DD151834A5 - Lichtanzeiger mit erhoehter kontrastwirkung - Google Patents
Lichtanzeiger mit erhoehter kontrastwirkung Download PDFInfo
- Publication number
- DD151834A5 DD151834A5 DD80222086A DD22208680A DD151834A5 DD 151834 A5 DD151834 A5 DD 151834A5 DD 80222086 A DD80222086 A DD 80222086A DD 22208680 A DD22208680 A DD 22208680A DD 151834 A5 DD151834 A5 DD 151834A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- light
- plane
- reflector
- lens
- optical axis
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 98
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 4
- 241000237942 Conidae Species 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 241000083513 Punctum Species 0.000 description 1
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
- G08G1/095—Traffic lights
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
- G09F13/28—Signs formed by filament-type lamp
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
- F21W2111/02—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for roads, paths or the like
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
- G09F13/04—Signs, boards or panels, illuminated from behind the insignia
- G09F13/0418—Constructional details
- G09F13/0472—Traffic signs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtanzeiger mit erhoehter Kontrastwirkung, mit einer Lichtquelle und mit einem hinter der Lichtquelle angeordneten, als konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor sowie einem Abschirmungskoerper. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, die Lichtenergie eines Lichtanzeigers durch optimale Gestaltung verschiedener optischer Bauelemente verlustfrei zu lenken und abzuschirmen, wobei die von auszen auf den Lichtanzeiger einwirkenden Lichtenergien ausgeschaltet bzw. auf ein Minimum reduziert werden sollen.Dies wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht,dasz von der Lichtquelle eine Sammellinse angeordnet ist und der Abschirmungskoerper ein vor der Sammellinse bzw.ein dieser gegenueberliegender Schirm ist und dasz in dem Schirm, in dem von der optischen Achse der Sammellinse ausgeschnittenen Punkt, eine Blende ausgestaltet ist.
Description
Berlin, den 15.10.1980 57 688/15
Lichtanzeigor mit erhöhter Kontrastwirkung Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtanzeiger mit erhöhter Kontrastwirkung mit einer bzw. mehreren Lichtquellen, mit einem hinter der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen angeordneten, als konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor und Abschirmungskörper.
Charakteristik der bekannten technische^ Lösungen
Mit Lichtanzeiger werden im allgemeinen Anlagen bezeichnet, die mittels eines Lichteffekts dem Betrachtenden eine Information mitteilen. In der Beschreibung worden insbesondere solche lichtanzeigenden Anlagen beschrieben, bei denen vom Standpunkt der Wirksamkeit des Lichteffekts aus der Kontrast eine wesentliche Rolle spielt und die ein oder mehrere Lichtenergio ausstrahlende Lichtquellen sowie die Bahn des Lichtstrahls beeinflussenden Elemente, z. B. Spiegel, Umlenkvorrichtungen oder lichtabschirmende Konstruktionen usw« , enthalten, oder die mit einer durchsichtigen oder lichtdurchlässigen, farbigen oder farblosen, eine verdrehende bzw. verschiebende Wirkung ausübenden, lichtbrechenden Glocke versehen sind, mit der Bestimmung, für den den Lichtanzeiger innerhalb eines gegebenen Raumwinkelbereiches Betrachtenden (entweder eine Person oder ein technisches Mittel) durch die zwischen den zu den verschiedenen Botriebszuständen gehörenden Holligkeitspegeln bestehende Differenz (Kontrast) eine entsprechende Information zu geben.
-; O :i ;'; / ν' κ
15.10.1980 ~ 2 - 57 688/16
Ein charakteristisches Beispiel für einen derartigen Lichtanzeiger ist die Verkehrsampel. In einem diesem Zweck dienenden Lichtanzeiger wird im allgemeinen nur eine Lichtquelle angeordnet, wobei meistens zwei oder drei Lichtahzeiger.untereinander bzw. nebeneinander vorgesehen sind mit der Zielsetzung, dem die Anlage aus einem bestimmten Raumwinkel, nämlich von der Fahrbahn oder dem Fußsteig her betrachtenden Fahrer, Radfahrer oder Fußgänger eine Information zu geben. So entspricht z, B, das Aufleuchten der roten Ampel einem Verbot, während das Aufleuchten der grünen Ampel das V/eiterfahren oder -gehen gestattet. Es ist von äußerster V/ichtigkeit, daß bei dem als Verkehrsampel oder als deren Element dienenden Lichtanzeiger der eingeschaltete bzw. ausgeschaltete Zustand, unabhängig von den Schwankungen oer Umgebungsbeleuchtung, gut differenziert werden kann, da ein Fehler schwere Lebens- und Unfallgefahr nach sich zieht. Ein bekanntes Problem besteht in der auf die 'wirkung des Sonnenscheins auftretenden grünon Reflexion.
Als ein weiteres kennzeichnendes Beispiel sollen die in den Lichtanzeigern angewendeten sogenannten "Lichtpunkte" erwähnt v/erden. Im allgemeinen ist an der eine Lichtinformation bietenden Tafel in nebeneinander angeordneten Säulen oder in untereinander liegenden Reihen eine Anzahl von Lichtpunkten gleicher Gestaltung und meistens mit identischer Steuerung angeordnet, wobei das gesamte Lichtfeld oft von Hunderten oder sogar Tausenden elementaren Lichtanzeigern gebildet ist.
Früher konnte man mit dem den elementaren Lichtpunkt realisierenden Lichtanzeiger nur durch die änderung des Betriebs-
'222 08.6
15.10.1980 - 3 - 57 688/16
zustandes einer einzigen Lichtquelle die Information anzeigen. Neuerdings verbreiten sich immer mehr die mehrfarbigen oder sogar vielfarbigen Lichtanzeiger, bei denen der den elementaren Lichtpunkt realisierende Lichtanzeiger in der Mehrheit der Fälle .zur Anzeige der Zustände mehrerer Lichtquellen ein gemeinsames optisches System entHält.'lm Hinblick darauf, daß vom Standpunkt der Erfindung aus betrachtet, die Zahl der in dem optischen System vorhandenen Lichtquellen keine qualifizierende Rolle spielt, wird in der Beschreibung ein monochromatischer, mit einer einzigen Lichtquelle ausgestalteter Lichtpunkt erwähnt. Die Ausführungen beziehen sich selbstverständlich auch auf mit mehreren Lichtquellen ausgestaltete Lichtpunkte.
Häufig besteht die zur Licht information dienende Tafel aus einer Anzahl von matrixartig angeordneten Lichtpunkten, wobei die gesamte Fläche der Tafel in mehrere Lichtpunktfolder aufgeteilt ist. Innerhalb dieser Lichtfelder sind oft je Lichtpunktgruppen so viele elementare Lichtpunkte zusammengefaßt, daß die Anzeige je eines alphanumerischen Charakters nach der Kombination der Betriebszustände der enthaltenen Lichtquellen von Fall zu Fall möglich ist. Bei einer selektiven" Steuerung können noch Gefallen stationäre bzw. sich bewegende (blinkende, gerollte) Bilder in beliebigen Formen angezeigt werden.
Aus dem Vorhergesagten geht eindeutig hervor, daß mit Hilfe der lichtanzeigenden Tafel nur dann eine befriedigende · Bildqualität erreicht werden kann, wenn in dem als die Gesamtheit der Bildpunkte angezeigten Bild der Informations-"gehalt der einzelnen Lichtpunkte mit einer minimalen Vor- : zerrung vorhanden ist. Die Voraussetzung der Lösbarkeit bzw. der Sehbarkeit besteht nur dann, wenn im eingeschal-
15.10.1980 - 4 - 57 688/lS
teten bzw, ausgeschalteten Zustand der Lichtquelle bzw. Lichtquellen zwischen den erscheinenden Flächenhelligkeiten, eventuell einer vorgegebenen Helligkeitsstufe entsprechend, ein recht hoher Unterschied gewährleistet ist, d, h., wenn in dem Lichtfeld zwischen der Flächenhelligkeit der aufleuchtenden bzw. ausgelöschten Lichtanzeiger der Kontrast bedeutend ist.
Die Kontrastwirkung kann z, B. durch den momentanen Heiligkeitspegel des Hintergrunds vermindert oder erhöht werden (Tagespegel oder Nachtpegel). Auch die Flächenhelligkeit auf dem Lichtanzeiger, wenn die Lichtquellen im Hintergrund ausgelöscht worden sind, beeinträchtigt den Kontrast.' Ist der natürliche oder künstliche Helligkeitspegel in der Umgebung gering (unbeleuchteter geschlossener Raum, z. B. ein Zuschauerraum in einem Kino, oder im Freien beim Mondlicht), ist zur Gewährleistung der V/ahrnehnung und Deutbarkeit auch die Anwendung von Lichtquellen mit niedriger Leistung ausreichend. In einem hellen, sonnigen Raum, wo der Lichtanzeiger unmittelbar der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, ist eine befriedigende Kontrastwirlung nur mit Schwierigkeiten erreichbar.
Eine bekannte Methode zur Erhöhung der Kontrastwirkung besteht in der Erhöhung der Lichtintensität, die wiederum durch die Erhöhung der Leistung der Lichtquellen erreicht werden kann. Die Anwendung dieser Methode ist jedoch infolge der Dimensionen und Erwärmung begrenzt. Auch die Wirtschaftlichkeit ist durch die Investitionskosten, den Energieverbrauch und die zunehmenden Wartungskosten nicht gewährleistet.
15.10.1980 - 5 - 57 688/15
Im Raumwinkel der Anzeige kann die Lichtintensität auch durch" die Lenkung des Lichtes der Lichtquelle erhöht v/erden, Zu diesem Zwecke werden meistens Linsen, umlenkende bzw. abschirmende Körper verwendet, z. B, Spiegel, einfassende Rohre usw.
Die auf die Mutzfläche des Lichtanzeigors einfallenden äußeren Lichteffekte können den Kontrast verschlechtern. Diese Kontrastschwächung kann durch die lichtabsorbierende und„sich dem Umcfebungsraum anpassende Gestaltung der Glpcke öder der bereits vorhandenen abschirmenden Körper (z, B, durch Bemalung) vermindert werden. Auf diese Weise wird der auf den ausgeschalteten Lichtanzeiger einfallende äußere Lichteffekt nur in einem minimalen Haß als Helligkeit reflektiert.
In uor Praxis haben sich die beiden letzterwähnten Methoden oder deren Kombination am meisten verbreitet, da die Erhöhung der Leistung der Glühlampen einerseits äußerst kostenaufwendig ist und andererseits eine ungünstige Wirkung auf die Energiewirtschaft ausgeübt wird.
der Erfindung
Ziel der Erfindung sind die verlustfrcie Lenkung und Abschirmung der Lichtenergie in Form von Lichtstrahlen durch optimale Gestaltung verschiedener optischer Bauelemente eines Lichtanzeigers.
Darlegung des | IVesens^ der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die konetrast-
222 0
15.10.1980 - 6 - 57 583/15
abschwächende Wirkung der von außen auf den Lichtanzeiger einwirkenden Lichtenergien durch die Anwendung geeigneter Mittel, die die in die vorgegebene Richtung gelenkten Lichtstrahlen weder absorbieren noch umlenken, auszuschalten bzw. auf ein Minimum zu reduzieren. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Lichtanzeiger mit erhöhter Kontrastwirkung mit einer oder mehreren Lichtquellen und einem hinter der Lichtquelle bzw« den Lichtquellen angeordneten,, als konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor und Abschirmungskörper durch einen vor der Lichtquelle und gegenüber dem Reflektor angeordneten Schirm gebildet ist, wobei in dem Schirm in einem von der optischen Achse,des Reflektors ausgeschnittenen Punkt eine Blende ausgestaltet ist. Vor der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen sind eine oder mehrere Sammellinsen angeordnet. Der Abschirmungskörper besteht aus einem Schirm, der vor der Sammellinse bzw, dieser gegenüber angeordnet ist, wobei die Blende durch einen aus der optischen Achse der Sammellinse ausgeschnittenen Punkt ausgebildet wird. Vor der Lichtquelle können auch in Zylinderlinsonschoibenform ausgestaltete Sammellinsen vorgesehen sein, wobei die Abschirmkörper durch die vor oder gegenüber den Linsen angeordneten Schirme gebildet werden und in den Schirmen, entlang der von den mit der optischen Achse des Reflektors parallelen und die Brennlinien der Sammellinsen enthaltenen Ebenen ausgeschnittenen Linien, Blenden, ausgestaltet sind. Der Reflektor ist ein parabolddischer Spiegel, und die Lichtquelle bzw. -quellen sind außerhalb des Brennpunktes des Spiegels angeordnet. Der Reflektor kann auch ein ellipsenförmiger Spiegel und die Lichtquelle bzw. -quollen im Brennpunkt des konkaven Spiegels angeordnet sein, der eine paraboloid!-
15.10.1980 - 7 - 57 6S8/15
sehe Form besitzt.. Entlang der ersten, auf der optischen Achse des Reflektors senkrechten Ebene sind gleich ausgestaltete und orientierte Sammellinsen angeordnet, wobei der Abschirmungskörper von den gegenüber der Sammellinse liegenden Schirmelementen gebildet wird, die entlang der zweiten Ebene liegen, die mit der ersten parallel verläuft. In den Schirmelementen sind in einem, von der optischen Achse der gegenüberliegenden Sammellinse bzw. von der die Brennlinie enthaltenden Ebene ausgeschnittenen Punkt entlang der Linie die Blenden angeordnet. Das Schirmelemont bzw, dessen der Sammellinse gegenüberliegenden Teil ist durch einen Kegelmantel gebildet, wobei die Höhenlinie des Kegelmantels mit der optischen Achse der gegenüberliegenden Sammellinse koinzidiert, der Grundkreis der Sammellinse gegenübersteht und die Dlende in der Kegelcpitzo ausgestaltet ist. Das Schirmeloment bzw. dessen der Sammellinse' gegenüberliegender Teil kann auch durch einen Pyramidenmantel mit einer viereckigen Grundplatte gebildet sein, wobei die Grundplatte der Pyramide der Sammellinse gegenübersteht und die Höhenlinie mit der optischen Achse der gegenüberliegenden, d. h. mit der die Brennlinie enthaltenden mit der optischen Achse des Reflektors parallelen Ebene koinzidiert und die Blende in der Spitze der Pyramide ausgestaltet ist. An der Außenseite des Mantels schließen sich ein oder mehrere Rohre mit abnehmender Diagonale an. Der Querschnitt der Rohre entspricht dem in der Anpassungslinie gemessenen Querschnitt des Mantels, und dio Längsachse verläuft mit der optischen Achse der Sammellinse bzw. des Reflektors parallel. Die das freie Ende des Rohres tangierende, in die optische Achse einlaufenden Gerade mit der in die optische Achse der in derselben Ebene einlaufenden Erzeugendon des Mantels ist, auf die senkrecht
15.10.19SO - 8 - 57 688/15
auf der .optischen Achse,liegenden, Achse bezogen, axialsymmetrisch. Die Sammellinsen sind entlang der ersten Ebene in untereinander liegenden Reihen und/oder nebeneinander liegenden Säulen angeordnet. Die Sammellinsen sind durch die entlang der ersten Ebene untereinander angeordneten konvexen, zweckmäßigenveise plankonvexen Zylinderlinsenscheibon gebildet, deren geometrische Achsen mit der ersten Ebene parallel verlaufen. Die Schirmelemente sind entlang der zweiten Ebene, die zur ersten Ebene parallel liegt, und den Zylinderlinsenscheiben gegenüberliegend angeordnet, wobei die Blende entlang der Linie, die von der mit der optischen Achse des Reflektors parallelen und die Brennlinie der ständig gegenüberliegenden Zylinderlinsenscheibe enthaltenen Ebene ausgeschnitten wird, ausgestaltet ist. Das Schirmelement ist durch zwei miteinander ein 130 unterschreitenden Winkel einschließenden Wände gebildet, deren konvergierenden Enden die Blende begrenzen, während die divergierenden Enden den Raum zwischen den Sammellinsen 'und dem Schirmelement umfassen. Die Projektion der einen Wand und/oder der anderen '.'/and ist in der mit der optischen Achse des Reflektors parallelen und auf der Brennlinie der Sammellinse senkrechten Ebene eine gebrochene oder gekrümmte Linie. Eine der Schnittebenen der Zylindorlinsonscheiben ist eine mit der optischen Achse des Reflektors und den Brennlinien der Sammellinsen parallel verlaufende Ebene. Die eine Schnittebono ist eine die Brennlinicn enthaltende Ebene, und die andere Wand' des Schirmelements verläuft zu der optischen Achse des Reflektors und den Brennlinien der Sammellinsen parallel. Die optische Achse des Reflektors durchquert das Innere der Zylinderlinsonscheibe, und die andere Wand des Schirmeler.icntes liegt in der Ebene, die mit der ersten Ebene in einem Spitzwinkel
15.10.1980 - 9 - 57 688/16
die Zylinderlinsenscheibe umfaßt. Auch kann die optische Achse des Reflektors außerhalb der Zylinderlinsenscheibe* verlaufen und die andere Wand des Schirmelements in der Ebene liegen, die mit der ersten Ebene in einem Stumpfwinkel die Zylinderlinsenscheibe umfaßt. Die entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen und/oder die in der zweiten Ebene angeordneten Schirmelemente sind als ein einziger zusammenhängender Körper, z, B, als gepreßter Kunststoff körper, ausgestaltet. Bei einem Lichtanzeiger, bei dem die Schirmelemente durch miteinander einen ISO unterschreitenden Winkel einschließende Wände gebildet sind, deren konvergierende Enden die Blende begrenzen und die divergierenden Enden den Raum zwischen den Sammellinsen und den Schirmelemonten umschließen, sind der Außenseite der einen Wand eine oder mehrere, mit der anderen 'Wand parallel verlaufenden Wände angeschlossen. Entlang der mit der ersten Ebene parallelen weiteren Ebene ist eine Anzahl weiterer miteinander übereinstimmend ausgestalteter Zylinderlinsenscheiben angeordnet, deren geometrische Achsen in einer mit der ersten Ebene parallelen und auf den Brennlinien der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen senkrechten Ebene liegen. Die Anzahl der entlang der weiteren Ebene angeordneten weiteren Zylinderlinsenscheiben gleicht der Anzahl der in der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen, Die weiteren Zylindcrlinsonscheiben weisen eine plankonvexe oder plankonkave Form auf. Die weitere Ebene liegt hinter der ersten Ebene. Der konvexen Fläche der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen ist je eine weitere Zylinderlinsenscheibo angeschlossen, deren geometrische Achse, durch eine mit der Leitkurve ,der konvexen Fläche parallelen Kurve gebildet ist.."' Der einfassende Rahmen des optischen Systems weist einen "Viereckquerschnitt auf, wobei der Reflektor und die Sammel-
15.10.1930 - 10 - 57 688/16
linsen mit einem solchen Umfang aus dem meistens einen Kreisquerschnitt aufweisenden Grundprofil ausgeschnitten sind. Der in der auf der optischen Achse des Reflektors senkrechten, den Brennpunkt (Brennlinie) des Reflektors bzw, der gegenüberliegenden Sammellinse inkorporierende Ebene gemessene (auf die Ebene extrapolierte) Querschnitt (Höhe und Breite) der Blende bzw. der Blenden ist größer als der maximale Lichtbündelquerschnitt (Diagonale), der im Sinne des durch die nominellen Parameter bestimmten Fokussierens definiert ist. Der Querschnitt (Höhe und Breite) der Blende bzw. der Blenden überschreitet das Maß des maximalen Lichtbündels um höchstens 20 ,Γό, vorzugsweise um 10 fj oder 5 ^.
In der Fig. 1 ist eine bekannte Ausführungsform eines Lichtanzeigers schematisch dargestellt. Das Licht der Lichtquelle 2, z. B. einer Glühlampe, wird mit hülfe eines Reflektors 1, z. B. eines paraboloiden Spiegels, in die Hauptbetrachtungsrichtung gelenkt. In der Bahn der annähernd parallel verlaufenden Lichtstrahlen ist die Glasglocke 3' mit einer Streucharakteristik angeordnet, die einen Teil der zu der Glasglocke 31 annähernd parallel ankommenden Lichtstrahlen gegenüber der Achse der Haupt richtung kreissymmetrisch zerstreut, wodurch ein weiterer Betrachtungsraumwinkel erreicht werden kann. Über den Glasglocken ist ein schirmartig ausgebildeter Abschirmungskörpor 4 angeordnet, der auch gegenüber einer unmittelbaren Sonnenbestrahlung eine gewisse richtungsabhängige Abschirmung ergibt. Während ihrer Bestimmung entsprechend bei den Verkehrsampeln bei unterschiedlichen Versionen und Ausführungs-
222 0
15,10,1980 - 11 - 57 688/16
formen däe Gestaltung der Lichtanzeiger grundsätzlich ähnlich ist, ist nicht nur die Zahl der Versionen und Ausführungen bei den eine Information mitteilenden Lichttafeln infolge ihrer Vielfältigkeit und der voneinander unabhängigen Anwendung viel höher,· aber auch die Gestaltungscharakteristika weisen weitgehende Differenzen auf. Trotzdem haben beide Ausführungen gemeinsame, allgemeingültige Charakteristika, die bei der Gestaltung der Erfindung als Ausgangspunkte dienen. Aus diesem Grund werden nur eine
i,-|
grundsätzliche Lösung und eine verbesserte Variante derselben erläutert.
In Fig. 2 ist die als Basis dienende Lösung eines als elementaren Lichtpunkt verwendeten Liohtanzeigers dargestellt. Die hier offenbarte Charakteristik kann auch bei komplizierteren Lösungen demonstriert worden, Das Licht der Lichtquelle 2 verbreitet sich im allgemeinen in der gewünschten Richtung. Dom abschirmenden Körper 4a, der in den moisten Fallen als eine einen zylindrischen oder prismenförmigen Raum umgebende konische Lichturilenkungsvorrichtung ausgebildet ist, wird dic^ primäre Aufgabe zugeteilt, die Wechselwirkung zwischen den benachbarten. Lichtpunkton zu verhindern, wobei die Abschirmung gegenüber dem äußeren Licht nur eine sekundäre Aufgabe darstellt.
Bei den üblichen Lösungen wird die erwähnte Basislüsung mit einem Spiegel, unterschiedlichen Glocken (durchsichtige, lichtdurchlässige, prismatische, geriffelte oder mit Linsen ausgestaltete Glocken) bzw. mit abschirmenden Körpern •(Drahtnetz, Streckmetall, verschiedene j-alousieartige bzw, aus konzentrischen Kreisen, radialen Profiion bestehende,. Schirme) usw. ergänzt.
15.10.1980 - 12 - 57 688/15
Die gerneinsame Charakteristik der bekannten mit unterschiedlichen, teilweise die Kontrastwirkung erhöhenden Mitteln ergänzten Lichtanzeiger besteht darin, daß die individuellen Wirkungen der zur Ergänzung der in Fig. 2 dargestellten Lösung verwendeten Mittel keineswegs restlos summiert werden können, ja sogar kann in gewissen Fällen die Wirkung einer der Maßnahmen die Wirksamkeit einer anderen beeinträchtigen. So z. B, absorbiert ein Abschirmungsgitter einen Teil des Lichtes der Lichtquelle, oder der Lichtstrahl wird in eine unerwünschte Richtung gelenkt, wodurch die von der zu diesem Zwecke vorgesehenen Umlenkvorrichtung ausgeübte günstige 'Wirkung mindestens teilweise herabgesetzt wird.
In Fig. 3 ist eine weiterentwickelte Version der in Fig. 2 dargestellten Basislösung veranschaulicht. Aus der Fig. ist ersichtlich, daß in der gewünschten Fortschrittsrichtung, in der Bahn des Lichtes der Lichtquelle 2 ein gitterartig ausgestalteter, weiterer Abschirmungskörper 4b angeordnet ist. Ohne diesen weiteren Körper, d. h. bei einer in der Fig. 2 dargestellten Lösung, wäre die Strahlungscharakteristik zu der Achse des Lichtanzeigers kreissymmetrisch. Diese Strahlungscharakteristik ist innerhalb des durch das Rohr bzwi durch die ausgeübte Lenkung beschränk-' ten Bereichs im wesentlichen mit der Strahlungscharakteristik der Lichtquelle 2 übereinstimmend, gleichzeitig aber treten infolge der Beschränkung nur etwa 25 bis 30 % des Lichtstromes der Lichtquelle 2 aus dem Lichtanzoiger in den gewünschten Raumwinkel aus, wodurch die Lichtausnutzung ziemlich ungünstig ist.
15.10.1980 - 13 - , 57 683/15
Dabei kann der Liehtanzeiger ohne den Abschirmungskörper 4b bei Tageslicht überhaupt nicht benutzt werden, da die äußere Lichteinwirkung an der opalen Glühlampe einen so hohen Beleuchtungspegel hervorruft, daß der Unterschied zwischen den Flächenhelligkeiton in dem eingeschalteten bzw, ausgeschalteten Zustand kaum wahrnehmbar is't.
Der in Fig. 3 dargestellte gitterartig ausgebildete Abschirmungskörper 4b wird zur Erhöhung der Kontrastwirkung eingesetzt. Wird der Körper 4b montiert, kann der von den äußeren Lichteffekten hervorgerufene Beleuchtungspegel wesentlich vermindert werden, da ein Teil des von außen her eintreffenden Lichtes von dem schwarzbemalten Abschirmungsgitter aufgenommen wird. Gleichzeitig aber hält das Abschirmungsgitter auch einen Teil der von dem Inneren der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtstrahlen zurück.
Der Erfindungsgedanke beruht auf der physikalischen Tatsache, daß das Licht auf einer aus der geometrischen Lichtlehre bekannten Weise unter Zuhilfenahme unterschiedlicher optischer Elemente (Spiegel. Prismen, Linsen usw.). praktisch verlust frei gelenkt worden kann, wenn die vom Standpunkt der gegebenen Aufxjabe optimale Gestaltung und Anordnung gefunden werden.
Zur Erreichung einer verlustfreien Abschirmung wird die Eigenschaft eines Teils der optischen Systeme verwendet, indem die aus einer gegebenen Richtung eintreffenden, nämlich parallel verlaufenden Lichtstrahlen letzten Endes kohärent in einen gegebenen Punkt, in den Fokalpunkt des optischen Systems gelenkt werden kön'nen (Fokussieren).
222OSi
15.10.1980 - 14 - 57 688/16
Des weiteren werden alle optischen Systeme als sammelnde, fokussierende Systeme betrachtet, welche diese Funktion, unabhängig davon, ob in dem System tatsächlich ein Sammelspiegel oder eine Sammellinse vorgesehen ist, erfüllen. Es ist bekannt, daß bei der Anwendung von Elementen, die an sich unterschiedliche Charakteristika aufweisen, durch die gegenseitige Anordnung der Elemente im optischen System das resultierende System die durch den größeren Querschnitt durchscheinenden Lichtstrahlen in einen gemeinsamen Punkt richtet, der den (kennzeichnenden) Fokalpunkt des Systems darstellt, '.Venn in den weiteren Ausführungen nicht erwähnt wird, daß es sich um den Brennpunkt irgendeines Elementes des Systems handelt, wird unter der Benennung "Brennpunkt" immer der charakterisierende Brennpunkt des optischen Systems verstanden, in welchen das System infolge seiner resultanten Charakteristika die Lichtstrahlen sammelt bzw. lenkt.
Unter Zuhilfenahme einer Sammellinse kann ein-paralleles Lichtbündel in einem Punkt gesammelt werden, V.'iid in einem Lichtanzeiger das Licht der punktartig angeordneten Lichtquellen mit Hilfe eines Reflektors, z. B, eines paraboloiden Spiegels, in ein praktisch paralleles Lichtbündel umgestaltet (bzw, die Lichtquelle in dem Brennpunkt des Spiegels angeordnet), und in die Bahn des Lichtbündels eine Sammellinse eingesetzt, wird die von der Lichtquelle gelieferte gesamte Lichtenergie den auf der optischen Achse der Linse senkrechten, den Fokalpunkt der Linse inkorporierenden, kleinen, praktisch punktartigen Querschnitt durchqueren. V/ird nun in der, den charakterisierenden Fokalpunkt inkorporierenden, auf der optischen Achse der Linse senkrecht liegenden Ebene vor der Linse eine schwarze
15.10.19SO - 15 - 57 688/16
Abschirmungsplatte, ein Schirm, eingesetzt, in dem von- der optischen Achse der Linse auf dem Schirm ausgeschnittenen Punkt eine, nur einer Fraktion der nützlichen ßeleuchtungsfläehe des Reflektors entsprechende öffnung bzw. aus den Maßverhältnissen sich ergebend, in bezug auf das fokussierte Lichtbündel eine Blende ausgeschnitten, so kann die von der Lichtquelle ausgestrahlte und durch die Linse in den Brennpunkt gelenkte Lichtenergie über die Blende ungehindert und restlos austreten. Gleichzeitig aber wird infolge der erfindungsgemäßen Anordnung nur eine durch das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der elende und der Nutzfläche dos Lichtanzeigers bestimmte Fraktion in der Blende sichtbar. Nur diese Fraktion ist in der Lage, den nützlichen Raumwinkel des Lichtanzeigers, den !Contrast, zu verschlechtern.
Eine weitere Ausführung der Erfindung ist in der Fig. 4 veranschaulicht. Die aus der Richtung des Reflektors 1 her ankommende und durch die Sammellinse 3 in den Brennpunkt der Linse gerichtete Lichtenergie kann unbehindert durch die in dem Brennpunkt ausgestaltete Blonde 5 in das Freie austreten, während der Abschirmungskörper 4c, der in diesem Beispiel eine genau in der den Brennpunkt inkorporierenden Ebene angeordnete schwarze Platte ist, den durch die äußere Lichtenergie hervorgerufene Beleuchtungseffekt wesentlich beschränkt. Des weiteren ist ersichtlich, daß durch die geeignete Gestaltung des Abschirmungskörpors 4c die kontrasterhöhende Wirkung weiter verbessert werden kann. Die Reflexion der aus der äußeren Lichtquelle auf. den Abschirmungskörper 4c einfallenden Lichtstrahlen kann in der Richtung des nützlichen Raumwinkols weiter vermindert worden.
15. ΙΟ'. 1980 - 16 - 57 688/16
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Selbstverständlich kann dieselbe Wirkung erreicht werden, wenn zur Lenkung in den Brennpunkt keine separate Linse verwendet wird, sondern der Reflektor 1 selbst in einer Weise ausgebildet wird, daß von dort die Lichtstrahlen bereits in den Brennpunkt des optischen Systems reflektiert gerichtet werden.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Lösung reflektiert der als paraboloider Spiegel ausgestaltete Reflektor 1 die Lichtstrahlen als parallele Lichtbündel, wenn die Lichtquelle 2 in dem Fokalpunkt F angeordnet ist. '.Venn jedoch die Lichtquelle 2 außerhalb des Fokalpunktes F desselben Spiegels angeordnet ist, wird in dem in der V/eise ausgestalteten optischen System entlang der optischen Achse des Spiegels ein weiterer Fokalpunkt entstehen, wobei die Lichtstrahlen von der Oberfläche des Reflektors in diesen Fokalpunkt konvergent reflektiert werden. In bezug auf dos optische System ist dieser Fokalpunkt als der reelle Fokal* punkt des Systems zu betrachten, der aber von dem Fokalpunkt F des paraboloiden Spiegels abweicht. Hier wird dieselbe
P Wirkung wie bei d.er Anordnung gemäß Fig „ 4 hervorgerufen, bei der die aus dem Reflektor.1 parallel ankommenden Lichtstrahlen über die eingesetzte Sammellinse 3 in den Brennpunkt des optischen Systems gerichtet werden. Die Tatsache, daß die gesamte von der Lichtquelle 2 gelieferte und vom Reflektor 1 reflektierte Lichtenergic unbehindert die in dem Brennpunkt des optischen Systems angeordnete ölende 5 zu durchqueren imstande ist, ist auch für die Anordnung laut Fig. 5 gültig. . ·
. 15.10.1980
- 17 - 57 638/15
Dieselbe Wirkung kann ohne, das Einsetzen einer separaten Sammellinse erreicht werden, wenn der Reflektor .1 durch einen ellipsiodischen Spiegel gebildet ist und die Lichtquelle in dem Brennpunkt des Spiegels liegt. In diesem Fall weist» der Spiegel einen weiteren Brennpunkt auf, der den charakterisierenden Brennpunkt des optischen Systems repräsentiert, in den das System die Lichtstrahlen der Lichtquelle reflektiert und in dem Abschirmungskörper 4d dip Blende 5 ausgestaltet ist.
Mit den bisher' erläuterten drei Ausführungsbeispielen wird veranschaulicht, daß die recht unterschiedlichen optischen Systeme gleicherweise zur Realisierung der Erfindung geeignet sind, wenn diese eine einzige Bedingung erfüllen: Das resultante optische System muß unbedingt einen Brennpunkt aufweisen, in welchem das System die von den Reflektor 1 reflektierten Lichtstrahlen zu sammeln imstande ist. In Kenntnis der in der geometrischen Optik üblichen Apparate kann>dcr Fachmann zahlreiche optische Systeme ausgestalten. Die Systeme des erwähnten Typs, die übrigens zu zahlreichen Zwecken verwendet worden sind, können im Sinne der Erfindung für weitere Funktionen eingesetzt werden, falls bei dem Lichtanzeiger anstelle der bisher verwendeten Abschirmungskörper der erfindungsgomäß ausgestaltete und angeordnete Schirm in das optische System eingesetzt wird.
Genau genommen ist der Brennpunkt des Reflektors ein dimensionloser Punkt. Die in dem Brennpunkt des konkaven Spiegels angeordnete Lichtquelle,ist, auch beim Vorhandensein einer einzigen Lichtquelle, als eine in der Lichtlehre übliche Annäherung zu betrachten. Tatsächlich ist die Licht-
15.10,1980 - 18 - 57 688/16
quelle in einem, auch den Bronnpunkt enthaltenden, aber viel größeren Raum angeordnet.Darauf ist es zurückzuführen, daß von annähernd parallelen reflektierten Lichtstrahlen gesprochen werden kann. Werden daher in dem als Brennpunkt bezeichneten, aber das Maß dessen in Wirklichkeit überschreitenden Raum mehrere Lichtquollen von unterschiedlichen Farben angeordnet, kann die Annäherung so lange akzeptiert werden — in den weiteren Ausführungen ist die Definition in diesem Sinne zu deuten- bis
den einfassenden Raum der Lichtquellen und die Größe des Spiegels vergleichend, der Raum optisch noch immer einen annähernd punktartigen Raum darstellt, oder
der Lichtanzeiger derart ausgestaltet ist, daß auf Wirkung der sich auf den Lichtpunkt beziehenden Farbenauswahl ähnlicherweise wie bei der Revolvoroptik - immer die Lichtquelle in der gewählten,Farbe in den "Brennpunkt" einspringt.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtanzeiger, der ein
optisches System mit einem hinter der bzw. den Lichtquellen
angeordneten Reflektor und einem Abschirmungskörpor enthält.
Der Erfindurigsgcdanke beruht darauf, daß das angewendete optische System eine Sammelcharaktoristik aufweist und der Abschirmungskörper durch einen gegenüberliegenden Schirm gebildet ist, in dem durch einen durch die optische Achse ausgeschnittenen Punkt eine.Blende ausgestaltet ist.
222 0
15.10.1980 - 19 - 57 688/15
Wenn der Reflektor ein paraboloidischer Spiegel ist, ^ die Lichtquelle außerhalb des Brennpunktes des Spiegels angeordnet, ist jedoch der Reflektor ein ellipsoidischer Spiegel', ist die Lichtquelle im Brennpunkt eingesetzt.
Diejenigen Varianten der erfindungsgemäßen Lösung, bei denen die resultante Sammelcharakteristik des optischen Systems mittels einer oder mehrerer Sammellinsen, als akzessorische optische Elemente, ausgestaltet sind, können als besonders vorteilhaft betrachtet werden. In diesem Fall ist der Reflektor konkav zweckmäßigerweiso als paraboloidischer Spiegel ausgebildet, und die Lichtquelle bzw. -quellen sind im Brennpunkt des Spiegels angeordnet, wodurch ein paralleles Lichtbündel reflektiert wird. Technologisch ist gegenwärtig der paraboloidische Spiegel der günstigste, aber auch andere kollimierende Spiegel können verwendet werden. Vor der Lichtquelle sind eine oder mehrere Sammellinsen angeordnet. Die Abschirmungskörper .wordpn von den vor den Sammellinsen angeordneten oder denen gegenüberliegenden Schirmen gebildet - es können ein oder mehrere Linsen verwendet werden ~ wobei in den Schirmen, in denvon den optischen Achsen der Sammellinsen ausgeschnittenen Punkton eine, oder mehrere Blonden ausgestaltet sind.
Der Begriff der Sammellinsen wird im allgemeinen so gedeutet, daß alle Linsentypen dieser Gruppe zugeordnet werden können, die die vorher erwähnte konvergent lenkende (f okussierende) Wirkung hervorrufen.. So 2, B, können die ,Scheiben einer Zylinderlinse, vorzugsweise oinor Plankonvex-Zylinderlinse, verwendet werden. Die im Sinne der Erfindung verwendbaren Zylinderlinsenscheiben werden in der Beschrei-
15.10.19S0 ' - 20 - 57 6S8/1S
bung in der IVeise interpretiert, daß die Zylinderlinsenscheibe aus dem zylindrischen Körper entlang wenigstens zweier mit der geometrischen Achse des Zylinders parallel verlaufenden Schnittebenen ausgeschnitten'wird. Dabei weist die Zylinderlinsenscheibe eine mit der geometrischen Achse des Zylinders gleichfalls parallel verlaufende konvexe Fläche auf, die der Zylinderlinsenscheibe die Sammelcharakteristik verleiht.
Um einen akzessorischen Vorteil zu erreichen, können zur Ergänzung der Zylinderlinsenscheiben mit Sammelcharakteristik bei bestimmten Ausführungen auch weitere Zylinderlinsenscheiben verwendet werden, die keine Sammelcharakteristik aufweisen, sondern z. S. in plankonkaver Form ausgestaltet sind.
In der Beschreibung der erfindungsgenäßen optischen Systeme werden unter den "geometrischen Achsen" der Zylinderlinsonscheibon die geometrische Achse des Zylinders verstanden, aus dem die Zylinderlinsenscheibe ausgeschnitten worden ist, ob diese Achse die ausgeschnittene Scheibe durchquert oder nicht.
Außerdem verfügen die zylinderlinsenscheibenförmigen Sammellinsen über eine mit der geometrischen Achse parallel verlaufenden Brennlinie, auf die die auf die Linse entfallenden, parallelen Lichtstrahlen konvergent gelenkt worden. In der Fachliteratur werden diese Geraden "Fokuslinien" genannt.
Im Sinne einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Reflektor durch einen konkaven,
15.ID.1980 - 21 - 57 688/16
zweckmäßigerweise paraboloidischen Spiegel gebildet. Die Lichtquelle ist in dem Brennpunkt dos Spiegels angeordnet. Vor der Lichtquelle sind die eino Zylinderscheibenform aufweisenden Sammellinsen angeordnet, und der Abschirmungskörper» wird von dem vor der Sammellinse angeordneten oder dem gegenüberliegenden Schirm gebildet. In den erwähnten Schirmen sind entlang der von den die Brennlinien der Sammellinsen enthaltenden, mit der optischen Achse des Reflektors parallelen Ebenen ausgeschnittenen Linien Blenden ausgestaltet»
In Fig. S und 6b sind Ausführungsboispiele dargestellt, bei denen vor dem Reflektor eine Sammellinse angeordnet ist und die einzige Blende des Schirmsystems in der Umgebung des Brennpunktes der Sammellinse angeordnet ist.
In den Fig. 7a bis 7c sind weitere Ausführungsformen veranschaulicht, bei denen vor der bzw, den Lichtquellen eine Anzahl von Sammellinsen und Abschirmungskörpcrn vorgesehen sind, während in den Fig. 8a und Cb Ausführungsfornon zu sehen sind, bei denen das Linsensystem und das Schirmsystem durch eine 'Jechsolwirkung auch eino okzessorische Umlenkung durchführen.
In den Fig. 9a und 9b ist die Verwendung einer an der konvexen Fläche der eine Zylindcrlinsenscheibenform aufweisenden Sammellinse angepaßten weiteren Zylinderlinsenscheibe dargestellt.
Bereits aus den schematischen Darstellungen der Fig. 4 und geht die vorteilhafte Funktion der erfindungsgemäßen Lichtanzeiger eindeutig hervor. Aus der auf den bzw. die Schirme
15.10.1980 - 22 - 57 6SS/1S
einfällenden Lichtenergie erhöht nur der dem Querschnitt der Blenden 5 proportionale Anteil die Helligkeit, Ehrend in einem aufgeleuchteten Zustand des Lichtpunktes die von der Lichtquelle 2 gelieferten und von dem Reflektor 1 reflektierten Lichtstrahlen restlos zu der in der Blende vorhandenen Helligkeit beitragen. Die unmittelbare äußere Umgebung der Blende 5 wird von dem bzw. den schwarz bemalten Abschirmungskörpern gebildet, die sogar bei einem starken Sonnenlicht nur einen geringen Anteil der von außen her einfallenden Lichtenergie reflektieren. So wird der Kontrast unter denselben Bedingungen viel größer als bei den bekannten Lichtanzeigern, wobei im allgemeinen auch der Wirkungsgrad besser ist. Auch die Helligkeit erreicht einen höheren Absolutwert, da mit dem bei den bekannten Lösungen infolge der kontrasterhöhenden Mittel auftretenden Lichtverlust verglichen, der erfindungsgemäße Schirm geringere Verluste verursacht. Der trotzdem auftretende Verlust ist darauf zurückzuführen, daß ein Teil der Lichtstrahlen der Lichtquelle bzw. Lichtquellen 2 nicht von dem Reflektor in die fokussierte Richtung reflektiert wird, sondern unmittelbar gegen den Schirm strahlt, wodurch die Strahlung sich auf der gesamten Oberfläche des Schirms verteilt.
Bei dieser Lichtenergie ist die Situation dieselbe wie bei dem von außen her einfallenden Störlicht: Die Flächenhelligkeit wird nur von den in die Blende 5 gelangenden Strahlen erhöht. Der so entstehende Verlust beträgt etwa 10 ( tj, höchstens 15 'Z eier Lichtenergio der Lichtquellen 2, wobei auch dieser Verlust weiter vermindert werden kann, z. B. durch die geeignete IVahl der Gestaltung und des Grundstoffes der Fläche sowie durch die Anwendung sonstiger bekannter Methoden.
15.10.1930 - 23 - 57 688/15
Die unerwünschte Reflexion des aus der Umgebung strahlenden Lichtes kann weiter vermindert werden, wenn der Abschirmungskörper nicht als eine Ebene ausgestaltet ist, sondern auch die Flächengestaltung die optimale Abschirmungsvvirkung fördert.
Eine weitere Verbesserung kann mit einem konischen Schirm erreicht werden. Ein noch größerer Erfolg ist zu erwarten, wenn ein einen Kegelmantel enthaltendes Schirmsystem verwendet wird. Eine günstige Ausführungsform dieser Lösung ist in den Fig. Sa und 6b dargestellt, wobei aus den im wesentlichen übereinstimmenden Figuren in der Fig. 6a insbesondere der Lichtumlenkmechanismus, in der Fig. 6b die strukturellen Charakteristika der Anpassung dos Systems dargestellt sind.
Der Schirm bzw. dessen der Sammellinse 3 gegenüberliegender Teil wird von dem Kegelmantel 41 gebildet. Die Höhenlinie des Kegelmantels 41 koinzidiort mit der optischen Achse der gegenüberliegenden Sammellinse 3, wobei der Grundkreis gegenüber der Sammellinse 3 steht und die Blende 5 in der Kegelspitze ausgestaltet ist. Der Außenseite des Kegelmantels 41 schließen sich die Rohre 42; 43; 44 an. Der Querschnitt der Rohre 42; 43; 44 entspricht dem in der Fig. 6b veranschaulichten Querschnitt des Kegelmantels 41 in der Anpassungslinie Vi, d. h., der Querschnitt der Rohre 42; 43; 44 ist durch einen Kreis gebildet, dessen Durchmesser dem Durchmesser der obersten Platte eines Stumpf kegeis entspricht, der aus dem Kegel von der Ebene der Anpassungslinie Vi ausgeschnitten worden ist. Die Längsachse der Rohre 42; 43; 44 verlauft parallel mit der optischen Achse der Sammellinse 3 bzw. des Reflektors 1.
15.10,1980 - 24 - 57 688/16
Öle Länge der Rohrstücke wird vom Strahlschnitt ausgehend gewählt. Obwohl die Länge der Zweckdienlichkeit entsprechend gewählt werden kann, darf sie die sich aus dem Strahlschnitt ergebende maximale Länge keineswegs überschreiten, d, h. eine Länge, bei der das Rohrstück aus der Blende 5 nicht in die Bahn der nützlichen, in der Richtung des Betrachtenden fortschreitenden Lichtenergie eindringt.
In einer theoretisch optimalen Grcnzstellung ist die die freien Enden der Rohre 42; 43; 44 tangierende in die optische Achse einlaufende Gerade mit der in derselben optischen Achse einlaufenden Erzeugenden des Kegelmantels 41, auf die auf der optischen Achse senkrecht liegende Achse bezogen, axialsymmetrisch angeordnet. Auf Grund des Vorhergesagten kann der Fachmann die die Störreflexion vermindernde V/irkung der Ausführungsform feststellen und ist imstande, die Dimensionierung und Gestaltung unter Beachtung der Bedingungen des konkreten Anwendungsfalles durchzuführen. Bei einer optimalen Gestaltung ist die Reflexion der auf den Schirm einfallenden äußeren Lichtenorgie in der nützlichen Richtung gleich Null, co daß die Helligkeit der Nutzfläche des Lichtanzeigors bei ausgeschalteter Lichtquelle 2, auch bei einer hochgradigen Helligkeit der Umgebung, durch die Simulation dos absolut schwarzen Körpers vernachlässigbar gering ist.
Bei den eine Lichtinformation mitteilenden Tafeln ist die Äusführungsform üblich geworden, die Lichtpunkte in nebeneinander angeordneten Säulen und in untereinander liegenden Reihen anzuordnen und die Abschirmungskörper 4 aus Rohren mit einem quadratischen Querschnitt zu bilden, welche auf diese 'weise in zwei zueinander senkrechten Richtungen den
2.2 2 0 8.6
15.10.1980 - 25 - 57 6SS/1S
ganzen Raum der Tafel ausfüllen. Die V/irkung kann im Sinne der Erfindung auch dann erreicht werden, wenn der einfassende Rahmen des optischen Systems einen Viereckquerschnitt aufweist, wodurch der Reflektor 1 und die Sammellinse 3 mit demselben Umfang aus dem Grundprofil, das meistens mit einem Kreisquerschnitt ausgestaltet ist, ausgeschnitten sind.
In diesem Fall wird das in Fig. Sa dargestellte Schirmelement modifiziert, üqr Mantel ist nicht ein Kegelmantel, sondern der 'Mantel einer Pyramide, wobei die Grundfläche der Pyramide der Sammellinse gegenüberliegt, die Höhenlinie mit der optischen Achse koindiziert und die Blonde in der Spitze der Pyramide ausgestaltet ist.
Es wurde bereits erwähnt, daß die Sammellinse 3 auch durch eine Zylinderlinsenscheibe gebildet werden kann. In diesem Fall wird die Blende 5 nicht punktartig ausgebildet, sondern ist eine linienartige, entweder horizontale oder vertikale Spalte. Auch in diesem Fall weicht das Schirmsystem von dem Querschnitt des Rotationskörpers ab. Auch der bereits erwähnte Pyramidcnmantel kann verwendet werden. Im allgemeinen wird in diesem EaIl der Schirm bzw, das Schirmelement von den zueinander passenden Ebenen gebildet, deren V/irkung bereits beschrieben worden ist, oder von gekrümmton Flächen, die in der V/eise zueinander passen, daß sie in bezug auf die Brennlinie der Zylinderlinsenscheibe dieselbe Abschirmungswirkung ausüben wie der Kegelmantel bei einer punktartig ausgestalteten Blende. Außer Platten mit gekrümmten Leitlinien können auch Platten mit gebrochenen Leitlinien vorteilhaft verwendet worden. ' · ·. ·
Die waagerechte bzw. senkrechte Richtung wird als eine innere Bezugscharakteristik des Systems angegeben, gleicherweise
• 222 0
15.10.1980 - 26 - . ' 57 688/15
die Anordnung in Reihen bzw. in Säulen. Es ist' auch möglich, daß der Anzeiger solch eine Winkelstellung einnimmt, daß die dargestellten Ausführungen, die Erdfläche als Horizontale betrachtet, gegenüber den in den Figuren dargestellten Positionen in eine in der'Ebene des Figurblatts liegende oder um die darauf senkrecht liegende Achse um einen beliebigen Winkel verdrehte Position gelangen kann, wobei die Bestimmungen "waagerecht" und "senkrecht" usw. in dem äußeren geometrischen System schon nicht mehr horizontale und vertikale Richtungen,, sondern von denen abweichende, z. B, schräge Richtungen bezeichnen. Trotzdom sind alle in der Beschreibung angegebenen Richtungen auf dem elementaren Lichtanzeiger in bezug auf die gegenseitigen Positionen innerhalb des geschlossenen geometrischen Systems als richtig zu betrachten.
Auch bei den weiteren beschriebenen Ausführungsformen sind die horizontalen, vertikalen Festlegungen in dem auf dem Figurblatt dargestellten Koordinatensystem richtig und im allgemeinen Sinne verwendet. Unter Aufrechterhaltung ihrer relativen Bedeutung können diese auf der liontagestelle auch in andere Richtungen transformiert werden, mit der Beschränkung, daß jede in einem elementaren System bestimmte Richtung im gleichen Sinne und im gleichen Haß umgedreht bzw, verdreht wird.
Die Funktion der Lichtanzeiger ist mit jeher der Beleuchtungskörper keineswegs identisch. Als Ziel wird hier nicht die Beleuchtung der in der Wirkungssphäre.vorhandenen Gegenstände gesetzt, sondern die Hauptziolsetzung liegt . · darin, daß die voneinander abweichenden Zustände des Licht- ; anzeigers leicht und eindeutig unterschieden werden können.
15.10,19SO - 27 - 57 588/15
Es ist1 auch nicht gleichgültig, was· für ein Bild der eingeschaltete oder ausgeschaltete Lichtanzeiger bietet.
In gewissen Fällen, z. B. wenn in einer Verkehrsampel das leuchtende Bild des die Fahrrichtung zeigenden Pfeils erscheint oder auf Anzeigetafeln leuchtende Figuren oder Buchstaben angezeigt werden, ist die eindeutige Unterscheidbarkeit des ausgeschalteten bzw. eingeschalteten Zustandes nicht genügend. Es ist dafür zu sorgen, daß die gesamte Oberfläche des von dem gewünschten Raumwinkel her betrachteten Lichtanzeigers mit gleichmäßiger Helligkeit leuchtet und ein unverzerrtes Bild erscheint.
Bei den bisher beschriebenen Lösungen konnten die erwähnten akzessoricchen Forderungen nicht befriedigt worden. In gewissen Fällen erscheint ein mit dom Durchmesser der Blende 5 übereinstimmender leuchtender Punkt, in anderen Fällen ist eine leuchtende Linie zu sehen, deren Abmessung derjenigen der die Blende 5 bildenden Spalte entspricht, wobei die übrigbleibende Fläche dos Lichtanzoigers in Finsternis bleibt.
Auch diese akzessorische Forderung kann befriedigt werden, wenn wir von dem die Kollimation durchführenden Reflektor anstelle einer einzigen Linse zahlreiche elementare Linsen und ein damit verbundenes, aus elementaren Abschirmungselementen 4 bestehendes Schirmsystem verwenden. Die bisher geschilderten günstigen Wirkungen werden auch jetzt realisiert. Gleichzeitig kann aber erreicht werden, daß entlang der gesamten Stirnfläche des Lichtanzeigers ein gleichmäßig beleuchtetes Bild erscheint, nämlich die Gesamtansicht der entlang der Stirnflache sich gleichmäßig verteilenden Punkte bzw. Linien«
15.10.1980 - 28 - 57 688/15
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Version mit mehreren Linsen ist in Fig. 7a zu sehen. Es ist ersichtlich, daß die Sammellinsen 3 entlang der auf der optischen Achse des Reflektors 1 senkrecht liegenden Ebene in nebeneinander angeordneten Säulen und in untereinander liegenden Reihen angeordnet sind. Auf die gleiche Weise kann eine Tafel ausgestaltet werden, in welcher die Sammellinsen 3 nur eine einzige Reihe oder Säule bilden oder bei der auf der Stirnfläche mit .einem Viereckquerschnitt vorhandene, je eine vollkommene Reihe (Säule) ausfüllende Zylinderlinsenscheiben entlang einer einzigen Reihe (Säule) angeordnet sind.
In Fig. 7a ist die Anordnung dargestellt, in der die Abschirmungsolementc entlang der zweiten ebene, die mit der ersten Eb.cnc parallel verläuft, vor den Sammellinsen 3 und denen gegenüberliegend angeordnet sind.
Sollen die Sammellinsen 3 einen Rotationskörper bilden und in den Brennpunkt lenken, worden die in der Fig. 7a gezeigten Abschirmungselemente als Kegelmantel 45 ausgebildet (Fig. 7b), wobei vor jeder Sammellinse 3 ein ähnliches Schirmsystem ausgestaltet werden kann, wie'flas in der Fig. dargestellt ist. Selbstverständlich kann das Schirmelement auch durch einen Pyramidenmantel gebildet sein.
Werden jedoch die Sammellinsen 3 z. B, von den entlang der ersten Ebene untereinander angeordneten konvexen, zweckmäßigerweise plankonvexen Zylinderlinsenscheiben gebildet, deren geometrische Achsen parallel mit der ersten Ebene verlaufen, werden die in der Fig. '7c dargestellten Schirmelemente 45' verwendet, bei denen in der Fig. dargestellton Anordnung die divergierenden Enden der mit der
222 08.6
15.10.1980 - 29 - 57 6S8/1S
geometrischen Achse der Zylinderlinsenscheiben parallel angeordneten Spitzwinkelprofile den Raum zwischen den Sammellinsen 3 und den Abschirmungselementen umfassen, wobei die Blende 5 in der Spitze der Winkelprofile ausgestaltet ist, d, h. die konvergierenden Enden der das Winkelprofil bildenden Ebenen die Blende 5 begrenzen.
Das Winkelprofil kann auch mit einem Stumpfv;inkol ausgestaltet .werden. So kann im allgemeinen festgestellt werden, daß das Abschirmungselement von zwei'Wänden gebildet wird, die miteinander einen 180 unterschreitenden Winkel einschließen. Es besteht nicht die Forderung, daß die 'Wand eine Ebene bilden soll. Auch solche Wände können erfolgreich verwendet werden, deren Projektion in der mit der optischen Achse des Reflektors 1 parallelen und auf der Erennlinie der Sammellinse 3 senkrecht liegenden Ebene eine gekrümmte oder gebrochene Linie ergibt.
Eine äußerst vorteilhafte Variante kann in den häufig vor-» kommenden Fällen realisiert werden, wenn der Betrachtungsraumwinkel nicht kreissymmotrisch mit der Achse des Lichtanzeigers ist. In diesem Zusammenhang müssen die meistens in der Straße verwendeten Lichtanzeiger und die Mehrheit der Anzeigetafeln, z, B. bei Sportveranstaltungen, erwähnt werden. Diese sind in der Augenhöhe des Betrachtenden oder •darüber angeordnet. Dadurch geht bei den bisher behandelten Ausführungen mit einer kreissynmotTischen Strahlungscharakteristik ein Teil der Lichtenergio verloren.
In Fig. S ist die Ausführungsform der zur Realisierung der akzessorischon Richtungslenkung geeigneten Varianten in unterschiedlicher Ausführung (Fig. 8a bzw. 8b) mit einer
15.10.1980 - 30 - 57 688/16
dem Beispiel entsprechenden Lenkungsform dargestellt. Bei einer anderweitigen Anwendung kann die Richtungsumlenkung in eine andere Richtung vorgenommen werden, z. B, zum Himmel gerichtet.
Eine Richtungsänderung kann am einfachsten in der bereits beschriebenen '"/eise vorgenommen worden, falls das hier veranschaulichte optische System um die auf der Ebene des Figurblattes senkrechte Achse in einem beliebigen 'winkel verdreht wird. Um eine optimale Umlenkungscharakteristik zu erreichen, ist es oft unerläßlich, die Form des Schirms bzw, die Form der Linsen zu ändern.
Im Sinne der Fig. 8 sind die Sammellinsen von entlang der ersten Ebene, in untereinander liegenden Reihen angeordneten Zylinderlinsenschciben gebildet. Dementsprechend werden auch die Abschirmungsolemente je Reihe entlang der zweiten Ebene, ausgestaltet. Das Schirmelement wird auf der bereits beschriebenen V/eise ausgestaltet, indem es durch die miteinander einen 180 unterschreitenden winkel einschließenden V/ändo gebildet v/ird, deren konvergierenden Enden die Blonde begrenzen und dessen divergierenden Enden den Raum zwischen aer Sammellinse 3 und dom Schirmeloment umschließen. Der Außenseite der einen './and 40 passen sich eine oder mehrere, mit der anderen Wand parallel verlaufenden '.Vände 49 an. Die Charakteristik der akzossorischen Richtungsumlenkung wird durch den Richtungswinkel der l'/ände 47 und 48 bestimmt. Die Orientierung der IVand 47 hängt mit der Gestaltung der Zylinderlinsonscheibe zusammen. Aus der Fig. geht eindeutig hervor, daß eine der Schnittebenen S der .Zylinderlinse eine mit der optischen Achse des Reflektors 1 und clor Brennlinie der Sammellinsen 3 parallele Ebene ergibt, wobei die eine
222 Q&.6
15.10.1930 - 31 - . 57 688/15
Schnittebene eine die Gronnlinien inkorporierende Ebene ist. In diesem Fall verläuft die andere Wand "47, dos Abschirmungselements mit der optischen Achse des Reflektors 1 und den Brennlinien der Sammellinsen 3 parallel. Wird dagegen aus dem Zylinder ein größerer Teil ausgeschnitten, wodurch die optische Achse dos Reflektors 1 den Innenraum der Zylinderlinsenscheiben durchquert, liegt die andere Wand 47 in der Ebene, die mit der ersten Ebene die Zylindorlinsenschoihe in einem Spitzwinkel umschließt. Im Gegensatz dazu, wenn ein kleinerer Teil aus dem Zylinder ausgeschnitten wird und dadurch die optische Achse des Reflektors 1 die Zylinderlinsenscheibe überhaupt nicht tangiert, sondern außerhalb verläuft, liegt die andere Wand des Abschirmungceloments in der Ebene, die mit der ersten Ebene in einem Stumpfwinkel die Zylinderlinsenscheibe umschließt. Diese Aussagen sind auch dann gültig, wenn die geprüfte Schnittcbono mit der die optische Achse dos Reflektors inkorporierenden Ebene nicht parallel verläuft, sondern mit dieser einen Winkel einschließt. Auch in diesem Fall übt die Zylindcrlinsenschcibo nur in dom Raum, der von der Gchnittobone und der mit dieser Ebene parallelen Projiziorung umschlossen ist, eine Wirkung in dem dargestellten optischen System als eine gegen die Dlcnde lenkende Sammellinse aus.
Die Lenkwirkung kann modifiziert v/erden, wenn weitere Zylinderlinsenscheiben verwendet werden, die entweder eine Sammelcharakteristik oder Stroucharaktoristik oder Ver~ schiebungs- bzw, Verdrehungscharaktcristik aufweisen. Die weiteren Zylinderlinsonscheiben sind entweder plankonvexe oder plankonkave Zylinderlinsenscheiben. Dei einer der möglichen Au'sführungsbeispicle ist entlang einer weiteren, milder ersten Ebene parallelen Ebene eine Anzahl weiterer,
15.10.1980 - 32 - 57 588/15
gleich ausgestalteter Zylinderlinsenscheiben vorgesehen, wobei die optischen Achsen der erwähnten weiteren Zylinderlinsonscheiben in einer auf den Brennlinien der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen senkrechten Ebene liegen. .
Die Entfernung zwischen dor ersten Ebene und der zweiten Ebene kann so groß sein, daß die Zylinderlinsenscheiben einander nicht einmal berühren, abor der Abstand kann auch so gering sein, daß diese eng aneinander aufliegen, d» h,, die Anzahl der weiteren Zylinderlinsenscheiben paßt sich der Anzahl der in der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen an. Dies kann an jeder Seite der ersten Ebene vor sich gehen. In einer vorteilhaften Ausführung liegt die v/eitere ebene hinter der ersten Ebene.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in zwei Ansichten in Fig. 9a bzw. 9b dargestellt.
Hier sind zu der konvexen Flüche der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen 3 weitere Zylinderlinsenscheiben angepaßt, deren geometrische Achsen von der Leitkurve der konvexen Fläche parallelen Kurven gebildet sind, wodurch diese in der auf der Brennlinio der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinse 3 senkrechten Ebene liegen. In der Praxis kann eine derartige Anordnung so ausgestaltet werden, daß dio Anzahl der z. ß« plankonkaven Zylinderlinsenscheiben in dem gewünschten Format und aus einem zweckdienlichen Kunststoff entlang der geraden optischen Achse angeordnet ist, wonach die Scheiben auf die Sammellinse 3 gebogen und darauf angeklebt! worden. Die resultante Form kann auch mit einer Technologie erzeugt werden, in deren Verlauf das gesamte System der Zylinder-
222 O
15.10.1980 - 33 - 57 683/16
linsenscheiben als ein zusammenhängender Körper, ζ. Β. als ein gepreßter Kunststoff körper, ausgestaltet wird (Fig. 9). Dieses Verfahren ist gleicherweise zur Herstellung der Abschirmungselenente wie auch der Zylinderlinsenscheiben oder zur Kombination beider Systeme bestens geeignet. Selbstverständlich können bei den verschieclcron Ausführungsformen und Varianten die Linsen oder die Schirme gefärbt werden, wobei die Farben kombiniert werden können. Des weiteren kann zwischen, vor und hinter den Linsen bzw. Schirmen eine die Farbwirkung gewährleistende, durchsichtige Platte (Folien) eingelegt werden, die die lenkende bzw. abschirmende Wirkung nicht beeinflußt, aber fähig ist, die Wellenlänge der Lichtstrahlen zu modifizieren.
In dem Vorhergesagten ist die Erfindung entsprechend der sich aus den grundsätzlichen Gesetzmäßigkeiten des funktionalen Mechanismus ergebenden theoretischen Gestaltung bo- : schrieben worden. Dei der Ausführung in der Praxis müssen die erwähnten Wirkungen jedenfalls realisiert werden. In der Praxis können jedoch einige hier geschilderte Charakteristika virtuelle Charakteristika darstellen, die von dom Standpunkt der Optik aus betrachtet richtig sind, während sie in ihren tatsächlichen Formen von den virtuellen Charakteristika, infolge technologischer Überlegungen, gewissermaßen abweichen. Dies ist z. D, bei den Blenden der Fall, Wie aus den Fig. 4 und 5 eindeutig hervorgeht, besteht die Voraussetzung des unbehinderten Durchdringons darin, daß die Dlende in dem Drennpunkt den restlosen Durchgang der von dem Reflektor 1 her kommenden Lichtenergie ermöglicht und gleichzeitig das Vorhandensein der störenden Energie nur in einem minimalen Maß zuläßt. Zweckmäßig sollte daher der wirksame Querschnitt dor Blende in dem Drennpunkt
15.10.1930 - 34 - 57 688/15
nicht kleiner sein als das einfassende Maß jedes unter Betriebsumständen zu erwartenden Lichtbündels, IVonn nämlich der Querschnitt kleiner ist, geht ein Teil der Energie verloren, gleichzeitig aber soll er nicht größer sein, als es zum sicheren Durchgang erforderlich ist.
Aus den bekannten Zusammenhängen der optischen Systeme geht hervor, daß bei der Aufrechterhaltung der nominellen Parameter des Fokussierens (inbegriffen die Form und Dimension der Lichtquelle 2) uer in dem Brennpunkt bei_ unterschiedlichen Lichtlei'stungen entstehende Dündclquerschnitt, den praktischen Haßtoleranzen des Streubildos gemäß, bestimmt werden kann.
Sollte die Dlende 5 tatsächlich in der auch den Brennpunkt enthaltenden Ebene liegen, so ist deren Querschnitt (eventuell die Höhe und Breite) größer zu wählen als der Querschnitt (die Diagonale) des zu erwartenden maximalen Lichtbündels.
Die Blende 5 muß nicht unbedingt in dieser Ebene ausgestaltet werden. Bei der tatsächlichen Gestaltung liegen die. konvergierenden Enden der die Blende begrenzenden Wände nicht unbedingt in der den Brennpunkt enthaltenden, auf der optischen Achse senkrechten Ebene, wie dies aus der Darstellung in den Fig. 4 und 5 hervorgeht. Die erwähnton Enden könnten z. B. in einer mit dieser Ebene parallel verlaufenden, aber davon in einem Abstand von +/\ x liegenden Ebene angeordnet'sein. In Fig. 6 ist der Fall -Ζλ χ gezeigt, bei dem der Abstand zwischen der Blende und der Sammellinse 3 kleiner ist als die Entfernung zu dom Brennpunkt. Sollte ZXx positiv sein, reicht der Schirm über den Brennpunkt hinaus. Gleichzeitig kann die die konvergierenden Enden be-
15.10.1930 - 35 - 57 688/15
rührende Ebene von einer Ebene gebildet sein, die mit der optischen Achse einen von 90 abdeichenden Winkel einschließt. Sollte der Abschirmungskörper 4 nicht in der auch den Brennpunkt enthaltenden Ebene angeordnet sein, wird das. tatsächliche Maß der Blende von dem für den Brennpunkt berechneten Maß abweichen, da dieses in der Weise zu wählen ist, daß unter den durch die Geometrie bestimmten Verhältnissen die tatsächliche Blende 5 eine Wirkung ausübt als ob eine Blende von einem theoretisch genauen Maß in der den Brennpunkt enthaltenden Ebene vorhanden wäre. Daher wird das zweckmäßige Glendonmaß auch in diesem Fall auf die den'Brennpunkt (die Bronnlinie) enthaltende Ebene bezogen. Sollte die Blende tatsächlich in der erwähnten Ebene liegen, wird die Blonde dom zu erwartenden maximalen Maß des Lichtbündels entsprechend dimensioniert. Sollte die Blende nicht in dieser Ebene liegen, wird die Dimensionierung der Blende in der Weise vorgenommen, daß die Abmessung in diese Ebene extrapoliert den Forderungen dos Lichtbündels entspricht, d, h., die charakterisierenden Grundrisse des Abschirmungskörpers werden entsprechend den die abschirmende Wirkung ausübenden Wänden aufgezeichnet, und das sich aus den Charakteristik^ des optischen Systems ergebende Lichtbündel wird eingezeichnet, wonach z. B, diejenige Diagonale bestimmt wird, welche das auf Grund der Wirkung der tatsächlichen Blende durchgelassene Lichtbündel aus der den Brennpunkt enthaltenden auf der optischen Achse senkrechten Linie ausschneidet. Dieses Maß stellt das in den Brennpunkt extrapolierte Maß der tatsächlichen Blende dar. Gleicherweise kann der Querschnitt extrapoliert werden. Auch die Extrapolation der Abmessungen der in der Umgebung der Brennlinie ausgestalteten Linearblende ist mögliche
15.10.1980 - 36 - 57 688/16
Zweckmäßig wird die Blende so dimensioniert, daß der in der auf der optischen Achse des Reflektors 1 senkrechten, den Brennpunkt (die Brennlinie) des Reflektors 1 und der Sammellinse 3· enthaltenden Ebene gemessene (auf die erwähnte Ebene extrapolierte) Querschnitt' der Blende 5, d, h. die Höhe und Breite, größer ist als das entsprechende Maß des im Sinne des durch die nominellen Parameter bestimmten Fokussierens im Brennpunkt (auf der Brennlinie) zu erwartetxbn maximalen Lichtbündels (der Querschnitt, die Diagonale). Im allgemeinen können die im Laufe der Fertigungstechnologie entstandenen Toleranzen nicht vermieden v/erden. Sollte die Dimensionierung auf einer Annäherung oder auf der sich aus dem Streubild ergebenden Wahrscheinlichkeit beruhen, wird der Toleranz eine erhöhte Bedeutung beigemessen. Zahlreiche Versuche wurden mit den erfindungogcmäßen Lichtanzeigertypen durchgeführt, und es konnte festgestellt werden, daß ein verlustfreier Durchgang bei gleichzeitiger Beseitigung der Störeffekte mit voller Sicherheit erreicht werden kann, wenn der nach den geometrischen Korrelationen bestimmte Querschnitt des Lichtbündels (die Diagonale) von dem auf die Ebene des Brennpunktes bezogenen (gemessenen, extrapolierten) Querschnitt der Blende 5 um mindestens 5 )ό übertroffen wird. Der Störeffekt kann ziemlich befriedigend vermindert werden, wenn 20 % nicht überschritten werden. -Im allgemeinen kann die Gestaltung als annehmbar betrachtet werden, wenn der in dem Brennpunkt gemessene Querschnitt der Blende 5 den maximalen Querschnitt des Lichtbündels um etwa 10 % übertrifft.
Aus den Ausführungen geht eindeutig hervor, daß auf Grund des erfindungsgemäßen Gedankens eine. Vielzahl von Ausführung.s· formen und Varianten ausgestaltet werden kann, die die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile, wenn auch in unter-
15.10,1980 - 37 - 57 688/15
schiedlichem Maße, gewährleisten, wodurch durch die Anwendung der Erfindung die Adaption zu jeder Forderung und Bedingung gegeben ist.
Claims (31)
1. Lichtanzeiger mit erhöhter Kontrastwirkung mit einer oder mehreren Lichtquellen, mit einem hinter der Lichtquelle bzw, den Lichtquellen angeordneten, als konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor und Abschirmungskörper, gekennzeichnet dadurch, daß der Abschirmungskörper (4) durch einen vor der Lichtquelle bzw, den Lichtquellen und gegenüber dem Reflektor (1) angeordneten Schirm gebildet ist, wobei in dem Schirm in einem von der optischen Achse des Reflektors (1) ausgeschnittenen Punkt eine Blende (5) ausgestaltet ist,
2. Lichtanzeiger mit erhöhter Kontrastwirkung mit einer oder mehreren Lichtquellen, mit einem hinter der Lichtquelle bzw, den Lichtquellen angeordneten als ein konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor und Abschirmungskörper, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Lichtquelle bzw, den Lichtquellen eine oder mehrere Sammellinsen (3) angeordnet sind und der bzw, die Abschirmungskörper (4) ein vor der bzw.- den Sammellinsen liegender oder der Sammellinse bzw. den Sammellinsen gegenüberliegende Schirme sind und daß in. dem Schirm bzw. den Schirmen, in dem von der bzw. den optischen Achsen der Sammellinse bzw, Sammellinsen (3) ausgeschnittenen Punkt bzw, Punkton die Blende bzw. Blenden (5) ausgestaltet sind.
3. Lichtanzeiger mit erhöhter Kontrastwirkung mit einer oder mehreren Lichtquellen, mit einem hinter der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen angeordneten, als ein konkaver Spiegel ausgestalteten Reflektor und Abschirmungskörper, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Lichtquelle bzw. den
4. Lichtanzeiger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Reflektor (1) ein paraboloidischer Spiegel ist und die Lichtquelle bzw. Lichtquellen (2) außerhalb des Brennpunktes (F ) des Spiegels angeordnet ist bzw. sind.
5. Lichtanzeiger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Reflektor (1) ein ellipsiodischer Spiegel ist und die Lichtquelle bzw. Lichtquellen in dem Brennpunkt des Spiegels angeordnet ist bzw. sind.
6. Lichtanzeiger nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lichtquelle bzw. Lichtquellen in dem Brennpunkt des konkaven Spiegels angeordnet ist bzw. sind
7. Lichtanzeiger nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß der konkave Spiegel ein paraboloidischer Spiegel ist.
8. Liehtanzeiger nach den Punkten 2, 3, 5 oder 7, gekenn-
zeichnet dadurch, daß entlang der ersten, auf der optischen Achse des Reflektors (1) senkrechten Ebene gleich ausgestaltete und orientierte .Sammellinsen (3) angeordnet sind, wobei die Abschirmungskörper (4) von den entlang der zweiten-, mit der ersten parallel verlaufenden Ebene,
9. Lichtanzeiger nach den Punkten 2, 6, 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Schirmelement bzw, dessen der Sammellinse (3) gegenüberliegender Teil durch einen Kegelmantel (41; 45) gebildet ist, wobei die Höhenlinie dos erwähnten Kegelmantels (41; 45) mit der optischen Achse der gegenüberliegenden Sammellinse (3) koinzidiert, der Grundkreis der Sammellinse (3) gegenübersteht und die Blende (5) in der Kegelspitzo ausgestaltet ist.
10. Lichtanzeiger nach den Punkten 2, 3, 6, 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Schirmelemont bzw. dessen der Sammellinse (3) gegenüberliegender Teil durch einen Pyramidenmantel mit einer zweckmäßig viereckigen Grundplatte gebildet ist, die Grundplatte der Pyramide der Sammellinse (3) gegenübersteht, des weiteren die Höhenlinie mit der- optischen Achse der gegenüberliegenden
. Sammellinse mit der die Drennlinic enthaltenden, mit
der optischen Achse des Reflektors (1) parallelen . Ebene koinzidiert und die Blende in der Spitze der Pyramide ausgestaltet ist.
11. Lichtanzeiger nach Punkt 9 oder 10, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Außenseite des Mantels (41; 45)
. ein oder mehrere der Reihe nach mit abnehmender Diagonale ausgestalteten Rohre (42; 43; 44) anschließen, wobei der'
222O S
12. Lichtanzeiger nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die das freie Ende des Rohres bzw. der Rohre tangierende, in die optische Achse einlaufende Gerade mit der in die optische Achse der in derselben Ebene einlaufenden Erzeugenden des Mantels-(41; 45), auf die senkrecht auf der optischen Achse liegende Achse bezogen, axiälsymmetrisch ist.
13. Lichtanzeiger nach einen der Punkte 8 bis 12,-gekennzeichnet dadurch, daß die Sammellinsen (3)entlang der ersten Ebene in untereinander liegenden Reihen und/oder nebeneinander liegenden Säulen angeordnet sind.
14. Lichtanzeiger nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Sammellinsen (3) durch die entlang der ersten Ebene untereinander angeordneten konvexen, zweckmäßig plankonvexen Zylinderlinsenschoiben gebildet sind, deren geometrische Achsen mit der ersten Ebene parallel verlaufen.
15.10.1980 - 45 - 57 688/15
15.10.1980 - 44 - 57 688/16
ander übereinstimmend ausgestalteter Zylinderlinsenscheiben angeordnet ist, deren geometrische Achsen in einer mit der ersten Ebene parallelen und auf den Brennlinien der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen (3) senkrechten Ebene liegen«,
15.10.1980 - 43 - 57 688/16
der Zylinderlinsenscheibe durchquert und die andere IVand (47) des Schirmelements in der Ebene liegt, die mit der ersten Ebene in einem Spitzwinkel die Zylinderlinsenscheibe umfaßt,
15.10.1980 ~ 42 - 57 688/16
scheibe enthaltenden Ebene ausgeschnitten worden ist, ausgestaltet ist,
15. Lichtanzeiger nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Schirmelemente entlang der zweiten Ebo'no, die mit der ersten Ebene parallel verläuft, den Zylinderlinsenscheiben gegenüberliegend, angeordnet sind, und die Elende (5) entlang der Linie, die von der mit der optischen Achse des Reflektors (1) parallelen und die Brennlinie der ständig gegenüberliegenden Zylinderlinsen-
15.10.1930 - 41 - 57 688/16
Querschnitt der Rohre dem in der Anpassungslinie ge-. messenen Querschnitt des Mantels (41; 45) entspricht und die Längsachse mit der optischen Achse der Sammellinse (3) bzw, des Reflektors (1) parallel verläuft.
15.10.1980 - 40 - 57 688/15
gegenüber je einer Sammellinse (3) liegenden Schirmelementen gebildet ist, und in den' erwähnten Schirmelementen in einem von der optischen Achse der gegenüberliegenden Sammellinse (3) bzw. von der die Brerinlinie enthaltenden ebene ausgeschnittenen Punkt, entlang der Linie, die Blenden (5) angeordnet sind.
15.10.1980 - 39 - 57 688/15
Lichtquellen (2) eine oder mehrere, in Zylinderlinsenscheibenform ausgestalteten Sammellinsen (3) vorgesehen sind und die Abschirmungskörper durch die vor oder gegenüber den Linsen angeordneten Schirmen gebildet sind, und in den Schirmen, entlang der von den mit der optischen Achse des Reflektors (1) parallelen und die Brennlinien der Sammellinsen enthaltenden Ebenen ausgeschnittenen Linien, Blenden (5) ausgestaltet sind.
15.10,1980 - 38 - 57 588/15
Erfindunqsanspruch :
16. Lichtanzeiger nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß das Schirmelement durch zwei, miteinander einen 180 unterschreitenden Winkel einschließende IVände (47; 48) gebildet ist, deren konvergierenden Enden die Blende (5) begrenzen, während die divergierenden Enden den Raum zwischen den Sammellinsen (3) und den Schirmelement umfassen,
17* Lichtanzeiger nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Projektion der einen Wand (48) und/oder der anderen IVand (47) in der mit der optischen Achse des Reflektors (1) parallelen und auf der ßrennlinio der Sammellinse (3) senkrechten Ebene eine gekrümmte oder gebrochene Linie ist,
18, Lichtanzeigerroch einem der Punkte 14 bis 17, gekennzeichnet dadurch, daß eine der Schnittebenen der Zylinderlinsenscheiben eine mit der optischen Achse des Reflektors (1) und den Brennlinien der Sammellinsen (3) parallel verlaufende Ebene ist,
19, Lichtanzeigor nach Punkt 18, gekennzeichnet· dadurch, daß die eine Schnittebone eine die Brennlinien enthaltende Ebene ist und die andere Wand (47) dos Schirmelements mit der optischen Achse des Reflektors (1) und den Brennlinien der Sammellinsen (3) parallel verläuft.
20, Lichtanzeiger nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die optische Achse des Reflektors (1) das Innere
21, Lichtanzeiger nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die optische Achse des Reflektors (1) außerhalb der Zylinderlinsenscheibe verläuft und die andere IVand (47) des Schirmelemonts in einer Ebene liegt, die mit der ersten Ebene in einem Stumpfwinkel die Zylinderlinsenscheibe umfaßt.
22, Lichtanzeiger nach einem der Punkte 8 bis 21, gekennzeichnet dadurch, daß die entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen (3) und/oder die in der zweiten Ebene angeordneten Schirmelemente als ein einziger zusammenhängender Körper, z, C, als ein gepreßter Kunststoff körper, ausgestaltet Sind.
23. Lichtanzeiger nach Punkt 22, bei dem die Schirmelemente durch miteinander einen 180 unterschreitenden Winkel einschließende Wände gebildet sind, deren konvergierenden Enden die Blende begrenzen und die divergierenden Enden den i\aur.i zwischen den Sammellinsen und den Schirm» elementen umschließen, gekennzeichnet dadurch,, daß der Außenseite der einen Wand (43) eine oder mehrere, mit der anderen Wand (47) parallel verlaufenden Wände (47) angeschlossen sind.
24. Lichtanzeigor nach jedem der Punkte 14 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß entlang der mit der ersten Ebene parallelen weiteren Ebene eine Anzahl weiterer mitoin-
25» Lichtanzeiger nach Punkt 24, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Anzahl der entlang der weiteren Ebene angeordneten weiteren Zylinderlinsenscheiben der Anzahl der in der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen (3) angleicht.
26« Lichtanzeiger nach Punkt 24 oder 25, gekennzeichnet dadurch, daß die weiteren Zylinderlinsonscheibon eine plankonvexe oder plankonkave Form aufweisen.
27. Lichtanzeiger nach jedem der Punkte 24 bis 26, gekennzeichnet dadurch, daß die weitere Ebene hinter der ersten Ebene liegt.
28. Lichtanzeigor nach jedem der Punkte 14 bis 23, gekennzeichnet dadurch, daß der konvexen Fläche der entlang der ersten Ebene angeordneten Sammellinsen (3) je eine weitere Zylinderlinsenscheibe angeschlossen ist,, deren geometrische Achse durch eine mit der Leitkurve der konvexen Fläche parallele Kurve gebildet ist.
29« Lichtanzeiger nach jedem der Punkte IO bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß der einfassende Rahmen dos optischen Systems einen Viereckquerschnitt aufweist, wobei der Reflektor (1) und die -Santm.ellinsoii (3) mit einem solchen Umfang aus dem, meistens einen Kreisquerschnitt aufweisenden .Grundprofil ausgeschnitten sind.
30» Lichtanzeiger nach jedem der Punkte 1 bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß der in der auf der optischen Achse des Reflektors (1) senkrechten, den Brennpunkt (Brennlinie) des Reflektors (1) bzw, der gegenüberliegenden Sammellinse (3) inkorporierenden Ebene gemessene (auf die Ebene extrapolierte) Querschnitt (die Höhe und Breite) der blende bzw. Blenden (5) größer ist als der maximale Lichtbündelquerschnitt (die Diagonale), der im Sinne des durch die nominellen Parameter bestimmten Fokussierens definiert ist,
31. Lichtanzeiger nach Punkt 29, gekennzeichnet dadurch, daß der Querschnitt (Höhe, Breite) der Blende bzw. Blenden (5) das entsprechende Maß des maximalen Lichtbündels höchstens um 20 %, zweckmüßig höchstens um 10 yj oder 5 ^o überschreitet,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8017964A GB2077410B (en) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | Luminous display installation with an increased contrast effect |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD151834A5 true DD151834A5 (de) | 1981-11-04 |
Family
ID=10513761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD80222086A DD151834A5 (de) | 1980-06-02 | 1980-06-23 | Lichtanzeiger mit erhoehter kontrastwirkung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4425608A (de) |
| AT (1) | AT382733B (de) |
| DD (1) | DD151834A5 (de) |
| DE (1) | DE3022737A1 (de) |
| GB (1) | GB2077410B (de) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2129537B (en) * | 1982-10-23 | 1986-01-08 | Kenneth Roy Hipwood | Non dazzle non dipping headlamp |
| JP2823156B2 (ja) * | 1985-07-23 | 1998-11-11 | キヤノン株式会社 | ディスプレイ装置 |
| US6201352B1 (en) | 1995-09-22 | 2001-03-13 | Gl Displays, Inc. | Cold cathode fluorescent display |
| US5834889A (en) | 1995-09-22 | 1998-11-10 | Gl Displays, Inc. | Cold cathode fluorescent display |
| US6316872B1 (en) | 1995-09-22 | 2001-11-13 | Gl Displays, Inc. | Cold cathode fluorescent lamp |
| US6400442B1 (en) * | 1996-08-28 | 2002-06-04 | Polaroid Corporation | Optical system for use in a photographic printer |
| GB9709966D0 (en) * | 1997-05-17 | 1997-07-09 | Village Times Limited | Hood assembly |
| GB2340365A (en) * | 1997-05-17 | 2000-02-16 | Village Times Limited | Hood assembly |
| AT500056B8 (de) * | 1998-01-19 | 2007-02-15 | Swarco Futurit Verkehrssignals | Optikelement für verkehrszeichen, anzeigetafeln oder dgl. |
| CN1477675A (zh) * | 1998-05-06 | 2004-02-25 | Gl显示器有限公司 | 冷阴极气体放电发光装置 |
| DE10022712B4 (de) * | 1999-12-07 | 2005-04-07 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Signalgebereinsatz mit einer Lamellenanordnung für Verkehrssignalanlagen |
| US6729746B2 (en) * | 2000-03-14 | 2004-05-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light source device |
| ITFI20030017A1 (it) * | 2003-01-22 | 2004-07-23 | Ceo Ct Di Eccellenza Optronica | Dispositivo segnalatore per la regolazione del traffico |
| US8576406B1 (en) | 2009-02-25 | 2013-11-05 | Physical Optics Corporation | Luminaire illumination system and method |
| US9581308B2 (en) * | 2015-07-14 | 2017-02-28 | Fortran Traffic Systems Limited | Lens for LED traffic lights |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3325238A (en) | 1963-06-04 | 1967-06-13 | Keuffel & Esser Co | Solar simulator |
| FR1364413A (fr) * | 1963-07-24 | 1964-06-19 | Elastic Stop Nut Corp | Lampes, notamment pour dispositif de signalisation |
| GB1278690A (en) | 1969-12-17 | 1972-06-21 | Thorn Lighting Ltd | Improvements relating to screen projectors |
| GB1591013A (en) * | 1978-05-30 | 1981-06-10 | Lucas Industries Ltd | High contrast lamp assembly |
-
1980
- 1980-05-29 AT AT0287280A patent/AT382733B/de not_active IP Right Cessation
- 1980-06-02 GB GB8017964A patent/GB2077410B/en not_active Expired
- 1980-06-18 DE DE19803022737 patent/DE3022737A1/de active Granted
- 1980-06-23 DD DD80222086A patent/DD151834A5/de unknown
-
1982
- 1982-02-08 US US06/346,418 patent/US4425608A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2077410A (en) | 1981-12-16 |
| DE3022737A1 (de) | 1981-12-24 |
| ATA287280A (de) | 1986-08-15 |
| AT382733B (de) | 1987-04-10 |
| US4425608A (en) | 1984-01-10 |
| DE3022737C2 (de) | 1989-02-09 |
| GB2077410B (en) | 1984-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0930600B1 (de) | Optikelement aus LED und zwei Linsen für die Erzeugung eines Lichtpunktes für Verkehrszeichen und Anzeigetafeln | |
| DE69415595T2 (de) | Projektor | |
| DE3430179C2 (de) | ||
| DD151834A5 (de) | Lichtanzeiger mit erhoehter kontrastwirkung | |
| EP0191264B2 (de) | Einrichtung zum Entblenden von grossflächigen Leuchtmitteln | |
| EP0533301A1 (de) | Hinweisleuchte | |
| WO1998008078A1 (de) | Vorrichtung zur visuellen inspektion der oberflächenbeschaffenheit von abmusterungsflächen grösserer abmessung | |
| DE2908453C2 (de) | Farbiges Licht abgebende Signalleuchte, insbesondere für Fahrzeuge | |
| DE69016213T2 (de) | Beleuchtungsvorrichtung. | |
| EP0040853B1 (de) | Signalleuchte | |
| DE1201275B (de) | Scheinwerfer zum Ausleuchten einer recht-winkligen Flaeche | |
| DE20004188U1 (de) | Leuchte | |
| WO2014174022A1 (de) | Anordnung zur lichtabgabe mit einer led-lichtquelle und einem reflektor | |
| DE3427398A1 (de) | Signalleuchte, insbesondere fuer kraftfahrzeuge | |
| EP4278225B1 (de) | Reflexfreie signaloptik | |
| EP1232363B2 (de) | Entblendungstransparent für leuchtkörper | |
| DE69703099T2 (de) | Vorrichtung zur lichtverteilung auf einem bildträger | |
| DE4003905C1 (en) | Phantom light suppressor for signal lamp with reflector - has ambient light absorber in emergent light beams region of dispersion lenses | |
| DE10125273A1 (de) | Optisches Element nach Art einer linearen Fresnel Linse sowie Verwendung des optischen Elementes als Blendschutz vor direkter Sonneneinstrahlung | |
| DE4105213A1 (de) | Sammellinsenanordnung zur phantomlichtunterdrueckung bei signallichtern | |
| DE2556816A1 (de) | Signalscheinwerfer fuer strassenverkehr-farblichtsignalanlagen | |
| EP1445638A2 (de) | Scheinwerfer, insbesondere Taschenleuchte, mit Leuchtdioden und dioptrischen Einrichtungen | |
| DE1472508A1 (de) | Lichtuebertragungsplatte | |
| DE19922037B4 (de) | Fahrzeugsignalleuchte mit farbigem Lichtbündel und farblosen Aussehen im ausgeschalteten Zustand | |
| AT363828B (de) | Signalscheinwerfer fuer strassenverkehr-farblichtsignalanlagen |