DE102015104572A1 - Lighting device for aircraft interiors - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für ein Flugzeug enthält eine Lichtquelle, beispielsweise eine LED, und eine Einkoppeleinrichtung, die das Licht der Lichtquelle in einen Lichtleiter einkoppelt. Bei großen flächigen Lichtleitern werden vorteilhafterweise mehrere Lichtquellen verwendet, die in einer Leiste im Randbereich des Lichtleiters angeordnet sind und für eine gute Ausleuchtung in die Breitseite des Lichtleiters einstrahlen.
Der flächige Lichtleiter aus Kunststoff enthält eine über die Oberfläche verteilte Auskoppelstruktur. Über diese Auskoppelstruktur wird Licht aus dem Lichtleiter ausgekoppelt. In Bereichen des Lichtleiters ohne diese Auskoppelstruktur erfolgt keine Auskopplung, sie bleiben von außen gesehen unbeleuchtet. The illumination device according to the invention for an aircraft contains a light source, for example an LED, and a coupling device which couples the light from the light source into a light guide. In the case of large flat light guides, advantageously several light sources are used which are arranged in a strip in the edge region of the light guide and radiate into the broad side of the light guide for good illumination.
The planar plastic light guide contains a decoupling structure distributed over the surface. Light is extracted from the light guide via this coupling-out structure. In areas of the light guide without this coupling-out structure no coupling takes place, they remain unlit from the outside.
Description
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, die in Flugzeugen zur Beleuchtung großer Flächen einsetzbar ist. The invention relates to a lighting device that can be used in aircraft to illuminate large areas.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Aus Flugzeugen sind zur Beleuchtung der Passagierkabine sowohl längliche, zumeist im Deckenbereich angebrachte Beleuchtungskörper für große Teile des Kabinenbereichs, als auch Einzelstrahler zur Ausleuchtung einzelner Sitzplätze bekannt. Airplanes are known for illuminating the passenger cabin both elongated, usually mounted in the ceiling area lighting fixture for large parts of the cabin area, as well as single spotlights for illuminating individual seats.
Weitere Einrichtungsgegenstände der Kabine, wie zum Beispiel Trennwände, sind zumeist unbeleuchtet. Eine Beleuchtung, insbesondere eine diffuse Hintergrundbeleuchtung ist wünschenswert, jedoch sind hinterleuchtete Glasplatten in der Regel schwer. Other furnishings of the cabin, such as partitions, are mostly unlit. Illumination, particularly diffuse backlighting, is desirable, but backlit glass panels are typically heavy.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Schwierigkeiten bei der Ausleuchtung von Flugzeuginnenräumen zu überwinden. It is an object of the invention to overcome the aforementioned difficulties in the illumination of aircraft interiors.
Die Aufgabe wird mit einer Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt. The object is achieved with a lighting device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are listed in the further claims.
Dazu enthält die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für ein Flugzeug zumindest eine Lichtquelle, beispielsweise eine LED, und eine Einkoppeleinrichtung, die das Licht der Lichtquelle in einen Lichtleiter einkoppelt. Bei großen flächigen Lichtleitern werden vorteilhafterweise mehrere Lichtquellen verwendet, die in einer Leiste an einer Kante des Lichtleiters angeordnet sind und für eine gute vollflächige Ausleuchtung in die Breitseite des Lichtleiters einstrahlen. For this purpose, the lighting device according to the invention for an aircraft contains at least one light source, for example an LED, and a coupling device which couples the light from the light source into a light guide. In the case of large-surface light guides, advantageously several light sources are used, which are arranged in a strip on one edge of the light guide and radiate into the broad side of the light guide for good full surface illumination.
Der flächige Lichtleiter aus Kunststoff enthält eine über die Oberfläche verteilte Auskoppelstruktur. Über diese Auskoppelstruktur wird Licht aus dem Lichtleiter ausgekoppelt. In Bereichen des Lichtleiters ohne diese Auskoppelstruktur erfolgt keine Auskopplung, sie bleiben von außen gesehen unbeleuchtet. The planar plastic light guide contains a decoupling structure distributed over the surface. Light is extracted from the light guide via this coupling-out structure. In areas of the light guide without this coupling-out structure no coupling takes place, they remain unlit from the outside.
Im Unterschied zu einer Hinterleuchtung bleibt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung flach und nimmt wenig Bauraum in Anspruch. Sie kann auch nicht plane Oberflächen haben und ansprechende Muster bzw. Ornamente ausleuchten. In contrast to a backlight illumination device according to the invention remains flat and takes up little space to complete. It also can not have flat surfaces and illuminate attractive patterns or ornaments.
Vorteilhafterweise wird die Auskoppelstruktur durch eine Bedruckung oder eine Oberflächenmodifizierung durch Laserbestrahlung erzeugt. Die Bedruckung erfolgt mit Substanzen, die die Brechzahl an der Oberfläche des Lichtleiters verändern und punktuell die Auskopplung von Licht erleichtern. Die Bedruckung erfolgt vorteilhafterweise auf planen Oberflächen, wobei erst anschließend eine Verformung, beispielsweise durch Tiefziehen, des Lichtleiters – wenn benötigt – erfolgt. Die Laserbestrahlung hingegen erfolgt auf dem geformten Lichtleiter und modifiziert das Material des Lichtleiters, so dass auskoppelnde Materialveränderungen vorliegen. Advantageously, the decoupling structure is produced by a printing or a surface modification by laser irradiation. The printing is done with substances that change the refractive index on the surface of the light guide and selectively facilitate the extraction of light. The printing is advantageously carried out on flat surfaces, wherein only then a deformation, for example by deep drawing, the light guide - if needed - takes place. By contrast, the laser irradiation takes place on the shaped optical waveguide and modifies the material of the optical waveguide, so that there are outcoupling material changes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Auskoppelstruktur auf einer Rückseite, der der Sichtseite des Lichtleiters gegenüber liegt, angebracht ist. Sichtseite und Rückseite sind die im Vergleich zur Breit- und Schmalseite des Lichtleiters großen Flächen des Lichtleiters. Erfolgt die Auskopplung in Richtung der Rückseite, dann ist auf der Auskoppelstruktur vorteilhafterweise eine Reflexionsschicht, z.B. eine Reflexionsfolie angebracht, die das ausgekoppelte Licht durch den Lichtleiter zurück zur Sichtseite reflektiert. Advantageous embodiments of the invention provide that the coupling-out structure is mounted on a rear side which lies opposite the visible side of the light guide. Visible side and back are compared to the broad and narrow side of the light guide large surfaces of the light guide. If the decoupling takes place in the direction of the rear side, then advantageously a reflection layer, e.g. a reflection foil attached, which reflects the decoupled light through the light guide back to the visible side.
Auch die der Einkoppelung gegenüberliegende Seite des Lichtleiters kann mit einer Reflexionskante – basierend auf einer Reflexionsfolie, die eine zweite Breitseite mit etwas Überlappung der Sicht- und Rückseite bedeckt – versehen werden. Damit erhöht sich die Lichtausbeute, da ohne Reflektionskante verlorengehendes Licht zurück in den Lichtleiter reflektiert wird. Falls an der gegenüberliegenden Seite ebenfalls eine Lichteinkopplung erfolgt, sind die Einkoppeleinrichtungen von der Reflexionskante ausgespart. Also, the coupling of the opposite side of the light guide can be provided with a reflective edge - based on a reflective foil that covers a second broadside with some overlap of the visual and back. This increases the luminous efficacy, since without reflection edge, lost light is reflected back into the light guide. If a light coupling also takes place on the opposite side, the coupling-in devices are recessed from the reflection edge.
Nach weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung wird zudem die Sichtseite modifiziert. So wird auf der Sichtseite auf den Lichtleiter eine Diffusionsschicht aus einer Polycarbonatfolie aufgebracht, die das punktuell an der Auskoppelstruktur ausgekoppelte Licht streut und damit die Lichtwirkung homogenisiert. Weiterhin kann auf der Sichtseite eine Spiegelstruktur angebracht sein, vorzugsweise durch die Diffusionsschicht vom Lichtleiter getrennt. Damit können zusätzlich zur Beleuchtung Spiegeleffekte eingeführt werden. Die Spiegelstruktur besteht beispielsweise aus einer transparenten Stützschicht und einer auf der Rückseite aufgedampften Spiegelschicht, vorzugsweise aus Silber. Damit die Spiegelwirkung nicht ganzflächig vorliegt, ist die Spiegelschicht an Teilen der Oberfläche, z.B. durch Sandstrahlen abgetragen. Für eine optimale Wirkung stimmen die Teile der Oberfläche, an denen die Spiegelschicht abgetragen wurde, mit den Teilen der Oberfläche überein, an denen die Auskoppelstruktur aufgebracht wurde. Damit wechselt sich Beleuchtung und Spiegelwirkung über die Oberfläche der Beleuchtungseinrichtung – von der Sichtseite aus gesehen – ab. Durch das Sandstrahlen wird zudem auf den Teilen der Oberfläche der Stützschicht, von denen das aufgedampfte Silber entfernt wurde, eine Aufrauhung der Oberfläche bewirkt, die eine weitere Diffusion der Lichtstrahlen hervorruft. According to further advantageous embodiments of the invention, the visible side is also modified. Thus, on the visible side of the light guide, a diffusion layer made of a polycarbonate film is applied, which scatters the light which has been coupled out selectively at the coupling-out structure and thus homogenizes the light effect. Furthermore, a mirror structure may be mounted on the visible side, preferably separated from the light guide by the diffusion layer. This allows mirror effects to be introduced in addition to lighting. The mirror structure consists for example of a transparent support layer and a vapor-deposited on the back mirror layer, preferably made of silver. So that the mirror effect is not present over the entire surface, the mirror layer is removed on parts of the surface, for example by sandblasting. For optimum effect, the parts of the surface where the mirror layer has been removed coincide with the parts of the surface to which the coupling-out structure has been applied. This changes the lighting and the mirror effect across the surface the lighting device - seen from the visible side - from. Sandblasting also causes a roughening of the surface on the parts of the surface of the support layer from which the deposited silver has been removed, which causes further diffusion of the light rays.
Eine kostengünstige und gut formbare Materialwahl für den Lichtleiter ist PMMA (Polymethylmethacrylat) mit einer Brechzahl von ca. n = 1,49 und für die transparente Stützschicht PC (Polycarbonat) mit einer Brechzahl von ca. 1,58. A cost-effective and easily moldable choice of material for the light guide is PMMA (polymethyl methacrylate) with a refractive index of about n = 1.49 and for the transparent supporting layer PC (polycarbonate) with a refractive index of about 1.58.
Alternativ zur Spiegelstruktur können auch andere, zumindest teilweise lichtdurchlässige dekorative Oberflächen aufgebracht werden. As an alternative to the mirror structure, it is also possible to apply other, at least partially translucent decorative surfaces.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Befestigung der einzelnen Schichten. Der Lichtleiter, die Reflexionsschicht und/oder die Spiegelstruktur werden miteinander verklebt, z.B. mit einzelnen Klebepunkten, die an Stellen vorgegeben sind, an denen keine Auskoppelstruktur vorgesehen ist. Klebepunkte sind für die optischen Eigenschaften der Beleuchtungseinrichtung Störstellen, die in Bereiche verschoben werden, an denen keine Auskopplung und Beleuchtung erfolgt. Zur Absicherung der Klebepunkte und optischen "Isolation" von der Oberfläche des Lichtleiters kann weiterhin eine optische Lackschicht vorgesehen sein, die einen höheren Brechzahlunterschied zwischen dem Material des Lichtleiters und dem des Klebers herstellt, so dass beim Klebepunkt keine ungewollte Auskopplung erfolgt. Further advantageous embodiments of the invention relate to the attachment of the individual layers. The light guide, the reflection layer and / or the mirror structure are glued together, e.g. with individual adhesive points, which are specified at locations where no decoupling structure is provided. Adhesive dots are impurities for the optical properties of the illumination device, which are displaced into areas where no decoupling and illumination takes place. To secure the adhesive dots and optical "isolation" of the surface of the light guide can also be provided an optical resist layer which produces a higher refractive index difference between the material of the light guide and the adhesive, so that no unwanted coupling takes place at the glue point.
Als weitere optische Effekte kann auf die Beleuchtungseinrichtung auf der Sichtseite eine ausgedünnte Dekorschicht mit einer Dicke zwischen 0,2 und 1,6 mm, vorzugsweise aus Stoff, Stein, Holzfurnier oder Leder, aufkaschiert werden. Diese wird damit hinterleuchtet oder kann auch Bereiche bedecken, in denen keine Beleuchtung vorgesehen ist. Das Dekor ist hinreichend dünn oder kann mit z.B. gelaserten Löchern versehen sein, so dass ausreichend Licht an der Sichtseite austritt. As further optical effects, a thinned decorative layer with a thickness between 0.2 and 1.6 mm, preferably made of fabric, stone, wood veneer or leather, can be laminated onto the illumination device on the visible side. This is backlit with it or can also cover areas where no lighting is provided. The decor is sufficiently thin or can be combined with e.g. be lasered holes so that sufficient light exits on the visible side.
Für eine gute Lichtausbeute wird die Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode, etwa mittig bezüglich einer Schichtdicke des Lichtleiters angebracht. Damit wird die an den großen Flächen des Lichtleiters zur Sicht- und Rückseite totalreflektierte Lichtmenge und damit die Lichtausbeute der Beleuchtungseinrichtung erhöht. For a good light yield, the light source, for example a light-emitting diode, is mounted approximately centrally with respect to a layer thickness of the light guide. This increases the amount of light totally reflected on the large areas of the light guide to the visible and rear sides, and thus the luminous efficacy of the illumination device.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist vorteilhafterweise in einer Trennwand, einer Deckenabdeckung oder einer Wandabdeckung eingebracht. Überall wo große Innenraumflächen ornamentiert beleuchtet werden sollen, eignet sich die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung. The illumination device according to the invention is advantageously incorporated in a partition, a ceiling cover or a wall cover. Wherever large interior surfaces are to be ornamented illuminated, the lighting device according to the invention is suitable.
Um den Eigenheiten des Flugzeugeinsatzes gerecht zu werden können auch folgende Verbesserungen vorgenommen werden. Z.B. kann dem Kunststoff des Lichtleiters eine brandhemmende Substanz zugesetzt werden. Eventuell muss auch eine Druckausgleichsklappe (Blow-out panel) vorgesehen werden. Diese Klappe wird dann beabstandet vom Rand der Beleuchtungseinrichtung eingebracht. Um trotzdem den gesamten Lichtleiter, trotz Unterbrechung durch die Klappe, auszuleuchten, sind von sich gegenüberliegenden Seiten des Lichtleiters Einkoppeleinrichtungen vorgesehen, so dass der Lichtleiter von beiden Seiten bis zur Klappe ausgeleuchtet wird. Zur Ausleuchtung der Druckausgleichsklappe selbst, werden separate Einkoppeleinrichtungen vorgesehen, deren zugeordnete Lichtquelle über eine durch Gelenke der Druckausgleichsklappe geführte elektrische Leitung gespeist wird. D.h. die Druckausgleichsklappe hat eine eigene Lichtquelle und kann beliebig innerhalb der Beleuchtungseinrichtung angeordnet werden. In order to do justice to the peculiarities of aircraft use, the following improvements can also be made. For example, can be added to the plastic of the light guide, a fire-retardant substance. It may also be necessary to provide a pressure equalization flap (blow-out panel). This flap is then placed at a distance from the edge of the illumination device. In order nevertheless to illuminate the entire light guide despite being interrupted by the flap, coupling devices are provided on opposite sides of the light guide, so that the light guide is illuminated from both sides to the flap. To illuminate the pressure equalizing valve itself, separate coupling means are provided, the associated light source is fed via a guided by joints of the pressure equalization flap electrical line. That the pressure compensation flap has its own light source and can be arranged anywhere within the lighting device.
Ist die Beleuchtungseinrichtung in einer Tür eingebracht, so enthält diese vorteilhafterweise auch ein Türoberlicht, wobei das Türoberlicht beweglich ist und beim Öffnen der Tür zumindest teilweise in die Tür hineinfährt, d.h. die Tür kann auch im geöffneten Zustand beleuchtet sein, das Türoberlicht hingegen ist zumindest teilweise eingefahren und von der Sichtseite aus gesehen durch die Beleuchtungseinrichtung der Tür verdeckt. Damit kann die Tür mit der Innenraumoberkante abschließen, auch wenn diese gekrümmt ist. Für Tür und Türoberlicht sind jeweils eigene Lichtquellen und Einkoppeleinrichtungen vorgesehen, wobei die Stromversorgung für das Türoberlicht über einen Magnetkontakt erfolgt, sodass im geschlossen, d.h. Oberlicht hochgefahren, Zustand das Oberlicht selbständig ausgeleuchtet ist. If the lighting device is incorporated in a door, this advantageously also includes a door overhead light, wherein the door overhead light is movable and at least partially moves into the door when opening the door, i. the door can also be lit in the open state, the door overlight, however, is at least partially retracted and hidden from the visible side by the illumination device of the door. Thus, the door with the interior top edge complete, even if it is curved. For door and door overhead light each have their own light sources and coupling devices are provided, the power supply for the Türoberlicht via a magnetic contact, so in the closed, i. Skylight raised, condition the skylight is illuminated independently.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EMBODIMENTS
Die Trennwand
Nach
Ein Ausschnitt der Trennwand, nahe eines Scharniers
Die Beleuchtungseinrichtung
Eine Diffusionsschicht
Die Stützschicht
In
Durch diese relative Anordnung von Auskoppelstruktur
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Beleuchtungseinrichtung lighting device
- 2 2
- Lichtleiter optical fiber
- 3 3
- Auskoppelstruktur outcoupling
- 4 4
- Lichtquelle light source
- 5 5
- Einkoppeleinrichtung launching device
- 6 6
- Sichtseite Main page
- 7 7
- Rückseite back
- 8 8th
- Reflexionsschicht reflective layer
- 9 9
- Diffusionsschicht diffusion layer
- 10 10
- Spiegelstruktur mirror structure
- 11 11
- Stützschicht backing
- 12 12
- Spiegelschicht mirror layer
- 14 14
- Klebepunkte adhesive dots
- 15 15
- Lackschicht paint layer
- 16 16
- Dekorschicht decorative layer
- 17 17
- Druckausgleichsklappe Pressure equalization valve
- 18 18
- Elektrische Leitung Electrical line
- 19 19
- Gelenk joint
- 20 20
- Befestigung attachment
- 21 21
- Einfassung mount
- 22 22
- Scharnier hinge
- 23 23
- Tür door
- 24 24
- Türoberlicht Door skylight
- 25 25
- Trennwand partition wall
- 26 26
- Oberlichtführung Skylight leadership
- 27 27
- Airconditioning Airconditioning
- 28 28
- Reflexionskante reflection edge
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