DE19957851A1

DE19957851A1 - Optische Vorrichtung

Info

Publication number: DE19957851A1
Application number: DE1999157851
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kaase; Alexander Rosemann; Sven-Holger Kloss; Felix Serick
Original assignee: KLOSS SVEN HOLGER; UV U MED GmbH
Current assignee: KLOSS SVEN HOLGER; UV U MED GmbH
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2001-06-28

Abstract

Optische Vorrichtung für eine [bzw. mehrere] einspeisende künstliche oder natürliche Lichtquelle[n] (LQ1) [bzw. (LQ1), (LQ2) usw.], deren Lichtstrom in die Eintrittsöffnung[en] (E1) [bzw. (E1), (E2) usw.] gelangt, zur Aufteilung [bzw. Aufteilung und Mischung] des Lichtes in Richtung der Austrittsöffnungen (A1), (A2) usw., dadurch gekennzeichnet, daß der eingespeiste Lichtstrom innerhalb der optischen Vorrichtung auf einen fixen oder drehbaren optischen Einsatz (C) fällt, der diesen Lichtstrom durch perforierte Flächen, teildurchlässige Spiegel oder strukturierte Prismen in mehrere Teillichtströme aufspaltet, und zu den Austrittsöffnungen (A1), (A2) usw. führt, um sie von dort in ein Lichtleitsystem - insbesondere unter Verwendung der Hohllichtleitertechnik - einzukoppeln.

Description

Insbesondere für die alternative oder simultane Einspeisung mehrerer Lichtquellen in ein Lichtrohrsystem stellt sich das Problem, das Licht der Quellen zu mischen und in das Lichtrohrsystem einzuleiten. Bekannt sind Hohllichtleiter nach den deutschen Patenten DE 196 23 166, DE 196 40 324 und DE 196 40 325 sowie den US- amerikanischen Patenten US 4105293, US 4260220, US 4750798, US 4913505, US 5243506, US 5258896, US 5258896, US 5339328 sowie US 5745632. Hohllichtleiter sind Röhren, deren Innenoberfläche derart beschaffen ist, daß in einem bestimmten Winkelbereich eingeleitetes Licht im Inneren der Röhre verlustarm weitergeleitet wird. Zusätzlich ermöglichen es modifizierte Hohllichtleiter, das Licht über ihre Länge definiert auszukoppeln.

Bekannt ist nach Patent US 4539625 ein System zur simultanen Einkopplung von Tages- und Kunstlicht, welches das Licht jeweils an den gegenüberliegenden Enden des hohlen Lichtrohres, also aus entgegengesetzten Richtungen einspeist und entlang des Hohllichtleiters auskoppelt. Bei diesem System verändert sich jedoch das Lichtmischverhältnis aus natürlichem und künstlichem Licht entlang des Lichtrohres erheblich, weshalb bei unterschiedlicher Strahlungsfunktion der beiden Lichtquellen störende Farbinhomogenitäten auftreten.

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine optische Vorrichtung, die es erlaubt, Licht einer oder mehrerer Lichtquellen (LQ) in mindestens zwei unterschiedliche Richtungen weiterzuleiten. Wird nur eine Lichtquelle eingesetzt, so wird das in die optische Vorrichtung eingeleitete Licht in die Ausgangsrichtungen aufgeteilt. Erfolgt die Speisung durch mindestens zwei Lichtquellen, so wird das Licht dieser Quellen gemischt und in die Ausgangsrichtungen geleitet. Diese Vorrichtung kann insbesondere zur kombinierten Nutzung von Tageslicht und dem Licht künstlicher Lichtquellen eingesetzt werden.

Die Erfindung besteht aus einem Gehäuse, in dessen Seitenwände mindestens eine Lichteintrittsöffnung (E1) und mindestens zwei Lichtaustrittsöffnungen (A1) und (A2) eingebracht sind (vgl. Zeichnungen 1 und 2). Die Durchmesser der einzelnen Öffnungen sind auf die daran befestigten Einheiten abgestimmt. Speisende Einheiten können Lampen bzw. Reflektorleuchten ebenso wie eingeleitetes Tageslicht sein (LQ1) und (LQ2). Das aufgeteilte und ggf. gemischte Licht verläßt die optische Vorrichtung durch die Austrittsöffnungen (A1) und (A2).

Innerhalb der Vorrichtung befindet sich ein optischer Einsatz (C), dessen lichttechnische Eigenschaften Lichttransmissionsgrad und -reflexionsgrad auf die gewünschte Funktionalität der Einheit abgestimmt sind. Besteht ein solcher Einsatz z. B. aus einem reflektierenden Lochgitter, so kann durch das Verhältnis von Lochfläche zu Materialfläche die gewünschte Lichtstromaufteilung eingestellt werden. Für diesen Einsatz eignen sich auch Spiegel, die nur einen Teil der optisch wirksamen Fläche abdecken, oder teildurchlässige Spiegel bzw. strukturierte Prismenflächen.

Der Einsatz (C) befindet sich innerhalb des Gehäuses und wird nach der Zeichnung 1 und 2 so ausgerichtet, daß die Flächennormale unter 45° zu den beiden speisenden Öffnungen steht. Licht, welches auf diesen Einsatz trifft, wird teilweise in die Ausgangsöffnung (A2) umgelenkt und teilweise zu der Ausgangsöffnung (A1) transmittiert. Auf diese Weise ist es möglich, das Licht von zwei Lichtquellen zu mischen und in zwei unterschiedliche Richtungen weiterzuleiten.

Wird lediglich eine Aufteilung des Lichtes gewünscht, ist die Einheit mit nur einer Eingangsöffnung (E1) zu versehen (siehe Zeichnung 2). Das Licht wird dann durch den Einsatz (C) aufgeteilt und in die Richtungen der beiden Austrittsöffnungen (A1) und (A2) weitergeleitet.

Der Einsatz kann drehbar in der Vorrichtung gelagert sein, wodurch die Richtung der in ihrer ursprünglichen Ausbreitungsrichtung veränderten Teilstrahlung variiert werden kann.

Der Einsatz von mehr als zwei Lichtquellen ist ebenfalls möglich. Hierzu ist eine entsprechende Anzahl von Lichteintrittsöffnungen in der optischen Vorrichtung vorzusehen. Für den in Zeichnung 3 dargestellten Fall wird das Licht von drei Quellen (LQ1), (LQ2) und (LQ3) durch den optischen Einsatz (C) gemischt und in Richtung der drei Ausgangsöffnungen (A1), (A2) und (A3) aufgeteilt.

Claims

1. Optische Vorrichtung für eine [bzw. mehrere] einspeisende künstliche oder natürliche Lichtquelle[n] (LQ1) [bzw. (LQ1), (LQ2) usw.], deren Lichtstrom in die Eintrittsöffnung[en] (E1) [bzw. (E1), (E2) usw.] gelangt, zur Aufteilung [bzw. Aufteilung und Mischung] des Lichtes in Richtung der Austrittsöffnungen (A1), (A2) usw., dadurch gekennzeichnet, daß der eingespeiste Lichtstrom innerhalb der optischen Vorrichtung auf einen fixen oder drehbaren optischen Einsatz (C) fällt, der diesen Lichtstrom durch perforierte Flächen, teildurchlässige Spiegel oder strukturierte Prismen in mehrere Teillichtströme aufspaltet, und zu den Austrittsöffnungen (A1), (A2) usw. führt, um sie von dort in ein Lichtleitsystem - insbesondere unter Verwendung der Hohllichtleitertechnik - einzukoppeln.

2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine oder zwei Eintrittsöffnung[en] und zwei Austrittsöffnungen mit einem optischen Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einsatz die optisch wirksame Fläche nur teilweise abdeckt, so daß er das eingestrahlte Licht z. T. in der ursprünglichen Richtung passieren läßt und z. T. in eine andere Richtung lenkt.

3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine oder zwei Eintrittsöffnung[en] und zwei Austrittsöffnungen mit einem optischen Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einsatz aus einem teildurchlässigen Spiegel besteht, der das auftreffende Licht z. T. in der ursprünglichen Richtung passieren läßt und z. T. in eine andere Richtung reflektiert.

4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine oder zwei Eintrittsöffnunge[n] und zwei Austrittsöffnungen mit einem optischen Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einsatz strukturierte Prismen aus einem lichtdurchlässigen Material enthält, die das auftreffende Licht z. T. in der ursprünglichen Richtung passieren läßt und z. T. in eine andere Richtung umlenkt.

5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 für mehrere Ein- und Austrittsöffnungen mit einem optischen Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einsatz durch eine Segmentierung Teile des auftreffenden Lichtes in mindestens zwei Richtungen umlenkt oder sie in der ursprünglichen Richtung passieren läßt.