Beleuchtungssystem für Räume

Abstract

 Ein Beleuchtungssystem für Räume 1 weist einen Lichtleiter 5 innerhalb dieses Raumes 1 auf. Er besitzt im Bereich der Gebäudefassade 2 oberhalb der Fenster 3 eine Einkoppeleinrichtung 6 insbesondere in Form einer Zylinderlinse, mittels der Sonnenlicht 9 in den Lichtleiter 5 eingespeist wird. Auf der Oberfläche des Lichtleiters 5 sind adaptiv Auskoppeleinrichtungen 7 angeordnet, welche an dieser Stelle des Lichtleiters 5 die Totalreflexion aufheben und das Licht 9' in den Raum abstrahlen. In den Auskoppeleinrichtungen 7 sind zusätzliche Lampen 8 für eine zusätzliche Kunstlichtbeleuchtung integriert. Dadurch ist ein kombiniertes Tageslicht-Kunstlicht-System mit dezentraler Kunstlichteinspeisung geschaffen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für Räume nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem für Räume handelt es sich um ein Tageslichtlenksystem, mit dem außerhalb eines Gebäudes eingefangenes Sonnenlicht ins Innere des Gebäudes geleitet wird, um so teilweise oder gar vollständig auf Kunstlicht verzichten zu können.

[0003] Beleuchtungssysteme für Räume der eingangs angegebenen Art sind bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, in eine durchscheinende Röhre von deren offenen Stirnseite her Sonnenlicht einzuspeisen. Diese Röhre ist innenseitig mit einer strukturierten Folie oder dgl. derart ausgekleidet, daß das eingefangene Sonnenlicht aufgrund Reflexion längs des Rohres geleitet wird. An vorgegebenen Stellen der Mantelfläche wird die Folie entfernt, so daß das Licht im Innern des Rohres die Möglichkeit hat, an dieser Stelle durch die Rohrwand nach außen zu treten. Der darunter befindliche Bereich des Raumes wird dadurch mit Tageslicht erhellt. Allerdings ist die Ausbildung derartiger Durchtrittsinseln für das Sonnenlicht im Rohr technisch sehr aufwendig.

[0004] Weiterhin ist es bekannt, an einer zentralen Stelle Kunstlicht in einen totalreflektierenden Leiter einzuspeisen, um an einer anderen, gewünschten Stelle das Kunstlicht zur Verfügung zu haben. Allerdings sind aufgrund der langen Lichtwege im Lichtleiter die Lichtverluste nicht unerheblich.

[0005] Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Beleuchtungssystem für Räume mit einer verbesserten Auskoppelung des eingespeisten Sonnenlichtes zu schaffen.

[0006] Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

[0007] Die Grundidee des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems für Räume besteht darin, daß das eingekoppelte Sonnenlicht gewissermaßen im Lichtleiter "eingesperrt" ist, daß aber an ausgewählten, gewünschten Stellen adapterartige Elemente angeordnet sind, welche es ermöglichen, daß das im Lichtleiter befindliche Sonnenlicht an diesen Stellen austreten kann. Damit das Sonnenlicht austreten kann, ist die Auskoppeleinrichtung derart ausgebildet und am Lichtleiter angeordnet, daß an dieser Stelle keine Totalreflexion stattfindet, sondern daß vielmehr das Licht durch die Grenzfläche zwischen dem Lichtleiter und der angrenzenden Auskoppelvorrichtung hindurchtreten kann. Um dies zu ermöglichen, kann es beispielsweise in Einzelfällen erforderlich sein, zwischen der Oberfläche des Lichtleiters und der Auskoppeleinrichtung ein Zwischenmedium vorzusehen, welches es von der Konsistenz und dem Brechungsindex her ermöglicht, daß die Totalreflexion "ausgeschaltet" wird. Wesentlich bei diesem Beleuchtungssystem ist, daß die Auskoppeleinrichtung bzw. die Auskoppeleinrichtungen nicht die gesamte Fläche des Lichtleiters abdecken, sondern daß sie nur bereichsweise am Lichtleiter angeordnet sind, und zwar an denjenigen Stellen, wo eine Beleuchtung gefordert ist. Das Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems sind insbesondere tiefe Büroräume mit dahinterliegendem Flurbereich. Wie ausgeführt, erfolgt die Auskoppelung des Sonnenlichtes über am Lichtleiter adaptierte Auskoppelelemente, welche - wie ausgeführt - das Sonnenlicht dort auskoppeln, wo es gebraucht wird, nämlich beispielsweise an einem Arbeitsplatz. Somit wird an den gewünschten Stellen mit Hilfe des adaptierbaren Auskoppelelements das Sonnenlicht gerichtet nach unten oder seitlich gelenkt. Die somit an beliebigen Stellen des Lichtleiters modulartig angeordneten Auskoppelelemente koppeln somit das im Lichtleiter an dieser Stelle sich befindende Sonnenlicht aus und erhellen so die gewünschte Stelle im Raum.

[0008] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 schlägt verschiedene Möglichkeiten zur Profilierung des Lichtleiters vor. Die Form des klaren Kunststoffstabes kann zylindrisch (mit einem runden) oder mit einem ovalen Querschnittsprofil sein. Die bevorzugte Profilierung ist jedoch eine rechteckige, flache Platte als Lichtleiter. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich die flache Platte gut in die Architektur integrieren läßt, wobei das Licht eventuell über eine Zylinderlinse in die Querschnittsfläche des Lichtleiters eingelenkt wird. Die Anordnung des Lichtleiters im Raum kann sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Somit wird als Lichtleiter ein insbesondere massiver, durchscheinender Körper verwendet, in welchen das Sonnenlicht eingespeist wird. Durch Totalreflexion wird das Sonnenlicht längs dieses Leiters geleitet. Durch diese spezielle Ausbildung des Lichtleiters wird das Tageslicht nicht über große Entfernungen mit vielfachen Verzweigungen transportiert, so daß der Wirkungsgrad groß ist. Als Material für den Lichtleiter kann beispielsweise Polycarbonat verwendet werden.

[0009] Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 wird als spezielle Ausbildung des Lichtleiters eine flache Platte vorgeschlagen. Diese kann entweder horizontal oder vertikal angeordnet sein. Auch eine Schräganordnung dieser flachen Platte ist möglich.

[0010] Die Weiterbildung des Anspruchs 4 hat den Vorteil, daß die außen aufgebrachte Beschichtung den Winkel der Totalreflexion vergrößert. Beispielsweise kann es sich um eine Acrylummantelung handeln.

[0011] Eine weitere Weiterbildung schlägt gemäß Anspruch 5 vor, daß der Lichtleiter eine farbige Ummantelung aufweist, um so die Lichtabstrahlung farblich zu gestalten.

[0012] Eine bevorzugte Anordnung der Einkoppeleinrichtung schlägt Anspruch 6 vor. Das Grundprinzip besteht darin, daß das Beleuchtungssystem das Sonnenlicht an der Hausfassade aufnimmt und tief von dem Fenster weit entfernte Raumzonen mit Tageslicht beleuchtet. Eine geeignete Stelle der Einkoppeleinrichtung ist der Fassadenbereich zwischen den Stockwerken, also der Wandbereich oberhalb der Fenster. An dieser Stelle können Lichtsammler problemlos montiert werden.

[0013] Vorzugsweise ist dabei gemäß Anspruch 7 die Einkoppeleinrichtung außerhalb des Raumes angeordnet. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, die Einkoppeleinrichtung innerhalb des Raumes anzuordnen, beispielsweise hinter einer Fensterblende.

[0014] Um das Licht optimal in den Lichtleiter einkoppeln zu können, schlägt Anspruch 8 eine Linse, insbesondere eine Zylinderlinse vor. Diese bündelt das eingefangene Sonnenlicht und leitet es in den Lichtleiter weiter. Dabei ist es möglich, zwischen der Zylinderlinse und dem flachen Lichtleiter ein flexibles Zwischenstück einzusetzen, um die Brennpunktverschiebung bei unterschiedlichen Sonnenständen auszugleichen und das Licht in den Lichtleiter einspeisen zu können.

[0015] Um das System effizient zu machen, schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 eine Sonnenstand-Nachführung für die Einkoppeleinrichtung vor. Diese Sonnenstand-Nachführung ist mit dem Lichtleiter im Innenraum gekoppelt. Die Sonnenstands-Nachführung ist vorzugsweise selbststeuernd, beispielsweise durch eine thermohydraulische Einrichtung.

[0016] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 10 hat den Vorteil, daß bei vorhandenem Lichtleiter eine individuelle Anbringung der Auskoppeleinrichtungen möglich ist, um einen gewünschten Arbeitsplatz individuell zu beleuchten.

[0017] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 hat den Vorteil, daß dadurch eine optimale Einkopplung des eingefangenen Sonnenlichts möglich ist. Insbesondere wird die gesamte Breite des Lichtleiters genutzt.

[0018] Als Auskoppeleinrichtung kann gemäß den Weiterbildungen der Ansprüche 12 und 13 eine Hologrammstruktur oder eine Prismenstruktur verwendet werden. Beide Technologien, nämlich die Hologrammtechnologie sowie die Prismentechnologie sind gleichermaßen geeignet, um das Sonnenlicht optimal auskoppeln zu können. Insbesondere kann durch diese beiden Strukturen gewährleistet werden, daß eine Blendwirkung nicht erfolgt, indem der Abstrahlwinkel hin zur Horizontalen einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Bei der Prismenstruktur kann es sich um eine Prismenfolie handeln, welche auf der Oberfläche des Lichtleiters befestigt wird. Diese Prismenfolien können beispielsweise dadurch leicht in ihren Positionen veränderbar sein, wenn sie mit einer transparenten, adhäsiven Flüssigkeit am Lichtleiter lösbar angeklebt werden.

[0019] Eine Alternative zu den zuvor beschriebenen Hologramm- sowie Prismenstrukturen schlägt Anspruch 14 vor. Die Grundidee hier besteht darin, auf der Oberseite des Lichtleiters einen Reflexionskörper anzuordnen. Dieser Reflexionskörper besteht ebenso wie der Lichtleiter aus einem massiven Material, insbesondere aus dem gleichen Material wie der Lichtleiter. Die dem Lichtleiter zugewandte Flachseite des Reflexionskörpers ist dabei derart mit dem Lichtleiter gekoppelt, daß an dieser Kontaktstelle die Totalreflexion aufgehoben ist. Dies kann beispielsweise durch einen geeigneten Kunststoffkleber oder durch ein Öl erfolgen, welches den gleichen Brechungsindex wie das Lichtleitermaterial aufweist. Das Grundprinzip dieser Auskoppeleinrichtung besteht darin, daß an der Stelle des Reflexionskörpers das Licht aus dem Lichtleiter austritt und in den Reflexionskörper eintritt. Die vom Lichtleiter abgewandte Oberfläche des Reflexionskörpers ist dabei mit einer Reflexionsbeschichtung versehen, so daß das Licht derart zurückreflektiert wird, daß aufgrund einer entsprechenden Profilierung des Reflexionskörpers keine Totalreflexion mehr bezüglich des Lichtleiters stattfindet und somit das Licht durch den Lichtleiter hindurch zur anderen Seite hin ausgekoppelt werden kann.

[0020] Vorzugsweise handelt es sich gemäß Anspruch 15 um einen konvex gekrümmten Reflexionskörper.

[0021] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 16 hat den Vorteil, daß nur im Bereich des Zwischensockels das Licht aus dem Lichtleiter in den Reflexionskörper eingekoppelt werden kann. Dies bedeutet, daß - bei gleich großen Reflexionskörpern - durch Variation der Querschnittsfläche des Sockels die Intensität des ausgekoppelten Lichtes verändert werden kann. Der Sockel besteht dabei ebenso wie der Reflexionskörper aus einem durchsichtigen, massiven Material, vorzugsweise das gleiche Material wie der Reflexionskörper (sowie das gleiche Material wie der Lichtleiter).

[0022] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 17 betrifft verschiedene Zwischenmaterialien zwischen dem Lichtleiter und der Auskoppeleinrichtung, um an dieser Stelle die Totalreflexion aufzuheben. Es sind nämlich Kunststoffklebstoffe sowie Öle bekannt, welche im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das Material des Lichtleiters sowie gegebenenfalls der Auskoppeleinrichtung besitzen.

[0023] Eine bevorzugte Weiterbildung schlägt Anspruch 18 vor. Dadurch ist ein kombiniertes Tageslicht- Kunstlicht-System mit der kombinierten Verwendung von Tageslicht und Kunstlicht im Sinne einer bedarfsgerechten Raumbeleuchtung geschaffen. Die zusätzliche Lampe der Kunstlichtquelle, welche in einer Leuchte integriert sein kann, wird dann aktiviert, sobald kein Sonnenlicht zur Verfügung steht oder wenn das zur Verfügung stehende Sonnenlicht nicht ausreicht. Diese zusätzliche Kunstlichtquelle kann beispielsweise als separate Leuchte benachbart zum Auskoppler angeordnet werden.

[0024] Es ist zwar grundsätzlich denkbar, eine zentrale Kunstlichteinspeisung vorzunehmen, doch wären dann die Verluste von der Einspeisestelle bis zur Abstrahlstelle relativ hoch. Aus diesem Grunde schlägt die bevorzugte Weiterbildung gemäß Anspruch 19 vor, daß die Lampe der Auskoppeleinrichtung zugeordnet ist. Dies ist im allgemeinsten Sinne zu verstehen, daß die Lampe (oder auch mehrere Lampen) im Bereich der Auskoppeleinrichtung angeordnet ist. Dadurch ist eine dezentrale Kunstlichteinspeisung geschaffen. Die Grundidee besteht darin, daß das Kunstlicht dort erzeugt wird, wo es gebraucht wird. Somit wird die im Bereich der Auskoppelelemente vorgesehene zusätzliche Kunstlichtquelle dann aktiviert, wenn das Sonnenlicht nicht ausreicht oder gar nicht vorhanden ist.

[0025] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 20 hat den Vorteil, daß die Auskoppeleinrichtung gleichzeitig auch die Kunstlichtquelle darstellt, welche bei Bedarf zugeschaltet wird.

[0026] Alternativ zu der Integration der Lampe in der Auskoppeleinrichtung schlägt Anspruch 21 vor, daß die Lampe auf der zu der Auskoppeleinrichtung gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters angeordnet ist.

[0027] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt Anspruch 22 vor. Der Vorteil liegt darin, daß die Abstrahlung des Kunstlichtes über den Auskoppler erfolgt, so daß letztendlich nicht unterschieden werden kann, ob das Licht von der Sonne oder von der Kunstlichtquelle stammt.

[0028] Eine alternative Anordnung der Lampe schlägt Anspruch 23 vor. Die Grundidee besteht darin, die Lampe (bzw. die dazugehörige Leuchte) nicht unmittelbar der Auskoppeleinrichtung für das Sonnenlicht zuzuordnen (beispielsweise sie in der Auskoppeleinrichtung zu integrieren), sondern die Lampe ohne bauliche Zuordnung am Lichtleiter anzuordnen.

[0029] Die technische Realisierung gemäß Anspruch 24 übernimmt vom Grundprinzip her die Einkoppelung sowie Auskoppelung des Sonnenlichts. Die Lampe kann dabei an einer beliebigen Stelle am Lichtleiter angeordnet werden, während die Auskoppeleinrichtung an der gewünschten Stelle des Lichtleiters plaziert wird, nämlich dort, wo eine Beleuchtung mittels Kunstlicht vorgesehen sein soll.

[0030] Grundsätzlich ist es denkbar, die Auskoppeleinrichtung für das Sonnenlicht gleichermaßen auch für die Auskoppelung für das Kunstlicht zu verwenden. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 25 schlägt jedoch eine eigene Auskoppelstruktur für das Kunstlicht vor. Der Vorteil besteht darin, daß unabhängig von der örtlichen Abstrahlung des Sonnenlichts das Kunstlicht an einer anderen, gewünschten Stelle abgestrahlt werden kann.

[0031] Eine bevorzugte Weiterbildung hiervon schlägt Anspruch 26 vor. Die Grundidee liegt in einer Quereinspeisung des Kunstlichts. Beispielsweise kann die Lampe im wesentlichen rechtwinklig zur Längserstreckung des Lichtleiters angeordnet werden. Die der Lampe zugeordnete Auskoppelstruktur ist dabei nur für dieses Kunstlicht wirksam, während diese Auskoppelstruktur das längs des Lichtleiters sich ausbreitende Tageslicht passieren läßt. Als Auskoppeleinrichtung für das Kunstlicht kann beispielsweise die bereits zuvor erwähnte Prismenfolie dienen, um das Licht auszulenken. Die Prismen dieser Prismenfolie liegen dabei quer zur Lichtausbreitungsrichtung. Senkrecht hierzu können beispielsweise dann die Prismen der Auskoppeleinrichtung für das Tageslicht ausgerichtet sein.

[0032] Schließlich schlägt Anspruch 27 vor, daß der Lichtleiter eine zusätzliche diffuse Lichtabstrahlung ermöglicht. Die Auskoppelung von Diffuslicht aus dem Lichtleiter hat den Vorteil, daß dadurch Decken oder Wände erhellt werden können.

[0033] Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems für Räume wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1

eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Raum mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem bei Sonnenschein;

Fig. 2

eine Draufsicht auf das System in Fig. 1;

Fig. 3

eine Darstellung entsprechend der in Fig. 1, jedoch bei Dunkelheit mit eingeschaltetem Kunstlicht;

Fig. 4

eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 1, jedoch mit der Andeutung der Positionsveränderung eines der Auskoppelelemente;

Fig. 5

eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems bei Sonnenschein;

Fig. 6

eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Raum des Beleuchtungssystems in Fig. 5;

Fig. 7

eine weitere Ausführungsvariante des Beleuchtungssystems mit einer senkrecht angeordneten Platte sowie mit pilzförmigen Auskoppelelementen;

Fig. 8

ein vergrößerter Detailausschnitt der Darstellung in Fig. 7 mit einer Darstellung des Strahlenganges;

Fig. 9

einen Querschnitt durch die Darstellung in Fig. 8, jedoch zusätzlich mit Lampen.

[0034] Ein Raum 1 weist eine Gebäudefassade 2 mit zwei Fenstern 3 auf. Innerhalb dieses Raumes 1 möge sich ein Arbeitsplatz 4 mit Tisch und Stuhl befinden.

[0035] Im Deckenbereich des Raumes 1 befindet sich ein plattenförmiger, rechteckiger Lichtleiter 5. Das eine Ende dieses Lichtleiters 5 mündet oberhalb des Fensters 3 in der Gebäudefassade 2. Er weist an seiner Stirnseite eine Einkoppeleinrichtung 6 auf, welche jedoch nur rein schematisch angedeutet ist.

[0036] Im Innern des Raumes 1 befinden sich an der Unterseite des plattenförmigen Lichtleiters 5 zwei Auskoppeleinrichtungen 7. In diesen sind jeweils zwei Lampen 8 integriert.

[0037] Die Funktionsweise des Beleuchtungssystems der Fig. 1 bis 3 ist wie folgt:

[0038] Das Sonnenlicht 9 fällt auf die Einkoppeleinrichtung 6 des Lichtleiters 5. Bei dieser Einkoppeleinrichtung 6 kann es sich beispielsweise um eine Zylinderlinse handeln. Diese kann zusätzlich mit einer Nachführung in Anpassung an den jeweiligen Sonnenstand ausgerüstet sein. Das von der Einkoppeleinrichtung 6 eingefangene Sonnenlicht 9 wird in den Lichtleiter 5 eingespeist. Das Licht 9' erfährt dabei innerhalb des Lichtleiters 5 eine Totalreflexion und breitet sich somit innerhalb des Lichtleiters 5 aus.

[0039] Im Bereich der Auskoppeleinrichtungen 7 ist die Totalreflexion aufgehoben. Dies bedeutet, daß das im Bereich dieser Auskoppeleinrichtungen 7 befindliche Licht 9' austreten kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Licht 9" nach unten abgestrahlt, insbesondere auf den Arbeitsplatz 4.

[0040] Sobald die Sonne nicht mehr scheint oder es gar Nacht ist, ist die Tageslichtbeleuchtung unterbrochen. In diesem Fall werden die in der Auskoppeleinrichtung 7 integrierten Lampen 8 in Betrieb gesetzt und beleuchten den Raum 1, insbesondere den Arbeitsplatz 4. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.

[0041] Selbstverständlich ist auch ein Mittelweg denkbar, daß nämlich die Tageslichtbeleuchtung mit der Kunstlichtbeleuchtung kombiniert wird.

[0042] Die Fig. 4 soll lediglich symbolisch veranschaulichen, daß die Position der Auskoppeleinrichtung 7 nicht starr vorgegeben ist, sondern daß beispielsweise die Position der hinteren Auskoppeleinrichtung 7 nach vorne zum Fenster 3 hin veränderbar ist.

[0043] Die Ausführungsform der Fig. 5 und 6 zeigt zum einen eine konkrete technische Realisierung der Auskoppeleinrichtung 7 sowie weiterhin eine alternative Anordnung der Lampe 8.

[0044] Fig. 6 zeigt in vergrößerten Ausschnittsdarstellungen zwei Versionen der Auskoppeleinrichtung 7 in Form einer sogenannten Prismenfolie, welche an der Unterseite des Lichtleiters 5 angeordnet ist. Während bei der in der Zeichnung linken Version es sich bei den Prismen um Dreiecksprofile handelt, handelt es sich bei der rechten Version bei den Prismen um negative Trapezprofile. Diese Profile bewirken, daß beim Auftreffen des Lichtes 9' dieses als Licht 9" ausgekoppelt wird. Die Längserstreckung der Prismenprofile ist dabei quer zur Längserstreckung des Lichtleiters 5 und damit zur Ausbreitung des Lichts 9' innerhalb dieses Lichtleiters 5.

[0045] Bei diesem Ausführungsbeispiel sind seitlich am Lichtleiter 5 zwei Lampen 8 angeordnet, welche das Kunstlicht 10 seitlich, d.h. quer zum Licht 9' des Sonnenlichts 9 in den Lichtleiter 5 einstrahlen. Die Ausbreitung dieses Kunstlichts 10 erfolgt dabei mittels Totalreflexion innerhalb des Lichtleiters 5. Damit das Kunstlicht 10 abgestrahlt wird, ist eine Auskoppeleinrichtung 11 vorgesehen. Diese wird - ebenfalls - durch eine Prismenstruktur mittels einer Prismenfolie gebildet. Allerdings ist die Ausrichtung der Prismen senkrecht zur Ausrichtung der Prismen bei der Auskoppeleinrichtung 7 für das Sonnenlicht 9.

[0046] Die Funktionsweise dieses Beleuchtungssystems der Fig. 5 und 6 ist wie folgt:

[0047] Das Sonnenlicht 9 wird in der zuvor beschriebenen Weise mittels der Auskoppeleinrichtung 7 ausgekoppelt. Da die Prismen der Auskoppeleinrichtung 11 in Ausbreitungsrichtung des Lichts 9' liegen, wird die Ausbreitung des Lichts 9' des Sonnenlichts 9 durch diese Auskoppeleinrichtung 11 nicht gestört. Die Auskoppeleinrichtung 11 dient nur der Auskopplung des senkrecht zum Licht 9' sich ausbreitenden Lichts, nämlich dem von den Lampen 8 stammenden Kunstlicht 10. Die Auslenkung des Kunstlichts 10 erfolgt somit nach unten.

[0048] Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel zur technischen Realisierung des Beleuchtungssytems. Hier ist der Lichtleiter 5 als senkrecht stehende, flache Platte ausgebildet. Auf der Oberseite dieser flachen Platte befinden sich die Auskoppeleinrichtungen 7. Dabei handelt es sich bei dieser Auskoppeleinrichtung 7 um einen konvex gekrümmten Reflexionskörper 12 vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das des Lichtleiters 5. Die konvexe Oberfläche dieses Reflexionskörpers 12 ist mit einer Reflexionsbeschichtung 13 versehen, welche in Fig. 8 gestrichelt angedeutet ist. Zwischen dem Reflexionskörper 12 und dem Lichtleiter 5 ist ein Sockel 14 angeordnet, welcher einen geringeren Querschnitt aufweist als der Querschnitt des Reflexionskörpers 12. Auch dieser Sockel 14 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das des Lichtleiters 5 sowie des Reflexionskörpers 12. Die Kontaktflächen einerseits zwischen dem Lichtleiter 5 und dem Sockel 14 und andererseits zwischen dem Sockel 14 und dem Reflexionskörper 12 sind derart präpariert, daß an dieser Stelle die Totalreflexion aufgehoben ist. Dies kann beispielsweise durch einen Kunststoffklebstoff oder durch ein Öl erfolgen, wobei diese vorgenannten Materialien den gleichen Brechungsindex wie die Materialien der vorgenannten Bauteile besitzen.

[0049] Die Funktionsweise dieses Beleuchtungssystems der Fig. 7 bis 9 ist wie folgt:

[0050] Das Licht 9' wird zunächst in dem senkrecht stehenden Lichtleiter 5 totalreflektiert. Im Bereich des Sockels 14 wird das Licht 9' ausgekoppelt und gelangt in den Reflexionskörper 12. An der Reflexionsbeschichtung 13 wird dann das Licht 9" nach unten reflektiert. Die Krümmung des Reflexionskörpers 12 ist dabei derart, daß keine Totalreflexion in dem Lichtleiter 5 beim Durchdringen des Lichtes 9" auftreten kann. Dies bedeutet, daß das Licht 9" den Lichtleiter 5 durchstrahlt. Damit ist auch im Hinblick auf einen Blendschutz der Abstrahlwinkel begrenzt.

[0051] Eine weiterführende Variante sieht Fig. 9 vor, und zwar dergestalt, daß zusätzlich noch zwei Lampen 8 vorgesehen sind. Diese sind neben dem Lichtleiter 5 unterhalb des überstehenden Reflexionskörpers 12 angeordnet. Das nach oben abgestrahlte Licht dringt dabei teilweise in den Reflexionskörper 12 ein und wird an der Reflexionsbeschichtung 13 in der zuvor beschriebenen Weise nach unten reflektiert.

Bezugszeichenliste

[0052] 

1

Raum

2

Gebäudefassade

3

Fenster

4

Arbeitsplatz

5

Lichtleiter

6

Einkoppeleinrichtung

7

Auskoppeleinrichtung

8

Lampe

9

Sonnenlicht

9'

Licht

9"

Licht

10

Kunstlicht

11

Auskoppeleinrichtung

12

Reflexionskörper

13

Reflexionsbeschichtung

14

Sockel

Ansprüche

1. Beleuchtungssystem für Räume (1)
mit einem im wesentlichen innerhalb des Raumes (1) befindlichen Lichtleiter (5), mit einer Einkoppeleinrichtung (6) zum Einspeisen von Sonnenlicht (9) in den Lichtleiter (5), wobei sich das Licht (9') längs des Lichtleiters (5) durch Reflexion ausbreitet, sowie mit einer Auskoppeleinrichtung (7) zum Abstrahlen des Lichts (9") in den Raum (1), dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbreitung des Lichts (9') im Lichtleiter (5) durch Totalreflexion erfolgt und daß die Auskoppeleinrichtung (7) außen am Lichtleiter (5) adaptiv anordenbar ist und an dieser Stelle des Lichtleiters (5) die Totalreflexion aufhebt.

2. Beleuchtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (5) ein im Querschnitt flaches, rechteckiges oder rundes oder ovales Profil aufweist.

3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (5) eine entweder horizontal oder vertikal oder schräg angeordnete, flache Platte ist.

4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (5) eine Ummantelung aus einem Material aufweist, welches den Grenzwinkel für die Totalreflexion vergrößert.

5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (5) eine farbige Ummantelung aufweist.

6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinrichtung (6) im Bereich der Gebäudefassade (2) angeordnet ist.

7. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinrichtung (6) außerhalb des Raumes (1) angeordnet ist.

8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinrichtung (6) durch eine Linse, insbesondere eine Zylinderlinse gebildet ist.

9. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinrichtung (6) eine Sonnenstand-Nachführung aufweist.

10. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auskoppeleinrichtung (7) in ihrer Position am Lichtleiter (5) veränderbar angeordnet ist.

11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Auskoppeleinrichtung (7) im wesentlichen über die gesamte Breite des insbesondere plattenförmigen Lichtleiters (5) erstreckt.

12. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auskoppeleinrichtung (7) eine Hologrammstruktur aufweist.

13. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auskoppeleinrichtung (7) eine Prismenstruktur aufweist.

14. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auskoppeleinrichtung (7) durch einen Reflexionskörper (12) gebildet ist, welcher mit einer Reflexionsbeschichtung (13) versehen ist.

15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reflexionskörper (12) konvex gekrümmt ist.

16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Reflexionskörper (12) und dem Lichtleiter (5) ein Sockel (14) mit einem kleineren Querschnitt als der Reflexionskörper (12) angeordnet ist.

17. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Lichtleiter (5) und der Auskoppeleinrichtung (7) ein Klebstoff oder ein Öl mit einem Brechungsindex vorgesehen ist, welcher die Totalreflexion des Lichtleiters (5) aufhebt.

18. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich wenigstens eine Lampe (8) vorgesehen ist.

19. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampe (8) der Auskoppeleinrichtung (7) zugeordnet ist.

20. Beleuchtungssystem nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampe (8) in der Auskoppeleinrichtung (7) integriert ist.

21. Beleuchtungssystem nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampe (8) auf der zu der Auskoppeleinrichtung (7) gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters (5) angeordnet ist.

22. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstrahlung der Lampe (8) durch die Auskoppeleinrichtung (7) hindurch erfolgt.

23. Beleuchtungssystem nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampe (8) separat von der Auskoppeleinrichtung (7) angeordnet ist.

24. Beleuchtungssystem nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampe (8) ihr Kunstlicht (10) in den Lichtleiter (5) einkoppelt und die Ausbreitung des Kunstlichts (10) innerhalb des Lichtleiters (5) durch Totalreflexion erfolgt und daß eine Auskoppeleinrichtung (11) außen am Lichtleiter (5) adaptiv anordenbar ist und an dieser Stelle des Lichtleiters (5) die Totalreflexion aufhebt.

25. Beleuchtungssystem nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der Lampe (8) zugeordnete Auskoppeleinrichtung (11) nicht identisch mit der Auskoppeleinrichtung (7) für das Sonnenlicht (9) ist.

26. Beleuchtungssystem nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einkoppeleinrichtungen einerseits für das Sonnenlicht (9) und andererseits für das Kunstlicht (10) unterschiedlich sind und daß die zugeordneten Auskoppeleinrichtungen (7,11) im wesentlichen nur für die jeweils zugeordneten Lichtquellen wirksam sind.

27. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (5) derart ausgebildet ist, daß er zusätzlich eine diffuse Lichtabstrahlung besitzt.

Zeichnung