Richtblenden sind seit langer Zeit gebräuchliche Hilfsmittel Licht- und andere Strahlen zu kollimieren. Alle Richtblenden haben als Grundelemente Lamellen aus Metall, Holz oder Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien, welche gitterförmig zusammengebaut werden. Es finden sich verschiedenartige Aufbauweisen, mit dem Ziel, bei möglichst geringem Strahlenverlust eine grösstmögliche Kollimierung zu erhalten.
Der Wirkungsgrad ist abhängig vom Verhältnis des Gesamtquerschnittes der Richtblende zur Summe der Flächen aller Strahlenschächte.
Die Optimierung der Richtblenden traditioneller Bauweise findet jedoch bald ihre Grenzen: Grösserer Wirkungsgrad erfordert dünnere oder weniger Lamellen, ersteres auf Kosten der Stabilität, letzteres auf Kosten der Zahl derRasterfelderpro Flächeneinheit und damit zu Lasten der Kollimierungsqualität.
Umgekehrt fordert grössere Kollimierungsqualität mehr Rasterfelder pro Flächeneinheit, was wiederum den Wirkungsgrad der Lichtausbeute oder die Stabilität negativ beeinflusst, oder aber sie erfordert längere Strahlenschächte, was wiederum deren Anwendungsbereich ungünstig beeinflusst. Diese Nachteile machen sich insbesondere bei feinen und feinsten Rastern stark bemerkbar. Überdies sind die Lamellenoberflächen oft in extremer Weise der Verschmutzung und Beschädigungen aller Art ausgesetzt und sie sind ihrer Natur nach schlecht zu reinigen. Ferner sind Reinigungen geeignet, die Oberflächeneigenschaften ungünstig zu beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Richtblende zu schaffen, deren Lamellen minimale Dicke aufweisen und die dennoch von grösster Stabilität ist und die bezüglich der Handhabung weitere Vorteile, wie einfache Pflege, Verwendung zugleich als Abdeckung und Schutz der Strahlenquelle und anderes mehr bringt.
Erfindunsgemäss wird dies erreicht durch eine Richtblende mit einer Mehrzahl von Lamellen, die zueinander parallele odeI konzentrische Strahlenschächte bilden, oder durch eine einzige, spiralförmig aufgewundene Lamelle, wobei die Zwischenra-lme durch Trägerkörper ausgefüllt sind bzw. der Raum zwischen den Spiralwindungen durch einen Trägerkörper ausgefüllt ist.
Die in den Strahlenschächten vorhandenen Trägersubstanzen ergeben die gewünschten Eigenschaften. Die Trägersubstanz kann dabei nach Erstellung der Richtblende eingebracht werden, oder die Lamellen der Richtblende können vorerst auf das Trägermaterial aufgetragen und sodann zusammengestellt werden. Ferner kann die Strahlenquelle selbst durch eine dergestalt kompakt hergestellte Richtblende vor äusseren Einflüssen geschützt werden.
Wenn eine Kollimierung nur parallel zu einer Ebene (z. B.
der Horizontalen) gewünscht wird, kann die Richtblende aus Lamellen aufgebaut werden, die senkrecht zu dieser Ebene verlaufen. Dadurch kann die Herstellung vereinfacht werden.
Die Trägerkörper bestehen vorzugsweise aus Acrylglas ode aus hochwertigen optischen Gläsern für den Bereich des Lichtes, aus geeigneten, strahlendurchlässigen Substanzen für andere Strahlen.
Die Lamellen können durch irgendwelche Verfahren aufgetragen werden, insbesondere durch Pinsel oder Rolle, durch Aufspritzen oder Aufdampfen, im photographischen Verfahren, durch aufgiessen oder durch Beimischen zu einem Klebemittel, durch das Einlegen von Folien oder auch nur durch das Bearbeiten der Trägeroberfläche, wie Mattieren oder Aufrauhen.
Als Lamellenstoffe können Farben, Metalle, Kunststoffe oder andere Materialien, insbesondere auch solche, die geeignel sind, den Trägerkörper zu überragen, verwendet werden.
Als Strahlenquellen, bei denen die Richtlinien Anwendung finden, kommen insbesondere Quellen des sichtbaren und nicht sichtbaren Lichtes oder anderer elektromagnetischer Strahlung in Frage, aber auch Korpuskular-Strahlenquellen. Ferner kann die Richtblende auch für eine Abschirmung passiv strahlender Körper (Reflektoren) und auch in Analysatoren und Beobachtungsgeräten Verwendung finden.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen einige typische Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben:
Fig. 1 zeigt einen Trägerkörper (A) mit zwei Lamellen (B) im Abstand (D); der Pfeil (C) beschreibt die Hauptausbreitungsrichtung der Strahlung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Richtblende, parallel zur Hauptausbreitungsrichtung der Strahlung, mit den Lamellen (B) und den Trägerkörpern (A), sowie der Blendendicke (F).
Fig. 3 zeigt eine figürliche Darstellung einer Richtblende; die Trägerkörper sind wiederum (wie auch im folgenden) mit (A) bezeichnet, an der Vorderseite ist sichtbar, wie sich die Lamellen (B) senkrecht schneiden, während auf den Seitenflächen jeweils nur die senkrecht, bzw. waagrecht verlaufenden Lamellenkanten sichtbar sind.
Fig. 4 zeigt eine einfache Ausführung, die nur Lamellen aufweist, die parallel zur Horizontalen verlaufen.
Fig. 5 zeigt die Kombination zweier einfacher Blenden mit nur horizontalen (vorne) und nur vertikalen (hinten) Lamellen.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine einfache Richtblende mit nur horizontalen Lamellen, jedoch mit unterschiedlichen Abständen. Die Lamellenabstände bestimmen den Streuungswinkel (G).
Fig. 7 bis 22 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Lamellen und der Trägerkörper, sowie der Oberflächengestaltung, welche für die Oberflächenbrechung der ein und austretenden Strahlen von Bedeutung ist. Es handelt sich dabei durchwegs um Längsschnitte parellel zur Hauptausbreitungsrichtung der Strahlung. Die entsprechenden Querschnitte können sowohl der Frontseite der Richtblende gemäss Fig. 3 als auch gemäss Fig. 4 entsprechen, d. h. es kann sich in allen Fällen entweder um einfache oder um doppelte Richtblenden handeln.
Fig. 23 und 24 zeigen zylinderförmige Blenden mit regelmässigen Lamellenabständen.
Fig. 25 zeigt einen Längsschnitt zu den Fig. 23/24.
Fig. 26 und 27 zeigen Quer- und Längsschnitt durch eine zylinderförmige Blende mit koaxialen Zylinderlamellen.
Fig. 28 und 29 zeigen zylinderförmige Blenden mit unregelmässigen Lamellenabständen.
Fig. 30 zeigt einen Längsschnitt zu Fig. 28/29.
Fig. 31 zeigt eine Blende mit einem Lamellenraster aus offenen Quadern im Querschnitt.
Fig. 32 Längsschnitt zu Fig. 31.
Fig. 33 und 34 zeigen eine Blende in der Form eines Hohlzylinders in Quer-- und Längsschnitt.
Fig. 35 und 36 zeigen eine zylinderförmige Blende mit einer spiralig angeordneten Lamelle.
Neben ebenen Lamellen sind auch anders geformte, z.B.
gewellte denkbar.
Zusammenfassend sollen hier nochmals die erzielbaren Vorteile gewürdigt werden: Geringe Lamellendicken erlauben besseren Wirkungsgrad bei gleicher Rasterfeldzahl pro Fläche oder grössere Rasterfeldzahl bei gleichem Wirkunb-grad.
- Mit grösseren Rasterfeldzahlen tonnen gleiche Kollimierungsqualitäten schon bei geringer Blendentiefe erreicht werden, ohne dass zu grosse Strahlungsverluste in Kauf genommen werden müssen.
- Trotz minimaler Lamellendicke erhält die Richtblende dank der Trägerkörper eine stabile Form.
- Schwer zu entfernende Verschmutzungen unterbleiben und Reinigungen, die die Lamellenoberfläche beeinträchtigen könnten unterbleiben, weil überflüssig.
- Zusätzliche Schutzabdeckungen der Blende entfallen nicht nur, die Blende kann überdies auch noch zur Abdeckung der Strahlenquelle (z. B. gegen Schmutz und Nässe) verwendet werden.
- Die Lamellen können zu weiteren Zwecken verwendet werden, wie z. B. zur Stromleitung, wodurch die passierenden Strahlen weiter beeinflusst oder die Trägerkörper erwärmt werden können.
PATENTANSRPÜCHE
I. Richtblende, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Lamellen, die zueinander parallele oder konzentrische Strahlenschächte bilden, oder durch eine einzige spiralförmig aufgewundene Lamelle, wobei die Zwischenräume durch Trägerkörper ausgefüllt sind, bzw. der Raum zwischen den
Spiralwindungen durch einen Trägerkörper ausgefüllt ist.
II. Verfahren zur Herstellung einer Richtblende gemäss
Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen auf die Trägerkörper aufgetragen und diese Elemente sodann miteinander verbunden, oder zu einer Einheit zusammengespannt werden.
III. Verwendung der Richtblende nach Patentanspruch I, zur Kollimierung der von einer Strahlungsquelle ausgehenden
Strahlung und als Abdeckung dieser Strahlungsquelle zum
Schutz vor Immissionen.
UNTERANSPRÜCHE
1. Richtblende gemäss Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lamellen aus Farbschichten bestehen, die auf
Trägerkörpern aus Acrylglas aufgetragen sind.
2. Richtblende gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen aus farbigem oder reflektierendem Klebstoff bestehen.
3. Richtblende gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch farbige oder getönte Platten als Trägerkörper.
4. Richtblende gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch dünne Folien als Trägerkörper.
5. Richtblende gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch die Anordnung der Lamellen in Form koaxialer Zylinder.
6. Verfahren zur Herstellung einer Richtblende gemäss Patentanspruch II, gekennzeichnet durch die Verwendung von Trägerkörpern in Form dünner Folien.
7. Verfahren zur Herstellung einer Richtblende gemäss Patentanspruch II, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägerkörpers in Form einer dünnen, elastischen Folie, welche zusammen mit der aufgetragenen Lamelle spiralförmig aufgerollt wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer Richtblende gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Hauptfläche einer plattenförmigen Kombination von Lamellen und Trägerkörpern eine zweite derartige Kombination angefügt wird, nachdem zwischen die beiden Kombinationen eine weitere Lamelle eingebracht wurde, und dass das Ganze miteinander verbunden wird.
9. Verwendung der Richtblende nach Patentanspruch III, als Abdeckung von Scheinwerfern.
10. Verwendung der Richtblende nach Patentanspruch III, als Kollimator in optischen Messgeräten.
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Directional diaphragms have been used for a long time to collimate light and other rays. All directional diaphragms have as basic elements lamellas made of metal, wood or plastic or other suitable materials, which are assembled in a grid. There are different types of construction with the aim of obtaining the greatest possible collimation with the lowest possible radiation loss.
The efficiency depends on the ratio of the total cross section of the directional diaphragm to the sum of the areas of all radiation shafts.
The optimization of the directional diaphragms of traditional construction soon finds its limits: greater efficiency requires thinner or fewer lamellas, the former at the expense of stability, the latter at the expense of the number of grid fields per unit of area and thus at the expense of the collimation quality.
Conversely, greater collimation quality requires more grid fields per unit area, which in turn has a negative impact on the efficiency of the light yield or the stability, or it requires longer radiation shafts, which in turn has an unfavorable effect on their area of application. These disadvantages are particularly noticeable with fine and extremely fine screens. In addition, the lamellar surfaces are often extremely exposed to soiling and damage of all kinds, and by their nature they are difficult to clean. Cleaning is also suitable for adversely affecting surface properties.
The invention is based on the object of creating a directional diaphragm whose lamellae have minimal thickness and which is nevertheless of the greatest stability and which brings further advantages in terms of handling, such as easy care, use at the same time as a cover and protection of the radiation source and more.
According to the invention, this is achieved by a directional diaphragm with a plurality of lamellae, which form parallel or concentric radiation shafts, or by a single, spirally wound lamella, the intermediate frames being filled with support bodies or the space between the spiral windings being filled with a support body is.
The carrier substances present in the radiation shafts produce the desired properties. The carrier substance can be introduced after the directional diaphragm has been created, or the lamellae of the directional diaphragm can first be applied to the carrier material and then assembled. Furthermore, the radiation source itself can be protected from external influences by a directional diaphragm made compact in this way.
If a collimation is only parallel to a plane (e.g.
the horizontal) is desired, the directional diaphragm can be constructed from lamellas that run perpendicular to this plane. This can simplify production.
The carrier bodies are preferably made of acrylic glass or high-quality optical glasses for the area of light and suitable, radiation-permeable substances for other rays.
The lamellas can be applied by any method, in particular by brush or roller, by spraying or vapor deposition, in the photographic process, by pouring or by adding to an adhesive, by inserting foils or even just by processing the carrier surface, such as matting or Roughening.
Paints, metals, plastics or other materials, in particular also those which are suitable for protruding beyond the support body, can be used as lamellar materials.
Sources of radiation for which the guidelines apply are, in particular, sources of visible and invisible light or other electromagnetic radiation, but also corpuscular radiation sources. Furthermore, the directional diaphragm can also be used for shielding passively radiating bodies (reflectors) and also in analyzers and observation devices.
Some typical exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings:
Fig. 1 shows a support body (A) with two lamellae (B) at a distance (D); the arrow (C) describes the main direction of propagation of the radiation.
2 shows a section through a directional diaphragm, parallel to the main direction of propagation of the radiation, with the lamellae (B) and the support bodies (A), as well as the diaphragm thickness (F).
3 shows a figurative representation of a directional diaphragm; the carrier bodies are again (as in the following) labeled (A), on the front you can see how the lamellae (B) intersect vertically, while only the vertical or horizontal lamella edges are visible on the side surfaces.
Fig. 4 shows a simple embodiment, which has only lamellae that run parallel to the horizontal.
Fig. 5 shows the combination of two simple screens with only horizontal (front) and only vertical (rear) slats.
Fig. 6 shows a section through a simple directional diaphragm with only horizontal slats, but with different distances. The spacing of the lamellas determines the scattering angle (G).
7 to 22 show various possibilities for the arrangement of the lamellae and the carrier body, as well as the surface design, which is important for the surface refraction of the incoming and outgoing rays. These are all longitudinal sections parallel to the main direction of propagation of the radiation. The corresponding cross-sections can correspond to the front side of the directional diaphragm according to FIG. 3 as well as according to FIG. H. in all cases it can be either single or double directional diaphragms.
23 and 24 show cylindrical diaphragms with regular lamellae spacing.
Fig. 25 shows a longitudinal section to Figs. 23/24.
26 and 27 show transverse and longitudinal sections through a cylindrical diaphragm with coaxial cylinder lamellae.
28 and 29 show cylindrical diaphragms with irregular lamellar spacings.
Fig. 30 shows a longitudinal section to Fig. 28/29.
31 shows a diaphragm with a lamellar grid made of open cuboids in cross section.
Fig. 32 longitudinal section to Fig. 31.
33 and 34 show a diaphragm in the form of a hollow cylinder in transverse and longitudinal sections.
FIGS. 35 and 36 show a cylindrical screen with a spirally arranged lamella.
In addition to flat slats, differently shaped, e.g.
wavy conceivable.
In summary, the achievable advantages should be appreciated again: Small lamellae thicknesses allow better efficiency with the same number of grid fields per area or a larger number of grid fields with the same efficiency.
- With a larger number of grid fields, the same collimation quality can be achieved even with a small aperture without having to accept excessive radiation losses.
- Despite the minimal thickness of the lamellas, the directional diaphragm is given a stable shape thanks to the support body.
- Dirt that is difficult to remove and cleaning that could affect the surface of the slats is not carried out because it is superfluous.
- Not only are there no additional protective covers for the screen, the screen can also be used to cover the radiation source (e.g. against dirt and moisture).
- The slats can be used for other purposes, such as B. to the power line, whereby the passing rays can be further influenced or the carrier body can be heated.
PATENT CLAIMS
I. Directional diaphragm, characterized by a plurality of lamellae, which form parallel or concentric radiation shafts, or by a single spiral wound lamella, wherein the spaces are filled by support bodies, or the space between the
Spiral turns is filled by a carrier body.
II. Process for the production of a directional diaphragm according to
Patent claim I, characterized in that the lamellae are applied to the carrier body and these elements are then connected to one another or clamped together to form a unit.
III. Use of the directional diaphragm according to claim I for collimating the radiation emanating from a radiation source
Radiation and as a cover for this radiation source
Protection against immissions.
SUBCLAIMS
1. Directional diaphragm according to claim I, characterized in that the lamellae consist of layers of paint which on
Carrier bodies made of acrylic glass are applied.
2. Directional diaphragm according to claim I, characterized in that the lamellae are made of colored or reflective adhesive.
3. Directional diaphragm according to claim I, characterized by colored or tinted plates as the carrier body.
4. Directional diaphragm according to claim I, characterized by thin foils as the carrier body.
5. Directional diaphragm according to claim I, characterized by the arrangement of the lamellae in the form of coaxial cylinders.
6. A method for producing a directional diaphragm according to claim II, characterized by the use of support bodies in the form of thin films.
7. A method for producing a directional diaphragm according to claim II, characterized by the use of a carrier body in the form of a thin, elastic film which is rolled up spirally together with the applied lamella.
8. A method for producing a directional diaphragm according to claim II, characterized in that a second such combination is added to a main surface of a plate-shaped combination of lamellae and support bodies after a further lamella has been inserted between the two combinations, and that the whole is connected to one another .
9. Use of the directional diaphragm according to claim III, as a cover for headlights.
10. Use of the directional diaphragm according to claim III as a collimator in optical measuring devices.
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