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WO1998015773A1 - Light diffuser, especially for decorative lightening - Google Patents

Light diffuser, especially for decorative lightening Download PDF

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Publication number
WO1998015773A1
WO1998015773A1 PCT/DE1997/001199 DE9701199W WO9815773A1 WO 1998015773 A1 WO1998015773 A1 WO 1998015773A1 DE 9701199 W DE9701199 W DE 9701199W WO 9815773 A1 WO9815773 A1 WO 9815773A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light scattering
scattering element
element according
shell
film
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/001199
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Günther Siegfried
Original Assignee
Altenburger Electronic Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19722703A external-priority patent/DE19722703C2/en
Application filed by Altenburger Electronic Gmbh filed Critical Altenburger Electronic Gmbh
Priority to AU33345/97A priority Critical patent/AU732454B2/en
Priority to EP97929100A priority patent/EP0891514B1/en
Priority to JP10517052A priority patent/JP2001501880A/en
Publication of WO1998015773A1 publication Critical patent/WO1998015773A1/en
Priority to US09/159,066 priority patent/US6078426A/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F1/00—Designs or pictures characterised by special or unusual light effects
    • B44F1/02—Designs or pictures characterised by special or unusual light effects produced by reflected light, e.g. matt surfaces, lustrous surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/002—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect using liquids, e.g. water
    • 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
    • F21V1/00—Shades for light sources, i.e. lampshades for table, floor, wall or ceiling lamps
    • F21V1/14—Covers for frames; Frameless shades
    • 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
    • F21V1/00—Shades for light sources, i.e. lampshades for table, floor, wall or ceiling lamps
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    • F21V1/16—Covers for frames; Frameless shades characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V1/00—Shades for light sources, i.e. lampshades for table, floor, wall or ceiling lamps
    • F21V1/26—Manufacturing shades
    • 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
    • F21V5/08—Refractors for light sources producing an asymmetric light distribution
    • 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
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F21V9/12—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light with liquid-filled chambers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2417—Light path control; means to control reflection

Definitions

  • Light scattering element in particular for decorative lighting purposes
  • the invention relates to a light scattering element, in particular for decorative lighting purposes.
  • Light scattering elements are known in a wide variety of forms. For decorative lighting, it is desirable to use refraction and / or reflection effects to produce the most interesting light patterns either on the light scattering element itself or on reflective surfaces, for example on walls or the like. Conventional light scattering elements usually contain reflectors, light guides or solid bodies for generating the desired reflection or refraction effects.
  • These solids mostly consist of glass, ceramic, plastic or surface-treated metal and have regular geometric shapes or microscopically irregular structures, e.g. the shape of regular prisms.
  • the solid bodies either consist entirely of a corresponding reflective material or are coated with such a material.
  • the invention has for its object to provide a light scattering element, in particular for decorative lighting purposes, with which extremely interesting lighting effects can be achieved in a simple manner.
  • macroscopically chaotic or quasi-chaotic refraction and / or reflection planes creates the desired interesting lighting effects.
  • macroscopically chaotic is used in the context of this application in contrast to the known microscopic irregular structures, e.g. roughened surfaces or very small irregular bodies, such as ground glass.
  • Quasi-chaotic is understood to mean an irregularly appearing structure, even if it should have a certain regularity, but which the viewer no longer recognizes as such.
  • the light scattering element consists of a transparent envelope filled with a liquid transparent medium, which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic in shape or has a correspondingly irregular outer surface.
  • a liquid transparent medium which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic in shape or has a correspondingly irregular outer surface.
  • Such light scattering elements can also be produced with relatively little effort if they are of relatively large dimensions.
  • flexible sheaths offer the advantage that when a plurality of such light scattering elements are combined, they can be placed in a rigid sheath, for example due to the flexibility, it is easier to "interlock” and better adapt to any shape of the interior of the case. This results in more compact structures that also produce more interesting lighting effects.
  • Flexible light scattering elements can also be deformed with light during the irradiation or illumination and thus produce corresponding effects.
  • the casing consists of a flexible film, the casing being, for example, only imperfectly filled with the liquid medium and by at least partially removing the air (for example by suction or pressing) from the remaining volume of the casing before it is sealed Closing an irregular deformation of the shell can be generated.
  • the deformation of the casing can be generated before or after it is filled and closed by a mechanical action.
  • the desired deformation can be generated with additional heat and at the same time folding, folding or crumpling the casing.
  • the thickness or the material of the casing can be selected such that the shape is maintained despite the internal pressure due to the filling with liquid.
  • the shell can also be covered with a transparent material, for example by pouring transparent polymers over it.
  • a casing consisting of a film can be produced by welding two or more, preferably planar, film elements.
  • two or more foils stacked on top of one another can be flat at the edges are welded to one another, initially leaving a filling opening for the liquid medium.
  • the optionally multilayer bag thus produced can be mechanically deformed in order to obtain an element which achieves the desired refraction or reflection effects when illuminated.
  • a sleeve designed as a flexible film can also be produced by film blowing.
  • a mold is usually used into which a plastic bubble is blown by generating a sufficiently high internal pressure. Compared to welding several film elements, this method offers the advantage that the casing has practically no externally visible seams.
  • the sheath can, for example, also be produced from film tubes, a tube section being sealed at the ends.
  • a strongly deformed, preferably crumpled film is arranged inside the casing.
  • This film will usually be made transparent, but can of course also consist of a reflective material.
  • a transparent film must be used, the refractive index of which is different from the refractive index of the liquid in the shell. This is because refractive effects only occur when light is transferred from a medium with a first refractive index to another medium with a second refractive index that is different from the first refractive index.
  • a (partial) reflection can also occur with such a transition.
  • the light scattering element according to the invention can also consist of a solid body consisting of one or more flexible materials, the outer surface of which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic. Rubber-like silicones are suitable for this, for example, which remain elastically flexible even at temperatures from -50 ° C to + 200 ° C. Such elements are easy to manufacture by casting or injection molding. The material can be placed in an intermediate mold, which is re-shaped after partial curing. Due to the flexibility of such light scattering elements, the advantages mentioned above are again achieved.
  • the shell has a substantially smooth outer surface and the desired refractive and / or reflection effects are achieved by elements arranged inside the shell.
  • This can be a strongly deformed, preferably crumpled film and / or one or more light scattering elements according to one of the above embodiments of the invention.
  • this shell can also be filled with a liquid medium.
  • the outer shell is preferably made of a substantially rigid material. In this way, there is the advantage of sufficient stability against external mechanical influences and against the internal pressure of the elements or liquids provided therein.
  • another strongly deformed film can be provided on the outer shell. This can in turn be transparent or at least partially reflective.
  • further transparent or reflective solid bodies can be provided within the shell, which are in floating equilibrium within the liquid.
  • a light scattering element can also be produced by combining a plurality of light scattering elements in accordance with one or more of the embodiments explained above. Such a combined light scattering element can be produced, for example, by gluing or otherwise connecting individual light scattering elements.
  • the light scattering element according to the invention can either be designed so that it is only from the light of a light source arranged outside the light scattering element, for. B. a high-performance light source, is irradiated or in the
  • An active light source can be a low-voltage halogen lamp, for example, and a passive light source can be the end of light-guiding fibers.
  • An active light source can also be a high-power lamp, e.g. B. act a high pressure gas discharge lamp.
  • such a light source can of course also be arranged within the spatial structure, but not within the liquid medium, but between the outer shells of the individual light scattering elements.
  • the liquid can simultaneously serve as a cooling medium, which means that the problem of heat dissipation, which has hitherto been solved only unsatisfactorily, in particular in the case of high-power lamps, can only be overcome.
  • the liquid medium should have non-conductive properties for safety reasons.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a light scattering element according to the invention with a flexible, strongly deformed envelope.
  • FIG. 2 shows a further embodiment according to FIG. 1 with a strongly deformed film additionally arranged inside the casing;
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a light scattering element with a geometrically shaped shell and highly deformed film located therein and
  • Fig. 4 shows a third embodiment of a light scattering element according to the invention with a rigid geometrically shaped shell and further light scattering elements arranged therein.
  • the light scattering element 1 shown in FIG. 1 consists of a closed flexible envelope 3, which is filled with a liquid medium 5, for example with water.
  • the closed envelope 3 has a very irregular shape.
  • Such a light scattering element 1 can be produced, for example, by film blowing, a flexible, transparent material such as PVC, polyethylene or polypropylene being heated and introduced in the form of a bubble into a corresponding shape and being inflated by generating sufficient internal pressure until the wall of the bubble comes into contact with the inner wall of the mold. After cooling, the structure which is flexible due to a correspondingly thin wall and a suitable choice of material can then be removed from the mold. The casing 3 can then be completely or partially filled with the liquid medium 5 and the filling opening can be closed.
  • a flexible, transparent material such as PVC, polyethylene or polypropylene
  • the strongly irregular outer shape of the shell 3 of the light scattering element 1 can, however, also be produced in such a way that a more or less regular shell first passes through
  • Higher molecular substances are also suitable as a liquid filling medium, e.g. Oils of all types, whose molecular size exceeds the pore size of the films. A barrier layer is then not necessary.
  • the light scattering element can additionally be surrounded with a correspondingly stable protective cover.
  • This can be produced, for example, by pouring transparent polymers over the shell 3.
  • materials are used which remain sufficiently flexible even after hardening.
  • the light scattering element shown in FIG. 1 could also consist of a solid body made of a preferably flexible material with the same shape.
  • rubber-like silicones are suitable, which remain elastic even at temperatures from -50 ° C to + 200 ° C. Because of their good chemical resistance, they can also be used in light-reactive Processes are used for which glass is not suitable, e.g. the photodissociation of acids that attack glass.
  • Such coverless light-scattering elements can be produced by appropriate molding, and post-molding can also be carried out after casting or injection molding.
  • the light scattering element 10 shown in FIG. 2 again has a strongly irregularly shaped outer shape 3, which can be produced in the same way as described above for the light scattering element 1 according to FIG. 1.
  • the light scattering element 10 is in turn filled with a transparent liquid medium 5.
  • a strongly irregularly shaped, for example crumpled, transparent film 7 is provided within the envelope 3, which creates additional refraction or reflection effects when light is shone through the light scattering element 10.
  • FIG. 3 The further embodiment of a light scattering element 20 according to the invention shown in FIG. 3 in turn has a closed envelope 3, which, however, in contrast to the embodiments according to FIGS. 1 and 2, has an essentially smooth, ie. H. has unfolded or crumpled outer surface.
  • a sheath 3 can, for example, in turn be produced by film blowing, a suitably designed shape being used. However, it is also possible to produce such an envelope by welding several individual film elements 3 '.
  • a mechanically stable or rigid shell 3 is desired, this can of course also be produced by gluing individual appropriately shaped plates or blown or otherwise shaped material (eg plastic, glass).
  • a highly deformed film 7 is provided inside the shell 3 of the light scattering element 20, just as in the embodiment according to FIG. 2. This in turn leads to the desired lighting effects when light is shone through the light scattering element.
  • the light scattering element 30 shown in FIG. 4 has a rigid outer shell 3 which, for example, as shown in FIG. 4, can be pyramid-shaped.
  • the rigid shell 3, which has sufficient stability against external mechanical influences, can be made, for example, of acrylic glass or any other transparent material and of course have any shape.
  • a plurality of individual light-scattering elements is arranged within the rigid shell 3, which in turn can be designed, for example, like the light-scattering elements 1, 10 or 20 according to FIGS. 1 to 3. In this way, several or a plurality of such light-scattering elements can form a larger light-scattering element can be combined with a certain spatial structure.
  • the individual light-scattering elements can also be introduced into the rigid shell by mechanical pressure and / or to improve the flexibility, in order to achieve a better adaptation to the shape of the rigid shell and a denser packing of the light-scattering elements.
  • the outer shell 3 of the light scattering element 30 according to FIG. 4 can in turn be filled with a liquid medium 5.
  • an active or passive light source 9 can be provided within the outer closed envelope 3.
  • An active light source can be a low-voltage halogen lamp, for example, and a passive light source can be the ends of light-guiding fibers, for example.
  • Such a light source can of course be provided not only in the embodiment according to FIG. 4, but in any embodiment of the invention within the envelope 3 of a light scattering element.
  • an active light source is to be used for the light source 9, it must of course be liquid-tight.
  • customary lighting fixtures can be used for underwater lighting.
  • the liquid medium surrounding such an active light source should not be electrically conductive in order to avoid the danger to persons handling such a light scattering element in the event of a fault.
  • the transparent liquid medium 5 can of course also be colored.
  • the refractive indices of the liquid medium 5 and the crumpled films 7 provided therein may be different from one another, since otherwise the refractive or reflective effect of the crumpled films is suppressed by the complete immersion. Different refractive indices can at best be dispensed with if the liquid medium or the outer shell 3 of the light scattering element and the crumpled film 7 are colored differently.
  • the light scattering element is not filled with a homogeneous liquid medium, but with different, non-miscible liquid media. This leads to pronounced phase boundaries, whereby the different refractive indices of the liquid media in turn generate corresponding refraction or reflection effects.
  • each or individual sleeves 3 can be wholly or partly with be provided with a reflective layer. This can be done, for example, by sputtering or steaming the outside or inside of the shells.

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Abstract

The present invention relates to a light diffuser (1), especially for decorative lightening, comprising refractive and/or reflective planes which, in macroscopic terms, were chaotically or quasi chaotically formed. The light diffuser can be made either of a flexibe envelope (3) filled with a liquid (5) or a flexible material having an outside surface which, in macroscopic terms, has been chaotically or quasi chaotically formed.

Description

Lichtstreuelement, insbesondere für dekorative Beleuchtungszwecke Light scattering element, in particular for decorative lighting purposes
Die Erfindung betrifft ein Lichtstreuelement, insbesondere für dekorative Beleuchtungszwecke.The invention relates to a light scattering element, in particular for decorative lighting purposes.
Lichtstreuelemente sind in den vielfältigsten Formen bekannt. Zur dekorativen Beleuchtung ist es wünschenswert, durch Brechungs- und/oder Reflexionseffekte möglichst interessante Lichtmuster entweder am Lichtstreuelement selbst oder an reflektierenden Flächen, beispielsweise an Wänden oder dergleichen, zu erzeugen. Herkömmliche Lichtstreuelemente enthalten hierzu meist Reflektoren, Lichtleiter oder Festkörper zur Erzeugung der gewünschten Reflexions- bzw. Brechungseffekte.Light scattering elements are known in a wide variety of forms. For decorative lighting, it is desirable to use refraction and / or reflection effects to produce the most interesting light patterns either on the light scattering element itself or on reflective surfaces, for example on walls or the like. Conventional light scattering elements usually contain reflectors, light guides or solid bodies for generating the desired reflection or refraction effects.
Diese Festkörper bestehen meist aus Glas, Keramik, Kunststoff oder oberflächenbehandeltem Metall und weisen regelmäßige geometrische Formen oder mikroskopisch unregelmäßige Struktu- ren auf, z.B. die Form regelmäßiger Prismen.These solids mostly consist of glass, ceramic, plastic or surface-treated metal and have regular geometric shapes or microscopically irregular structures, e.g. the shape of regular prisms.
Sollen im Wesentlichen reflektierende Effekte bewirkt werden, so bestehen die Festkörper entweder vollständig aus einem entsprechenden reflektierenden Material oder sind mit einem der- artigen Material beschichtet.If essentially reflective effects are to be brought about, the solid bodies either consist entirely of a corresponding reflective material or are coated with such a material.
Darüber hinaus wurde versucht, interessante Lichteffekte durch den Einsatz aufgerauhter Oberflächen oder durch die Verwendung von mit gemahlenem Glas gefüllten festen Hüllen zu erzeugen. Zur Erzeugung von Brechungseffekten müssen diese Festkörper selbstverständlich aus transparentem Material bestehen. Mit derartigen bekannten Lichtstreuelementen ist jedoch das Ziel, möglichst interessante Lichteffekte zu erzeugen, nicht oder nicht in zufriedenstellender Weise erreichbar.In addition, attempts have been made to create interesting lighting effects by using roughened surfaces or by using solid envelopes filled with ground glass. To produce refraction effects, these solids must of course consist of transparent material. With such known light scattering elements, however, the goal of generating interesting light effects as possible cannot be achieved, or cannot be achieved in a satisfactory manner.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichtstreuelement, insbesondere für dekorative Beleuchtungszwecke, zu schaffen, mit dem auf einfache Weise höchst interessante Lichteffekte erzielbar sind.Based on this prior art, the invention has for its object to provide a light scattering element, in particular for decorative lighting purposes, with which extremely interesting lighting effects can be achieved in a simple manner.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the features of claim 1.
Durch das Vorsehen von makroskopisch chaotischen oder quasi- chaotischen Brechungs- und/oder Reflexionsebenen entstehen die gewünschten interessanten Beleuchtungseffekte. Der Begriff makroskopisch chaotisch wird im Rahmen dieser Anmeldung verwendet im Gegensatz zu den bekannten mikroskopischen unregelmäßigen Strukturen, wie z.B. aufgerauhte Oberflächen oder sehr kleine unregelmäßige Körper, wie gemahlenes Glas. Unter "qua- si-chaotisch" wird eine unregelmäßig erscheinende Struktur verstanden, auch wenn diese ein gewisse Regelmäßigkeit aufweisen sollte, die vom Betrachter jedoch nicht mehr als solche erkannt wird.The provision of macroscopically chaotic or quasi-chaotic refraction and / or reflection planes creates the desired interesting lighting effects. The term macroscopically chaotic is used in the context of this application in contrast to the known microscopic irregular structures, e.g. roughened surfaces or very small irregular bodies, such as ground glass. "Quasi-chaotic" is understood to mean an irregularly appearing structure, even if it should have a certain regularity, but which the viewer no longer recognizes as such.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Lichtstreuelement aus einer mit einem flüssigen transparenten Medium gefüllten transparenten Hülle, welche makroskopisch chaotisch oder quasi-chaotisch geformt ist bzw. eine entsprechend unregelmäßige Außenfläche aufweist. Derartige Lichtstreuele- ente sind auch dann noch mit relativ geringem Aufwand herstellbar, wenn diese relativ groß dimensioniert sind.According to one embodiment of the invention, the light scattering element consists of a transparent envelope filled with a liquid transparent medium, which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic in shape or has a correspondingly irregular outer surface. Such light scattering elements can also be produced with relatively little effort if they are of relatively large dimensions.
Die Verwendung flexibler Hüllen bietet den Vorteil, dass bei einer Kombination mehrerer derartiger Lichtstreuelemente diese z.B. in eine starre Hülle eingebracht werden können und sich aufgrund der Flexibilität leichter ineinander "verzahnen" und besser an einen beliebig geformten Innenraum der Hülle anpassen. Hierdurch ergeben sich kompaktere Strukturen, die auch interessantere Lichteffekte erzeugen. Auch können flexible Lichtstreuelemente während der Durchstrahlung oder Beleuchtung mit Licht deformiert werden und so entsprechende Effekte erzeugen.The use of flexible sheaths offers the advantage that when a plurality of such light scattering elements are combined, they can be placed in a rigid sheath, for example due to the flexibility, it is easier to "interlock" and better adapt to any shape of the interior of the case. This results in more compact structures that also produce more interesting lighting effects. Flexible light scattering elements can also be deformed with light during the irradiation or illumination and thus produce corresponding effects.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Hülle aus einer flexiblen Folie, wobei die Hülle beispielsweise nur unvollkommen mit dem flüssigen Medium gefüllt und durch das zumindest teilweise Entfernen der Luft (z. B. durch Absaugen oder Andrücken) aus dem Restvolumen der Hülle vor deren dichtem Verschließen eine unregelmäßige Verformung der Hülle er- zeugt werden kann.According to one embodiment of the invention, the casing consists of a flexible film, the casing being, for example, only imperfectly filled with the liquid medium and by at least partially removing the air (for example by suction or pressing) from the remaining volume of the casing before it is sealed Closing an irregular deformation of the shell can be generated.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Verformung der Hülle vor oder nach deren Befüllen und Verschließen durch eine mechanische Einwirkung erzeugt werden. Bei- spielsweise kann unter zusätzlicher Hitzezufuhr und gleichzeitigem Falzen, Falten oder Knüllen der Hülle die gewünschte Verformung erzeugt werden.In a further embodiment of the invention, the deformation of the casing can be generated before or after it is filled and closed by a mechanical action. For example, the desired deformation can be generated with additional heat and at the same time folding, folding or crumpling the casing.
Damit die Hülle die gewünschte, vorzugsweise unregelmäßige Form beibehält, kann die Dicke oder das Material der Hülle so gewählt sein, dass trotz des Innendrucks durch die Befüllung mit Flüssigkeit die Form beibehalten wird. Zur Stabilisierung der Form kann die Hülle auch mit einem transparenten Material überzogen werden, beispielsweise durch Übergießen mit trans- parenten Polymeren.So that the casing maintains the desired, preferably irregular, shape, the thickness or the material of the casing can be selected such that the shape is maintained despite the internal pressure due to the filling with liquid. To stabilize the shape, the shell can also be covered with a transparent material, for example by pouring transparent polymers over it.
Eine aus einer Folie bestehende Hülle kann durch das Verschweißen zweier oder mehrerer, vorzugsweise planarer Folienelemente hergestellt werden. Beispielsweise können zwei oder mehrere übereinander geschichtete Folien an den Rändern flach miteinander verschweißt werden, wobei zunächst eine Befüllöff- nung für das flüssige Medium freigelassen wird. Nach dem Be- füllen und Verschließen der Öffnung kann der so erzeugte, gegebenenfalls mehrschichtige Beutel mechanisch deformiert werden, um auf diese Weise ein Element zu erhalten, das die gewünschten Brechungs- bzw. Reflexionseffekte bei einem Durchleuchten erzielt.A casing consisting of a film can be produced by welding two or more, preferably planar, film elements. For example, two or more foils stacked on top of one another can be flat at the edges are welded to one another, initially leaving a filling opening for the liquid medium. After the opening has been filled and closed, the optionally multilayer bag thus produced can be mechanically deformed in order to obtain an element which achieves the desired refraction or reflection effects when illuminated.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine als flexible Folie ausgebildete Hülle auch durch Folienblasen hergestellt sein. Hierbei wird meist eine Form verwendet, in welche eine Kunststoffblase durch Erzeugen eines ausreichend hohen Innendrucks hineingeblasen wird. Gegenüber einem Verschweißen mehrerer Folienelemente bietet dieses Verfahren den Vorteil, dass die Hülle praktisch keinerlei äußerlich sichtbaren Nähte aufweist.According to another embodiment of the invention, a sleeve designed as a flexible film can also be produced by film blowing. Here, a mold is usually used into which a plastic bubble is blown by generating a sufficiently high internal pressure. Compared to welding several film elements, this method offers the advantage that the casing has practically no externally visible seams.
Die Hülle kann beispielsweise auch aus Folienschläuchen hergestellt werden, wobei ein Schlauchabschnitt jeweils an den Enden dicht verschlossen wird.The sheath can, for example, also be produced from film tubes, a tube section being sealed at the ends.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb der Hülle eine stark deformierte, vorzugsweise geknüllte Folie angeordnet. Diese Folie wird meist transparent ausgebil- det sein, kann jedoch selbstverständlich auch aus einem reflektierenden Material bestehen. Sollen jedoch interessante Brechungseffekte erzeugt werden, so muss eine transparente Folie verwendet werden, deren Brechungsindex verschieden ist vom Brechungsindex der in der Hülle befindlichen Flüssigkeit. Denn Brechungseffekte entstehen nur bei dem Übergang von Licht aus einem Medium mit einem ersten Brechungsindex in ein weiteres Medium mit einem zweiten, vom ersten Brechungsindex verschiedenen Brechungsindex. Selbstverständlich kann bei einem derartigen Übergang auch eine (Teil-) Reflexion auftreten. Das Lichtstreuelement nach der Erfindung kann auch aus einem aus einem oder mehreren flexiblen Materialien bestehenden Vollkörper bestehen, dessen Außenfläche makroskopisch chaotisch oder quasi-chaotisch ausgebildet ist. Hierfür eignen sich beispielsweise kautschukartige Silikone, die auch bei Temperaturen von -50° C bis +200° C noch elastisch flexibel bleiben. Derartige Elemente sind durch Gießen oder Spritzgießen einfach herstellbar. Dabei kann das Material in eine Zwischenform eingebracht werden, die nach Teilaushärtung nach- geformt wird. Durch die Flexibilität derartiger Lichtstreuelemente werden wiederum die vorstehend genannten Vorteile erreicht.According to a further embodiment of the invention, a strongly deformed, preferably crumpled film is arranged inside the casing. This film will usually be made transparent, but can of course also consist of a reflective material. However, if interesting refractive effects are to be created, a transparent film must be used, the refractive index of which is different from the refractive index of the liquid in the shell. This is because refractive effects only occur when light is transferred from a medium with a first refractive index to another medium with a second refractive index that is different from the first refractive index. Of course, a (partial) reflection can also occur with such a transition. The light scattering element according to the invention can also consist of a solid body consisting of one or more flexible materials, the outer surface of which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic. Rubber-like silicones are suitable for this, for example, which remain elastically flexible even at temperatures from -50 ° C to + 200 ° C. Such elements are easy to manufacture by casting or injection molding. The material can be placed in an intermediate mold, which is re-shaped after partial curing. Due to the flexibility of such light scattering elements, the advantages mentioned above are again achieved.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Hülle eine im Wesentlichen glatte Außenfläche auf und die gewünschten interessanten Brechungs- und/oder Reflexionseffekte werden durch innerhalb der Hülle angeordnete Elemente erreicht. Hierbei kann es sich um eine stark deformierte, vorzugsweise geknüllte Folie handeln und/oder um ein oder mehrere Lichtstreuelemente nach einer der vorstehenden Ausführungsformen der Erfindung.According to a further embodiment of the invention, the shell has a substantially smooth outer surface and the desired refractive and / or reflection effects are achieved by elements arranged inside the shell. This can be a strongly deformed, preferably crumpled film and / or one or more light scattering elements according to one of the above embodiments of the invention.
Werden innerhalb der im Wesentlichen glatten Hülle weitere Lichtstreuelemente mit einer stark deformierten Hülle angeord- net, so kann auch diese Hülle mit einem flüssigen Medium gefüllt sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, diese weiteren Lichtstreuelemente mit flüssigen Medien zu füllen, deren Brechungsindex sich von dem Brechungsindex des diese weiteren Lichtstreuelemente umgebenden flüssigen Mediums unterscheidet. Auf diese Weise werden stärkere Brechungseffekte erzielt als für den Fall, dass sich lediglich der Brechungsindex des Hüllenmaterials von dem des flüssigen Mediums unterscheidet. Gleiches gilt selbstverständlich für den Brechungsindex von Vollkörpern. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht die äußere Hülle vorzugsweise aus einem im Wesentlichen starren Material. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil einer ausreichenden Stabilität gegen äußere mechanische Einflüsse und gegen den Innendruck der darin vorgesehenen Elemente bzw. Flüssigkeiten.If further light scattering elements with a strongly deformed shell are arranged within the essentially smooth shell, this shell can also be filled with a liquid medium. In this case, it is advantageous to fill these further light scattering elements with liquid media whose refractive index differs from the refractive index of the liquid medium surrounding these further light scattering elements. In this way, stronger refraction effects are achieved than in the event that only the refractive index of the shell material differs from that of the liquid medium. The same naturally applies to the refractive index of solid bodies. In this embodiment of the invention, the outer shell is preferably made of a substantially rigid material. In this way, there is the advantage of sufficient stability against external mechanical influences and against the internal pressure of the elements or liquids provided therein.
Zur Verstärkung der Beleuchtungseffekte kann an der äußeren Hülle eine weitere stark deformierte Folie vorgesehen sein. Diese kann wiederum transparent oder zumindest teilweise re- flektierend ausgebildet sein.To intensify the lighting effects, another strongly deformed film can be provided on the outer shell. This can in turn be transparent or at least partially reflective.
Bei jeder der vorstehend erläuterten Ausführungsformen können innerhalb der Hülle weitere transparente oder reflektierende Festkörper vorgesehen sein, welche sich innerhalb der Flüssig- keit im schwebenden Gleichgewicht befinden.In each of the above-described embodiments, further transparent or reflective solid bodies can be provided within the shell, which are in floating equilibrium within the liquid.
Ein Lichtstreuelement kann auch durch die Kombination mehrerer Lichtstreuelemente nach einer oder mehreren der vorstehend erläuterten Ausführungsformen hergestellt sein. Ein derartiges kombiniertes Lichtstreuelement kann beispielsweise durch das Verkleben oder anderweitige Verbinden einzelner Lichtstreuelemente erzeugt werden.A light scattering element can also be produced by combining a plurality of light scattering elements in accordance with one or more of the embodiments explained above. Such a combined light scattering element can be produced, for example, by gluing or otherwise connecting individual light scattering elements.
Auf diese Weise können die verschiedenartigsten Lichtstreuel- emente aus einem oder mehreren Basismodulen erzeugt werden.In this way, the most varied of light scattering elements can be produced from one or more basic modules.
Das Lichtstreuelement nach der Erfindung kann entweder so ausgebildet sein, dass es lediglich vom Licht einer außerhalb des Lichtstreuelements angeordneten Lichtquelle, z. B. einer Hochleistungs-Lichtquelle, durchstrahlt wird oder aber in derThe light scattering element according to the invention can either be designed so that it is only from the light of a light source arranged outside the light scattering element, for. B. a high-performance light source, is irradiated or in the
Weise, dass innerhalb der Hülle eine aktive oder passive Lichtquelle vorgesehen ist. Bei einer aktiven Lichtquelle kann es sich beispielsweise um eine Niedervolt-Halogenlampe und bei einer passiven Lichtquelle um das Ende von Licht führenden Fasern handeln. Bei einer aktiven Lichtquelle kann es sich auch um eine Hochleistungslampe, z. B. eine Hochdruck-Gasentladungslampe handeln.Way that an active or passive light source is provided within the shell. An active light source can be a low-voltage halogen lamp, for example, and a passive light source can be the end of light-guiding fibers. An active light source can also be a high-power lamp, e.g. B. act a high pressure gas discharge lamp.
Bei einem Lichtstreuelement, welches aus mehreren einzelnen Lichtstreuelementen zu einer räumlichen Struktur kombiniert ist, kann eine derartige Lichtquelle selbstverständlich auch innerhalb der räumlichen Struktur, jedoch nicht innerhalb des flüssigen Mediums, sondern zwischen äußeren Hüllen der einzel- nen Lichtstreuelemente angeordnet sein.In the case of a light scattering element which is combined from a plurality of individual light scattering elements to form a spatial structure, such a light source can of course also be arranged within the spatial structure, but not within the liquid medium, but between the outer shells of the individual light scattering elements.
Befindet sich eine aktive Lichtquelle innerhalb einer mit einem flüssigen Medium gefüllten Hülle, so kann die Flüssigkeit gleichzeitig als Kühlmedium dienen, wodurch das bisher insbesondere bei Hochleistungs-Lampen nur unbefriedigend gelöste Problem der Wärmeableitung erst beherrschbar ist. In diesem Fall sollte aus Sicherheitsgründen das flüssige Medium nicht-leitende Eigenschaften besitzen.If there is an active light source within a shell filled with a liquid medium, the liquid can simultaneously serve as a cooling medium, which means that the problem of heat dissipation, which has hitherto been solved only unsatisfactorily, in particular in the case of high-power lamps, can only be overcome. In this case, the liquid medium should have non-conductive properties for safety reasons.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeich- nung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. Show in the drawing:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtstreuelements mit flexibler, stark verformter Hülle;Figure 1 shows a first embodiment of a light scattering element according to the invention with a flexible, strongly deformed envelope.
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit zusätzlich innerhalb der Hülle angeordneter stark verformter Folie; Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Lichtstreuelements mit geometrisch geformter Hülle und darin befindlicher stark verformter Folie undFIG. 2 shows a further embodiment according to FIG. 1 with a strongly deformed film additionally arranged inside the casing; Fig. 3 shows a second embodiment of a light scattering element with a geometrically shaped shell and highly deformed film located therein and
Fig. 4 eine dritte Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Lichtstreuelements mit starrer geometrisch geformter Hülle und darin angeordneten weiteren Lichtstreuelementen.Fig. 4 shows a third embodiment of a light scattering element according to the invention with a rigid geometrically shaped shell and further light scattering elements arranged therein.
Das in Fig. 1 dargestellte Lichtstreuelement 1 besteht aus einer geschlossenen flexiblen Hülle 3 , welche mit einem flüssigen Medium 5, beispielsweise mit Wasser, gefüllt ist. Die geschlossene Hülle 3 weist eine stark unregelmäßige Form auf.The light scattering element 1 shown in FIG. 1 consists of a closed flexible envelope 3, which is filled with a liquid medium 5, for example with water. The closed envelope 3 has a very irregular shape.
Ein derartiges Lichtstreuelement 1 kann beispielsweise durch Folienblasen hergestellt werden, wobei ein flexibles, transparentes Material wie PVC, Polyethylen oder Polypropylen erwärmt und in Form einer Blase in eine entsprechende Form eingebracht und durch Erzeugen eines ausreichenden Innendrucks so weit aufgeblasen wird, bis die Wandung der Blase in Kontakt mit der Innenwandung der Form gerät. Nach dem Erkalten kann dann das infolge einer entsprechend dünnen Wandung und einer geeigneten Materialauswahl flexible Gebilde aus der Form entnommen werden. Anschließend kann die Hülle 3 ganz oder teil- weise mit dem flüssigen Medium 5 gefüllt und die Befüllöffnung verschlossen werden.Such a light scattering element 1 can be produced, for example, by film blowing, a flexible, transparent material such as PVC, polyethylene or polypropylene being heated and introduced in the form of a bubble into a corresponding shape and being inflated by generating sufficient internal pressure until the wall of the bubble comes into contact with the inner wall of the mold. After cooling, the structure which is flexible due to a correspondingly thin wall and a suitable choice of material can then be removed from the mold. The casing 3 can then be completely or partially filled with the liquid medium 5 and the filling opening can be closed.
Die stark unregelmäßige Außenform der Hülle 3 des Lichtstreuelements 1 kann jedoch auch in der Weise erzeugt werden, dass zunächst eine mehr oder weniger regelmäßige Hülle durchThe strongly irregular outer shape of the shell 3 of the light scattering element 1 can, however, also be produced in such a way that a more or less regular shell first passes through
Verschweißen mehrerer Folienelemente erzeugt wird, diese nur teilweise mit dem flüssigen Medium 5 gefüllt und schließlich das darin befindliche Restgas (Luft) zumindest teilweise abgesaugt wird. Infolge des Unterdrucks wird die Hülle 3 unregel- mäßig gefaltet oder geknautscht. Nach dem zumindest teilweisen Absaugen des Restgases wird die Befüllöffnung wiederum dicht verschlossen. Anstelle des Absaugens des Restgases kann dieses selbstverständlich auf jede beliebige Weise entfernt werden, z.b. durch Andrücken der teilweise gefüllten Hülle.Welding several film elements is generated, this is only partially filled with the liquid medium 5 and finally the residual gas (air) therein is at least partially sucked off. As a result of the negative pressure, the sleeve 3 is folded or crumpled irregularly. After the at least partial Sucking off the residual gas, the filling opening is again sealed. Instead of sucking off the residual gas, this can of course be removed in any way, for example by pressing the partially filled envelope.
Bei der Auswahl des Materials für die flexible Hülle und das flüssige Füllmedium ist auf das Erfordernis der Dichtigkeit zu achten. So eignen sich beispielsweise handelsübliche Folien aus PVC, PE, PP oder Polyamid nicht für eine Befüllung mit Wasser, da keine ausreichende Wasserdichtigkeit und Dampfdich- tigkeit erreichbar ist. Eine ausreichende Dichtigkeit kann hier durch das Vorsehen von Barrieren auf der Folienoberfläche, z.B. durch das auftragen eines Alkylchlorsilan-Gemischs erzielt werden.When selecting the material for the flexible casing and the liquid filling medium, attention must be paid to the requirement of tightness. For example, commercially available foils made of PVC, PE, PP or polyamide are not suitable for filling with water because they cannot achieve sufficient water and vapor tightness. Adequate tightness can be achieved by providing barriers on the film surface, e.g. be achieved by applying an alkylchlorosilane mixture.
Als flüssiges Füllmedium eignen sich auch höher molekulare Stoffe, z.B. Öle aller Art, deren Molekülgröße die Porengröße der Folien übersteigt. Eine Barriereschicht ist dann nicht erforderlich.Higher molecular substances are also suitable as a liquid filling medium, e.g. Oils of all types, whose molecular size exceeds the pore size of the films. A barrier layer is then not necessary.
Das Lichtstreuelement kann gegen eine mechanische Beschädigung (in nicht dargestellter Weise) zusätzlich mit einer entsprechend stabilen Schutzhülle umgeben werden. Diese kann bei- spielsweise durch Übergießen der Hülle 3 mit transparenten Polymeren erzeugt werden. Vorzugsweise werden dabei solche Materialien verwendet, die auch nach dem Erhärten noch ausreichend flexibel bleiben.Against mechanical damage (in a manner not shown), the light scattering element can additionally be surrounded with a correspondingly stable protective cover. This can be produced, for example, by pouring transparent polymers over the shell 3. Preferably materials are used which remain sufficiently flexible even after hardening.
Das in Fig. 1 dargestellte Lichtstreuelement könnte mit derselben Form auch aus einem Vollkörper aus einem vorzugsweise flexiblen Material bestehen. Hierfür eignen sich beispielsweise kautschukartige Silikone, die auch bei Temperaturen von -50° C bis +200° C noch elastisch bleiben. Wegen ihrer guten chemischen Beständigkeit können sie ferner in lichtreaktiven Prozessen eingesetzt werden, für die Glas nicht geeignet ist, z.B. die Photodissoziation von Säuren, die Glas angreifen.The light scattering element shown in FIG. 1 could also consist of a solid body made of a preferably flexible material with the same shape. For this purpose, rubber-like silicones are suitable, which remain elastic even at temperatures from -50 ° C to + 200 ° C. Because of their good chemical resistance, they can also be used in light-reactive Processes are used for which glass is not suitable, e.g. the photodissociation of acids that attack glass.
Solche hüllenlose Lichtstreuelemente können durch entsprechen- de Formen hergestellt werden, wobei auch nach dem Gießen oder Spritzgießen ein Nachformen erfolgen kann.Such coverless light-scattering elements can be produced by appropriate molding, and post-molding can also be carried out after casting or injection molding.
Das in Fig. 2 dargestellte Lichtstreuelement 10 weist wiederum eine stark unregelmäßig geformte äußere Form 3 auf, die in gleicher Weise hergestellt sein kann, wie vorstehend für das Lichtstreuelement 1 gemäß Fig. 1 beschrieben.The light scattering element 10 shown in FIG. 2 again has a strongly irregularly shaped outer shape 3, which can be produced in the same way as described above for the light scattering element 1 according to FIG. 1.
Auch das Lichtstreuelement 10 ist wiederum mit einem transparenten flüssigen Medium 5 gefüllt. Zusätzlich ist innerhalb der Hülle 3 eine stark unregelmäßig geformte, beispielsweise geknüllte transparente Folie 7 vorgesehen, welche zusätzliche Brechungs- bzw. Reflexionseffekte beim Durchstrahlen des Lichtstreuelements 10 mit Licht erzeugt.The light scattering element 10 is in turn filled with a transparent liquid medium 5. In addition, a strongly irregularly shaped, for example crumpled, transparent film 7 is provided within the envelope 3, which creates additional refraction or reflection effects when light is shone through the light scattering element 10.
Die in Fig. 3 dargestellte weitere Ausfuhrungsform eines Lichtstreuelements 20 nach der Erfindung weist wiederum eine geschlossene Hülle 3 auf, die jedoch im Gegensatz zu den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 eine im Wesentlichen glatte, d. h. nicht gefaltete oder geknautschte Außenfläche besitzt. Eine derartige Hülle 3 kann beispielsweise wiederum durch Folienblasen erzeugt werden, wobei eine entsprechend ausgebildete Form verwendet wird. Es ist jedoch auch möglich, eine derartige Hülle durch ein Verschweißen von mehreren einzelnen Folienelementen 3' zu erzeugen.The further embodiment of a light scattering element 20 according to the invention shown in FIG. 3 in turn has a closed envelope 3, which, however, in contrast to the embodiments according to FIGS. 1 and 2, has an essentially smooth, ie. H. has unfolded or crumpled outer surface. Such a sheath 3 can, for example, in turn be produced by film blowing, a suitably designed shape being used. However, it is also possible to produce such an envelope by welding several individual film elements 3 '.
Ist eine mechanisch stabile oder starre Hülle 3 gewünscht, so kann diese selbstverständlich auch durch Verkleben einzelner entsprechend geformter Platten oder geblasenes oder anderweitig geformtes Material (z. B. Kunststoff, Glas) erzeugt wer- den. Innerhalb der Hülle 3 des Lichtstreuelements 20 ist, ebenso wie bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2, eine stark verformte Folie 7 vorgesehen. Diese führt wiederum beim Durchstrahlen des Lichtstreuelements mit Licht zu den gewünschten Beleuch- tungseffekten.If a mechanically stable or rigid shell 3 is desired, this can of course also be produced by gluing individual appropriately shaped plates or blown or otherwise shaped material (eg plastic, glass). A highly deformed film 7 is provided inside the shell 3 of the light scattering element 20, just as in the embodiment according to FIG. 2. This in turn leads to the desired lighting effects when light is shone through the light scattering element.
Das in Fig. 4 dargestellte Lichtstreuelement 30 besitzt eine starre äußere Hülle 3, welche beispielsweise, wie in Fig. 4 dargestellt, pyramidenförmig ausgebildet sein kann. Die starre Hülle 3, die eine ausreichende Stabilität gegen äußere mechanische Einwirkungen aufweist, kann beispielsweise aus Acryl- glas oder jedem anderen transparenten Material hergestellt sein und selbstverständlich jede beliebige Form aufweisen.The light scattering element 30 shown in FIG. 4 has a rigid outer shell 3 which, for example, as shown in FIG. 4, can be pyramid-shaped. The rigid shell 3, which has sufficient stability against external mechanical influences, can be made, for example, of acrylic glass or any other transparent material and of course have any shape.
Innerhalb der starren Hülle 3 ist eine Vielzahl einzelner Lichtstreuelemente angeordnet, die ihrerseits beispielsweise so ausgebildet sein können, wie die Lichtstreuelemente 1, 10 oder 20 gemäß den Fig. 1 bis 3. Auf diese Weise können mehrere oder eine Vielzahl derartiger Lichtstreuelemente zu einem größeren Lichtstreuelement mit einer bestimmten räumlichen Struktur kombiniert werden.A plurality of individual light-scattering elements is arranged within the rigid shell 3, which in turn can be designed, for example, like the light-scattering elements 1, 10 or 20 according to FIGS. 1 to 3. In this way, several or a plurality of such light-scattering elements can form a larger light-scattering element can be combined with a certain spatial structure.
Durch die Flexibilität der einzelnen Lichtstreuelemente können sich diese problemlos an beliebig geformte starre Hüllen an- passen und in der Hülle dicht gepackt werden, wodurch die gewünschten interessanten Lichteffekte erzielbar sind.Due to the flexibility of the individual light scattering elements, they can easily adapt to rigid shells of any shape and can be packed tightly in the sheath, so that the desired interesting light effects can be achieved.
Ggf. können die einzelnen Lichtstreuelemente auch durch mechanischen Druck und/oder zur Verbesserung der Flexibilität er- höhte Temperatur in die starre Hülle eingebracht werden, um ein besseres Anpassen an die Form der starren Hülle und eine dichtere Packung der Lichtstreuelemente zu erreichen.Possibly. the individual light-scattering elements can also be introduced into the rigid shell by mechanical pressure and / or to improve the flexibility, in order to achieve a better adaptation to the shape of the rigid shell and a denser packing of the light-scattering elements.
Die Kombination solcher einzelner Lichtstreuelemente 1, 10 oder 20 kann jedoch selbstverständlich auch in der Weise er- folgen, dass diese ohne eine äußere Hülle 3 zu einer gewünschten Struktur verbunden, beispielsweise verklebt werden.The combination of such individual light scattering elements 1, 10 or 20 can of course also be done in the manner follow that they are connected without an outer shell 3 to a desired structure, for example glued.
Die äußere Hülle 3 des Lichtstreuelements 30 gemäß Fig. 4 kann ihrerseits wiederum mit einem flüssigen Medium 5 gefüllt sein. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, kann innerhalb der äußeren geschlossenen Hülle 3 eine aktive oder passive Lichtquelle 9 vorgesehen sein. Hierbei kann es sich bei einer aktiven Lichtquelle beispielsweise um eine Niedervolt-Halogenlampe und bei einer passiven Lichtquelle beispielsweise um die Enden von Licht führenden Fasern handeln.The outer shell 3 of the light scattering element 30 according to FIG. 4 can in turn be filled with a liquid medium 5. As shown schematically in FIG. 4, an active or passive light source 9 can be provided within the outer closed envelope 3. An active light source can be a low-voltage halogen lamp, for example, and a passive light source can be the ends of light-guiding fibers, for example.
Eine derartige Lichtquelle kann jedoch selbstverständlich nicht nur bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 4, sondern bei jeder beliebigen Ausfuhrungsform der Erfindung innerhalb der Hülle 3 eines Lichtstreuelements vorgesehen sein.Such a light source can of course be provided not only in the embodiment according to FIG. 4, but in any embodiment of the invention within the envelope 3 of a light scattering element.
Soll für die Lichtquelle 9 eine aktive Lichtquelle verwendet werden, so muss diese selbstverständlich flüssigkeitsdicht ausgeführt sein. So können beispielsweise für die Unterwasserbeleuchtung übliche Beleuchtungskörper verwendet werden. Aus Sicherheitsgründen sollte das eine derartige aktive Lichtquelle umgebende flüssige Medium elektrisch nicht leitend sein, um im Fehlerfall die Gefährdung von mit einem derartigen Licht- streuelement hantierenden Personen zu vermeiden.If an active light source is to be used for the light source 9, it must of course be liquid-tight. For example, customary lighting fixtures can be used for underwater lighting. For safety reasons, the liquid medium surrounding such an active light source should not be electrically conductive in order to avoid the danger to persons handling such a light scattering element in the event of a fault.
Bei der Verwendung von aktiven Lichtquellen innerhalb einer mit einem flüssigen Medium 5 gefüllten Hülle 3 ergibt sich der Vorteil einer äußerst raumsparenden Bauform, da das flüssige Medium gleichzeitig als Kühlmedium für die Abfuhr der Verlustleistung der aktiven Lichtquelle dienen kann.When using active light sources within a shell 3 filled with a liquid medium 5, there is the advantage of an extremely space-saving design, since the liquid medium can simultaneously serve as a cooling medium for dissipating the power loss of the active light source.
Zur Erzeugung der gewünschten Beleuchtungseffekte kann das transparente flüssige Medium 5 selbstverständlich auch einge- färbt sein. In jedem Fall sollten die Brechungsindizes des flüssigen Mediums 5 und der darin vorgesehenen geknautschten Folien 7 voneinander verschieden sein, da ansonsten durch die völlige Immertierung der geknautschten Folien deren brechende bzw. reflektierende Wirkung unterdrückt wird. Auf unter- schiedliche Brechungsindizes kann allenfalls dann verzichtet werden, wenn das flüssige Medium bzw. die äußere Hülle 3 des Lichtstreuelements und die geknautschte Folie 7 unterschiedlich eingefärbt sind.To produce the desired lighting effects, the transparent liquid medium 5 can of course also be colored. In any case, the refractive indices of the liquid medium 5 and the crumpled films 7 provided therein may be different from one another, since otherwise the refractive or reflective effect of the crumpled films is suppressed by the complete immersion. Different refractive indices can at best be dispensed with if the liquid medium or the outer shell 3 of the light scattering element and the crumpled film 7 are colored differently.
Gleiches gilt für den Fall, dass mehrere oder eine Vielzahl einzelner Lichtstreuelemente 1, 10 bzw. 20 gemäß Fig. 4 zu einer größeren räumlichen Struktur kombiniert sind. Ist diese Struktur zusätzlich von einem transparenten flüssigen Medium 5 umgeben, so können die gewünschten Brechungs- bzw. Reflexions- effekte auch dadurch erzeugt werden, dass das flüssige Medium innerhalb der einzelnen Lichtstreuelemente 1, 10 bzw. 20 einen anderen Brechungsindex aufweist, als das die einzelnen Lichtstreuelemente umgebende flüssige Medium.The same applies in the event that several or a large number of individual light scattering elements 1, 10 or 20 according to FIG. 4 are combined to form a larger spatial structure. If this structure is additionally surrounded by a transparent liquid medium 5, the desired refraction or reflection effects can also be generated in that the liquid medium within the individual light scattering elements 1, 10 or 20 has a different refractive index than that liquid medium surrounding individual light scattering elements.
Weitere interessante Effekte können sich ergeben, wenn das Lichtstreuelement nicht mit einem homogenen flüssigen Medium, sondern mit voneinander verschiedenen, nicht miteinander mischbaren flüssigen Medien gefüllt werden. Dies führt zu ausgeprägten Phasengrenzen, wobei durch die unterschiedlichen Brechungsindizes der flüssigen Medien wiederum entsprechende Brechungs- bzw. Reflexionseffekte erzeugt werden.Further interesting effects can result if the light scattering element is not filled with a homogeneous liquid medium, but with different, non-miscible liquid media. This leads to pronounced phase boundaries, whereby the different refractive indices of the liquid media in turn generate corresponding refraction or reflection effects.
Vor allem bei großen Beleuchtungsflächen können Reflexionswirkungen an der Hülle 3 eines einzelnen Lichtstreuelements 1, 10 bzw. 20 oder an der äußeren Hülle 3 einer räumlichen Anordnung von einzelnen Lichtstreuelementen 1, 10, 20 erwünscht sein. Dies gilt sowohl in Bezug auf das Licht einer externen Lichtquelle für das Durchstrahlen des Lichtstreuelements als auch für das einfallende Tages- oder anderes Fremdlicht. Hier- zu können jede oder einzelne Hüllen 3 ganz oder teilweise mit einer reflektierenden Schicht versehen sein. Dies kann beispielsweise durch Besputtern oder Bedampfen der Außen- oder Innenseite der Hüllen erfolgen.Especially with large lighting surfaces, reflection effects on the shell 3 of an individual light scattering element 1, 10 or 20 or on the outer shell 3 of a spatial arrangement of individual light scattering elements 1, 10, 20 may be desired. This applies both to the light from an external light source for the transmission of the light scattering element and to the incident daylight or other extraneous light. For this purpose, each or individual sleeves 3 can be wholly or partly with be provided with a reflective layer. This can be done, for example, by sputtering or steaming the outside or inside of the shells.
Auch besteht die Möglichkeit, die Hülle mit einer einseitig reflektierenden Schicht zu versehen, wobei von außen auf das Lichtstreuelement einfallendes Licht reflektiert wird und dennoch Licht von der Innenseite der Hülle nach außen trans- ittiert werden kann. There is also the possibility of providing the sheath with a layer reflecting on one side, light incident on the light scattering element being reflected from the outside and nevertheless light being able to pass from the inside of the sheath to the outside.

Claims

Patentansprüche claims
1. Lichtstreuelement, insbesondere für dekorative Beleuchtungszwecke, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstreuelement makroskopisch chaotisch oder quasi-chaotisch ge- formte Brechungs- und/oder Reflexionsebenen aufweist.1. Light scattering element, in particular for decorative lighting purposes, characterized in that the light scattering element has macroscopically chaotic or quasi-chaotically shaped refraction and / or reflection planes.
2. Lichtstreuelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstreuelement eine geschlossene, zumindest teilweise mit einem flüssigen transparenten Medium (5) gefüllte transparente Hülle (3) aufweist, welche makroskopisch chaotisch oder quasi-chaotisch geformt ist.2. Light scattering element according to claim 1, characterized in that the light scattering element has a closed, at least partially filled with a liquid transparent medium (5) transparent shell (3), which is macroscopically chaotic or quasi-chaotic shaped.
3. Lichtstreuelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle flexibel ist.3. Light scattering element according to claim 2, characterized in that the envelope is flexible.
4. Lichtstreuelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (3) aus einer flexiblen Folie besteht.4. Light scattering element according to claim 3, characterized in that the sheath (3) consists of a flexible film.
5. Lichtstreuelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als flexible Folie ausgebildete Hülle (3) durch unvollständiges Füllen mit dem flüssigen Medium (5) und zumindest teilweises Entfernen des Restgases vor dem Verschließen der Hülle (3) verformt ist.5. Light scattering element according to claim 4, characterized in that the sleeve (3) designed as a flexible film is deformed by incomplete filling with the liquid medium (5) and at least partial removal of the residual gas before closing the sleeve (3).
6. Lichtstreuelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als flexible Folie ausgebildete Hülle (3) durch mechanische Einwirkungen, vorzugsweise Falzen, Knüllen oder dergl., verformt ist. 6. Light scattering element according to claim 4, characterized in that the sleeve (3) designed as a flexible film is deformed by mechanical effects, preferably folding, crumpling or the like.
7. Lichtstreuelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als flexible Folie ausgebildete Hülle (3) durch Verschweißen zweier oder mehrerer vorzugsweise planer Folienelemente (3') hergestellt ist.7. Light scattering element according to one of claims 4 to 6, characterized in that the sleeve (3) designed as a flexible film is produced by welding two or more preferably planar film elements (3 ').
8. Lichtstreuelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als flexible Folie ausgebildete Hülle (3) durch Folienblasen hergestellt ist.8. Light scattering element according to one of claims 4 to 6, characterized in that the sleeve (3) designed as a flexible film is produced by film blowing.
9. Lichtstreuelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hülle (3) eine stark deformierte, vorzugsweise geknüllte Folie (7) angeordnet ist.9. Light scattering element according to one of claims 2 to 8, characterized in that a highly deformed, preferably crumpled film (7) is arranged within the shell (3).
10. Lichtstreuelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hülle (3) transparente oder reflektierende Festkörper vorgesehen sind, welche sich in der Flüssigkeit im schwebenden Gleichgewicht befinden.10. Light scattering element according to one of claims 2 to 9, characterized in that transparent or reflective solid bodies are provided within the shell (3), which are in floating equilibrium in the liquid.
11. Lichtstreuelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstreuelement aus einem oder mehreren transparenten hochviskosen oder flexiblen Materialien besteht, wobei die Außenfläche des Lichtstreuelements makroskopisch chaotisch oder quasi-chaotisch ausgebildet ist.11. Light scattering element according to claim 1, characterized in that the light scattering element consists of one or more transparent, highly viscous or flexible materials, the outer surface of the light scattering element being formed macroscopically chaotic or quasi-chaotic.
12. Lichtstreuelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtstreuelement eine Hülle (3) mit im Wesentlichen glatter Außenfläche aufweist und dass innerhalb der Hülle (3) eine stark deformierte, vorzugsweise geknüllte Folie (7) , und/oder ein oder mehrere Lichtstreuelemente (1, 10, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet sind. 12. Light scattering element according to claim 1, characterized in that the light scattering element has a shell (3) with a substantially smooth outer surface and that within the shell (3) a strongly deformed, preferably crumpled film (7), and / or one or more light scattering elements (1, 10, 20) according to one of claims 1 to 11 are arranged.
13. Lichtstreuelement nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (3) aus einem im Wesentlichen starren Material besteht.13. Light scattering element according to claim 12, characterized in that the sheath (3) consists of a substantially rigid material.
14. Lichtstreuelement nach Anspruch 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hülle (3) eine aktive oder passive Lichtquelle (9) vorgesehen ist.14. Light scattering element according to claim 12 or 13, characterized in that an active or passive light source (9) is provided within the shell (3).
15. Lichtstreuelement nach Anspruch 14 , dadurch gekennzeich- net, dass die Hülle (3) zumindest teilweise mit einem flüssigen Medium (5) gefüllt ist, das gleichzeitig als Kühlmedium für eine aktive Lichtquelle (9) dient. 15. Light scattering element according to claim 14, characterized in that the sheath (3) is at least partially filled with a liquid medium (5) which simultaneously serves as a cooling medium for an active light source (9).
PCT/DE1997/001199 1996-10-07 1997-06-11 Light diffuser, especially for decorative lightening WO1998015773A1 (en)

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