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Die Erfindung betrifft einen Lichtstreukörper zur Intensivitätsverteilung von Licht mit in Zeilen und Spalten angeordneten linsenförmigen Streuelementen, deren jeweils streuende Fläche in
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terschiedlichen Krümmungsradien unterteilt ist sowie eine aus diesen Lichtstreukörpern gebildete
Streuscheibe für Lichtsignalanlagen.
Streuscheiben für Lichtsignalanlagen, welche teilweise oder zur Gänze von Streuelementen durchsetzt sind, haben meistens den Zweck, das von einer Lichtquelle kommende, über einen Re- flektor ausgerichtete und sodann die Streuscheibe durchsetzende Licht derart abzulenken, dass sich einerseits sehr nahe an der Lichtsignalanlage als anderseits auch verhältnismässig weit von der
Lichtsignalanlage weg befindliche Verkehrsteilnehmer einen gleich guten Helligkeitseindruck des jeweils angezeigten Signals haben.
Darüber hinaus müssen nach Ländern verschieden gewisse Normvorschriften zur Intensitäts- verteilung eines von einer Lichtsignalanlage kommenden Lichtes eingehalten werden.
Die GB-PS Nr. l, 010, 329 zeigt ein Linsensystem, welches aus einer Reihe von Einzellinsen zu- sammengesetzt ist. Zum Grossteil besteht das Linsensystem aus aneinandergereihten identen Linsen.
Jede dieser Linsen weist in horizontaler Richtung einen konstanten Radius auf. Senkrecht zu die- ser ist die Linse in drei Abschnitte unterteilt, welche unterschiedliche Radien aufweisen.
Die DE-PS Nr. 1127836 offenbart eine Lichtverteilungsscheibe für Scheinwerfer, bei welcher unterschiedliche Streuelemente nach Gruppen geordnet über die Streuscheibe verteilt sind, wobei die am stärksten streuende Gruppe zentral angeordnet ist und die sich radial nach aussen er- streckenden Gruppen von geringer Streukraft sind.
Die US-PS Nr. 3, 222, 516 zeigt eine sich regelmässig wiederholende Anordnung drei sich unter- scheidender Streuelemente auf einer Streuscheibe, wobei ein jedes Element zwei gleichbleibende, zueinander im rechten Winkel angeordnete Krümmungsradien aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lichtstreukörper, sowie eine aus derartigen, identen
Lichtstreukörpern gebildete Streuscheibe vorzusehen, welche es ermöglicht, jede beliebige Intensitätsverteilung des Lichtes zu erreichen, das Licht zum grössten Teil unter bzw. entlang der horizontalen Lichtaustrittsachse zu verteilen und darüber hinaus einen sehr breiten seitlichen Abstrahlwinkel zu erreichen, wodurch jedem Verkehrsteilnehmer ein gleich gutes Erkennen des Signals ermöglicht wird.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass jedes Streuelement aus mehreren entlang der einen Mittelachse aneinander angrenzend angeordneten, unterschiedlich in Breite und Höhe ausgebildeten und in Richtung dieser Mittelachse unterschiedliche Krümmungsradien aufweisenden Streusegmenten zusammengesetzt ist, wobei zwischen aneinandergrenzenden Streusegmenten ein stufenförmiger Absatz gebildet ist, und dass die Streufläche jedes einzelnen Streusegmentes mehrere Streuflächenabschnitte umfasst, die symmetrisch zur die Streusegmente verbindenden Mittelachse des Streuelementes angeordnet sind und die in Richtung einer zur Mittelachse senkrechten Richtung unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass die Streuflächenabschnitte eines Streusegmentes im wesentlichen tangential ineinander übergehen. Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass bei der aus den Lichtstreukörpern gebildeten Streuscheibe die Streuelemente lagengleich und zusammenhängend in einem Raster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind und dass jedes Streuelement sechs Streusegmente umfasst.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Schrägriss eines erfindungsgemässen Streuelementes ; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Streuflächen nach Fig. l ; Fig. 3 einen Längsschnitt durch Fig. l ; Fig. 4 einen abgerissenen Querschnitt durch Fig. 3 entlang der Linie A-A ; Fig. 5a einen Teil eines Segmentes mit einem Streuflächenabschnitt ; Fig. 5b einen entsprechenden Ausschnitt mit mehreren Streuflächenabschnitten ; Fig. 6 eine mögliche Strahlenverteilung, wie sie von einem erfindungsgemässen Streuelement erreicht werden kann ; Fig. 7 mehrere erfindungsgemässe Streuelemente in Zeilen und Spalten zu einem Raster zusammengeschlossen ;
Fig. 8 die erfindungsgemässe Streuscheibe mit teilweise eingezeichnetem Raster und Fig. 9 ein Lichtintensitätsverteilungsdiagramm mit Standardwerten für Lichtsignalanlagen.
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In Fig. l ist eine mögliche Ausbildung des erfindungsgemässen Streuelementes --1-- darge- stellt. Das Streuelement setzt sich aus vier Streusegmenten--2, 3,4, 5-- zusammen, wobei die Streusegmente in einer Linie aneinandergereiht sind und über stufenförmige Absätze ineinander übergehen. Jedes der Streusegmente--2, 3,4, 5-- hat eine Streufläche --6. 7,8, 9--, von
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Ausbildung des Streuelementes mit vier Streusegmenten nach Fig. l ist in Fig. 2 gezeigt. Die Anordnung sowie die flächenmässige Verteilung der in Fig. 2 gezeigten Streuflächenabschnitte entspricht der Forderung nach einer wie in Fig. 9 gezeigten Intensitätsverteilung.
Die Streuflächenabschnitte sind symmetrisch um die Achse --10-- angeordnet, welche einerseits eine Mittelachse des Streuelementes --1-- ist und anderseits die aneinandergereihten Streusegmente--2, 3, 4, 5-- verbindet. Die einzelnen Streuflächenabschnitte eines Streusegmentes weisen in Richtung jeweils zum anschliessenden Streusegment gleiche Radien R2, R3, R4, R5 auf, wogegen sie in der
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In Fig. 4 ist ein senkrecht zur Achse --10-- geführter Schnitt A-A durch das Streusegment --2-- mit den Radien r., r,,, r , r. gezeigt. Fig. 5a zeigt die dreidimensionale Darstellung eines Teiles des Streusegmentes--2--mit nur einem Streuflächenabschnitt, u. zw. mit dem konstanten Radius R2 und dem Radius r 1 aus der Summe der variablen Radien r i'Fig. 5b zeigt eine drei-
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abschnitten mit dem gemeinsamen Radius R2. Die von Streuflächenabschnitt zu Streuflächenabschnitt variablen Radien sind hier r-, r , r , r..
Das in Fig. 9 dargestellte Intensitätsschaubild zeigt die gewünschte Intensitätsverteilung in relativen Prozentwerten nach Graden Ablenkung angegeben. Jede Reihe entspricht im Streuelement --1-- einem Streusegment. Die Intensitätswerte stehen bezüglich ihrer Anzahl und Grösse in einem direkten Verhältnis zu den Grössen und Formen der auf den Streusegmenten angeordneten Streuflächenabschnitten. So ist nach der in Fig. 9 geforderten Intensitätsverteilung die Streufläche-- & - des Streusegmentes --5-- in sieben Streuflächenabschnitte unterteilt, womit die in der ersten Zeile der in Fig. 9 geforderte Intensitätsverteilung realisiert wird.
Jede weitere Zeile trägt elf Felder, weshalb jede weitere Streufläche in elf Streuflächenabschnitte unterteilt ist, wobei wieder die Grösse der Streuflächenabschnitte (Fig. 2) in direktem Zusammenhang zum prozentuellen Wert der Intensität nach Fig. 9 steht.
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Um die Tendenz einer Abstrahlung des Lichtes unterhalb der Mittelachse der Streuscheibe zu begünstigen, schliesst an die Streuscheibe ein Rahmen an, welcher nach Einsetzen der Streuscheibe in die Lichtsignalanlage eine Neigung der Streuscheibe nach unten bedingt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lichtstreukörper zur Intensisätsverteilung von Licht mit in Zeilen und Spalten angeordneten linsenförmigen Streuelementen, deren jeweils streuende Fläche in mehrere Flächenabschnitte mit zumindest in der Richtung einer Mittelachse des Streuelementes unterschiedlichen Krümmungsradien unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Streuelement (1) aus mehreren entlang der einen Mittelachse (10) aneinander angrenzend angeordneten, unterschiedlich in Breite und Höhe ausgebildeten und in Richtung dieser Mittelachse (10) unterschiedliche Krümmungsradien (R2 bis R5) aufweisenden Streusegmenten (2 bis 5) zusammengesetzt ist, wobei zwischen aneinandergrenzenden Streusegmenten ein stufenförmiger Absatz gebildet ist, und dass die Streufläche (6 bis 9) jedes einzelnen Streusegmentes (2 bis 5)
mehrere Streuflächenabschnitte (6i ; 7. ; 8, ; 91) umfasst, die symmetrisch zur die Streusegmente (2 bis 5) verbindenden Mittelachse (10) des Streuelementes (1) angeordnet sind und die in Richtung einer zur Mittelachse (10) senkrechten Richtung unterschiedliche Krümmungsradien (ri; rj; rk; rl) aufweisen.
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The invention relates to a light scattering body for the intensity distribution of light with lenticular scattering elements arranged in rows and columns, the respective scattering surface of which in
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different radii of curvature is subdivided and one formed from these light scattering bodies
Diffuser for traffic light systems.
Diffusers for light signal systems, which are partially or wholly penetrated by diffusing elements, usually have the purpose of deflecting the light coming from a light source, aligned via a reflector and then passing through the diffuser, in such a way that on the one hand very close to the light signal system and on the other hand also relatively far from that
Traffic signal away road users have an equally good impression of brightness of the signal displayed.
In addition, different norm regulations for the intensity distribution of a light coming from a light signal system must be observed depending on the country.
GB-PS No. 1, 010, 329 shows a lens system which is composed of a series of individual lenses. For the most part, the lens system consists of identical lenses strung together.
Each of these lenses has a constant radius in the horizontal direction. Perpendicular to this, the lens is divided into three sections, which have different radii.
DE-PS No. 1127836 discloses a light distribution disk for headlights, in which different scattering elements are arranged in groups according to groups, the most scattering group being arranged centrally and the groups which extend radially outwards are of low scattering force.
US Pat. No. 3, 222, 516 shows a regularly repeating arrangement of three different scattering elements on a scattering disc, each element having two constant radii of curvature arranged at right angles to one another.
The object of the invention is to identify a light scattering body, and one made of such
To provide light scattering bodies formed diffuser, which makes it possible to achieve any intensity distribution of the light, to distribute the light for the most part under or along the horizontal light exit axis and, in addition, to achieve a very wide lateral radiation angle, which means that every road user can recognize the traffic light equally well Signal is enabled.
The invention achieves the object in that each scattering element is composed of a plurality of scattering segments which are arranged along the central axis, are different in width and height and have different radii of curvature in the direction of this central axis, a step-like shoulder being formed between adjacent scattering segments, and in that the scattering surface of each individual scattering segment comprises a plurality of scattering surface sections which are arranged symmetrically to the center axis of the scattering element connecting the scattering segments and which have different radii of curvature in the direction of a direction perpendicular to the center axis.
Another feature of the invention is that the scattering surface sections of a scattering segment merge into one another essentially tangentially. Another feature of the invention is that in the scattering disc formed from the light scattering bodies, the scattering elements are arranged in the same position and coherently in a grid of rows and columns, and that each scattering element comprises six scattering segments.
The invention is described in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the drawings. 1 shows an oblique view of a scattering element according to the invention; FIG. 2 shows a plan view of the scattering surfaces according to FIG. 1; 3 shows a longitudinal section through FIG. 1; Figure 4 is a torn cross-section through Figure 3 along the line A-A; 5a shows a part of a segment with a scattering surface section; 5b shows a corresponding section with a plurality of scattering surface sections; 6 shows a possible beam distribution as can be achieved by a scattering element according to the invention; 7 several scattering elements according to the invention combined in rows and columns to form a grid;
8 shows the diffusing screen according to the invention with a partially drawn grid and FIG. 9 shows a light intensity distribution diagram with standard values for light signal systems.
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1 shows a possible embodiment of the scattering element 1 - 1 according to the invention. The scattering element consists of four scattering segments - 2, 3,4, 5--, whereby the scattering segments are lined up in a line and merge into one another via step-shaped shoulders. Each of the spreading segments - 2, 3,4, 5-- has a spreading area --6. 7,8, 9--, from
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Formation of the scattering element with four scattering segments according to FIG. 1 is shown in FIG. 2. The arrangement and the areal distribution of the scattering surface sections shown in FIG. 2 corresponds to the requirement for an intensity distribution as shown in FIG. 9.
The scattering surface sections are arranged symmetrically around the axis --10--, which is on the one hand a central axis of the scattering element --1-- and on the other hand connects the scattering segments - 2, 3, 4, 5-- that are lined up. The individual scattering surface sections of a scattering segment have the same radii R2, R3, R4, R5 in the direction of the adjoining scattering segment, whereas they are in FIG
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In Fig. 4 is a section A-A perpendicular to the axis --10-- through the scattering segment --2-- with the radii r., R ,,, r, r. shown. Fig. 5a shows the three-dimensional representation of a part of the scattering segment - 2 - with only one scattering surface section, u. between the constant radius R2 and the radius r 1 from the sum of the variable radii r i'Fig. 5b shows a three-
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sections with the common radius R2. The radii that are variable from the scattering surface section to the scattering surface section are r-, r, r, r ..
The intensity diagram shown in FIG. 9 shows the desired intensity distribution in relative percentages after degrees of deflection. Each row corresponds to a scattering segment in the scatter element --1--. The number and size of the intensity values are directly related to the sizes and shapes of the scattering surface sections arranged on the scattering segments. Thus, according to the intensity distribution required in FIG. 9, the scattering area - & - of the scattering segment --5-- is divided into seven scattering area sections, with which the intensity distribution required in FIG. 9 is realized in the first line.
Each additional line carries eleven fields, which is why each additional scattering area is divided into eleven scattering area sections, the size of the scattering area sections (FIG. 2) again being directly related to the percentage value of the intensity according to FIG. 9.
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In order to favor the tendency of the light to be emitted below the central axis of the lens, a frame is attached to the lens, which causes the lens to tilt downwards after the lens has been inserted into the light signal system.
PATENT CLAIMS:
1. Light scattering body for the intensity distribution of light with lenticular scattering elements arranged in rows and columns, the respective scattering surface of which is divided into several surface sections with at least in the direction of a central axis of the scattering element different radii of curvature, characterized in that each scattering element (1) consists of several along the a central axis (10) adjacent to each other, different in width and height and different in the direction of this central axis (10) having different radii of curvature (R2 to R5) is composed, wherein a step-shaped shoulder is formed between adjacent scattering segments, and that the spreading surface (6 to 9) of each individual spreading segment (2 to 5)
comprises a plurality of scattering surface sections (6i; 7.; 8,; 91) which are arranged symmetrically to the center axis (10) of the scattering element (1) connecting the scattering segments (2 to 5) and which differ in the direction of a direction perpendicular to the center axis (10) Radii of curvature (ri; rj; rk; rl) have.