket stråler inn i rommet mellom rasterelementen 7. Virkningsgraden til lysarmaturene som dannes på denne måten optimaliseres siden lyskilden 14 bare dekker mellomrommet mellom to rasterelementer 7. Selvfølgelig kan også andre flate lysmidler brukes hvor en igjen for å optimalisere virkningsgraden tilordner oversiden av rasterelementene 7 fortrinnsvis til områder av lysmiddelet som ikke utstråler lys. Utførelseseksempelet fremlagt her muliggjør realisering av særdeles lav-byggende lysarmaturer, siden også lyskilden i tillegg til lyspåvirkningselementet har veldig lav høyde.

Den foreliggende oppfinnelsen åpner dermed muligheten å bunte lyset som er avgitt av en lyskilde med et optisk element som innehar veldig lav høyde. Gjennom dette får en for det første større friheter ved utformingen av lysarmaturen. På den andre siden får lysarmaturene et optisk tiltalende utseende mens de ønskede lystekniske egenskapene likevel bibeholdes.

Claims (22)

1. Lyspåvirkningselement (6) for å lede lyset avgitt av en lyskilde (4) til et gitt vinkelområde, hvor lyspåvirkningselementet (6) omfatter en transparent bunnplate (9) bestående fortrinnsvis av PMMA, og et mangfold av ribbe-aktige rasterelementer (7, 12) som består av et gjennomsiktig materiale og er anordnet i en regelmessig struktur på én av bunnplatens (9) flatsider, karakterisert vedat rasterelementenes (7, 12) sidevegger er utstyrt eller påført med et reflekterende sjikt (8), og rasterelementene (7, 12) har en høyde (H) av maksimal 5 mm, og bunnplaten (9) er limt sammen med rasterelementene (7, 12).

2. Lyspåvirkningselement ifølge krav 1, karakterisert vedat rasterelementene (7, 12) er holdt sammen ved hjelp av en sideramme (11).

3. Lyspåvirkningselement ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat en ytterlige transparent plate (10) bestående fortrinnsvis av PMMA, er anordnet på den siden av rasterelementene (7, 12) som ligger på motsatt side av bunnplaten (9).

4. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat rasterelementene (7, 12) består av et transparent materiale, fortrinnsvis PMMA, hvor i det minste sideveggene og frontflatene til rasterelementene (7,12) og som er vendt bort fra lyskilden (4), er utstyrt med et reflekterende sjikt (8).

5. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat dette er dannet ved hjelp av en sprøytestøpt del.

6. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat avstanden (D) mellom to rasterelementer (7, 12) utgjør omtrent det dobbelte av høyden (H) til rasterelementene (7, 12).

7. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat rasterelementene (7, 12) har en høyde (H) på omtrent 1 mm, og at avstanden (D) mellom to rasterelementer (7, 12) utgjør omtrent 2 mm.

8. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat rasterelementene (7) er utformet lineært og er anordnet parallelt ved siden av hverandre.

9. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 1 til 7, karakterisert vedat rasterelementene (7) er utformet lineært og er anordnet i en krysstruktur.

10. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 1 til 7, karakterisert vedat rasterelementene (12) er utformet som ringer.

11. Lyspåvirkningselement ifølge krav 10, karakterisert vedat de ringformede rasterelementene (12) er anordnet i et cellemønster (bikube).

12. Lyspåvirkningselement ifølge krav 10 eller 11, karakterisert vedat en ring har en diameter på omtrent 2 mm.

13. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 10 til 12, karakterisert vedat de ringformede rasterelementer (12) er anordnet konsentrisk.

14. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat rasterelementene (7) er formet som V, sett i tverrsnittet.

15. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 1 til 13, karakterisert vedat rasterelementene (7), sett i tverrsnittet, viser en parabol-formet V-struktur.

16. Lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 1 til 13, karakterisert vedat rasterelementene (7), sett i tverrsnittet, viser en ribbe-struktur.

17. Lyspåvirkningselement ifølge krav 16, karakterisert vedat ribbe-strukturen er dannet ved hjelp av prisme- eller kile-formede trinn (7a) anordnet oppå hverandre.

18. Lysarmatur (1) med en lyskilde (4) og et lyspåvirkningselement (6) som er anordnet foran lyskilden (4), hvor lyspåvirkningselementet (6) er et lyspåvirkningselement ifølge ethvert av de foregående krav.

19. Lysarmatur ifølge krav 18, karakterisert vedat lyskilden er flat eller todimensjonal/2D.

20. Lysarmatur ifølge krav 18, karakterisert vedat denne viseren bunnplate (13) som lysmiddel, hvor enkelte lyskilder (14) er anordnet på dens sideflate som er vendt mot rasterelementene (7).

21. Lysarmatur ifølge krav 20, karakterisert vedat de enkelte lyskildene (14) er slik anordnet når det gjelder lyspåvirkningselementet (6), at deres lys i det vesentlige stråler inn i det frie rom mellom rasterelementene (7).

22. Lysarmatur (1) med tilkoblingsutstyr (3) for en lyskilde (4) og med et lyspåvirkningselement (6) som er anordnet foran lyskilden (4), hvor lyspåvirkningselementet (6) er et lyspåvirkningselement ifølge ethvert av krav 1 til 17.