CH672685A5 - - Google Patents

Description

672 685

2

PATENTANSPRUCH Lichtstrahler, der einen zylindrischen Lichtleiterstab aufweist, in den Lichtstrahlen an einem oder beiden Enden eingeleitet und diese radial abgestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter entlang seiner Mittellinie als gemeinsame Linie in einer radialen Richtung in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt ist und die entsprechenden Teilungsflächen als Reflexionsflächen ausgebildet sind.

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtstrahler, in dem Lichtenergie in einer gewünschten Radialrichtung des die Lichtenergie übertragenden Lichtleiterstabes abgestrahlt werden kann, wobei mittels eines Linsensystems oder ähnlichem fokus-sierte Lichtstrahlen wie Sonnenlichtstrahlen, die durch einen Lichtleiter zu einem entfernten Ort übertragen und vom Lichtleiter dort ausgesendet werden, die Lichtenergie bilden.

In den letzten Jahren ist das Interesse an der Sonnenenergie von Tag zu Tag gestiegen. Die Forschung und Entwicklung wird auf verchiedenen Gebieten aktiv betrieben, um die Sonnenenergie wirksamer zu nützen.

Bei der Anwendung der Sonnenenergie, wo Sonnenenergie im ursprünglichen Zustand ohne Umwandlung in elektrische oder thermische Energie verwendet wird, tritt offensichtlich kein Umwandlungsverlust auf und die Energie kann am wirksamsten angewendet werden. Zum Beispiel wird die aussen aufgefangene Sonnenenergie durch einen Lichtleiter in einen zu beleuchtenden Innenraum oder unter Wasser geleitetet, um Meerestiere und -pflanzen zu ernähren.

Ausserdem wurden verschiedene Anwendungsverfahren oder Sonnenenergie als Lichtquelle vorgeschlagen. Die Sonnenstrahlen werden zur Ausbreitung der Mikroorganismen, wie Chlorella oder ähnlichen, zur Förderung der Gesundheit des Menschen, zur Wiederherstellung eines Patienten bei Arthritis, Neuralgie, Dekubitus, Rheumatismus, Verletzungsnarben, Frakturnarben oder ähnlichem und zur Beseitigung der Schmerzen bei solchen Leiden oder für andere ähnliche Zwecke angewendet.

Beim Aussenden von Lichtstrahlen an der Stirnfläche des Lichtleiters weicht jedoch der Strahlenwinkel der fokussierten Lichtstrahlen mit ca. 45° ab. Solche Lichtstrahlen werden nahezu gleich einer Spotlichtquelle betrachtet, so dass der Bereich und die Richtung der Lichtausstrahlung begrenzt sind. Demzufolge ist es nicht immer möglich, eine zufriedenstellende Lichtquelle zu erhalten.

Um diesen Nachteil zu beseitigen hat der Anmelder früher auf unterschiedliche Art und Weise Lichtstrahler vorgeschlagen, bei denen die durch den Lichtleiter, wie vorstehend erwähnt, übertragenen Lichtstrahlen in einen Lichtleiterstab eingeleitet werden und in radialer Richtung vom Lichtleiterstab abgestrahlt werden.

Bei den vorgeschlagenen Lichtstrahlern werden jedoch die Lichtstrahlen hauptsächlich gleichmässig, in radialer Richtung des Lichtleiterstabes und über den gesamten Strahlungswinkel reichend abgestrahlt. Demnach ist es unmöglich, Lichtstrahlen in einer vorbestimmten Radialrichtung des Lichtleiterstabes abzustrahlen und deshalb können die Lichtstrahlen nicht effizient angewendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Lichtstrahler zu schaffen, der durch einen Lichtleiterstab übertragene Lichtstrahlen in einer gewünschten radialen Richtung vom Lichtleiterstab abstrahlen kann, der Lichtstrahlen in der gewünschten radialen Richtung, und innerhalb eines Strahlenwin-kelbereiches liegend durch Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion abstrahlen kann und der durch diesen übertragene Lichtstrahlen in dem gewünschten Radialbereich aussenden kann, um nur den gewünschten Bereich anzustrahlen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Lichtstrahlers,

Fig. 2 (A) einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1,

Fig. 2 (B) bis 2 (D) Querschnitte von anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Lichtstrahlers, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Sonnenstrahlenauffangvorrichtung, die mit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

In den Figuren 1 sowie 2 (A) bis 2 (D) ist mit 1 ein Lichtleiter zur Übertragung von durch eine hierin nicht gezeigte Sonnenstrahlenauffangvorrichtung aufgefangenen Sonnenstrahlen, mit 10 ein erfindungsgemässer Lichtleiterstab und mit 20 ein transparentes zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme des Lichtleiterstabes 10 bezeichnet.

Der in den Figuren 1 und 2 (A) gezeigte Lichtleiterstab 10 ist in drei Teile 10i, IO2 und IO3 unterteilt und zwar entlang seiner Mittellinie Q als gemeinsamer Linie in radialer Richtung und die entsprechenden Teilungsflächen sind als Reflexionsflächen ausgebildet. Das transparente, zylindrische Gehäuse 20 hält die wie vorstehend erwähnt geteilten Lichtleiterstabteile 10i bis IO3, um eine Ausführung des Lichtleiterstabes 10 zu definieren. Das Gehäuse 20 ist jedoch nicht immer erforderlich, wenn die Tei-lungs-(Reflexions)flächen des vorstehend erwähnten, in drei Teile unterteilten Lichtleiterstabes mit einem Klebmittel, z.B. eine optische Paste, miteinander verbunden werden. Das Gehäuse 20 kann nach dem Verkleben und Bestimmen der Stabform entfernt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann das lichtaussendende Ende la des Lichtleiters 1 ausserdem so angeordnet werden,

dass es der Stirnfläche des entsprechenden Lichtleiterstabteiles 10i bis IO3 gegenüberliegt. Ist das lichtaussendende Ende so angeordnet, dass es dem Lichtleiterstab 10 wie in Figur 2 (A) gezeigt gegenüberliegt, können die Lichtstrahlen in der radialen Richtung innerhalb des Winkelbereiches ©i entlang der Längsrichtung des Lichtleiterstabes abgestrahlt werden. Ist das lichtaussendende Ende la so angeordnet, dass es dem Lichtleiterstabteil IO2 gegenüberliegt, können die Lichtstrahlen in der radialen Richtung innerhalb des Winkelbereiches ©2 entlang der Längsrichtung des Lichtleiterstabes abgestrahlt werden.

Bei dem in Figur 2 (B) gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiterstab unter einem Winkel von 0 in zwei Teile unterteilt. Bei dem in Figur 2 (C) dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiterstab in vier Teile 10i bis IO4 unterteilt. Bei dem in Figur 2 (D) gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiterstab in zwei gleiche Teile 10i und IO2 unterteilt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Unterteilung des Lichtleiterstabes nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen begrenzt ist und dass andere Ausführungsformen realisiert werden können.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen mit einem kreisförmigen Querschnitt ist es auch möglich solche mit einem dreieckigen und viereckigen Querschnitt oder einem anderen beliebigen Querschnitt zu konstruieren. Ferner ist es möglich neben den Ausführungsbeispielen, wo die Lichtstrahlen nur an einem Ende des Lichtleiterstabes eingeführt werden,

auch solche auszuführen wo die Lichtstrahlen an beiden Enden in den Lichtleiter eingeführt werden. Ausserdem ist es möglich, mehr als zwei Lichtleiter anzuwenden und beispielsweise die Lichtstrahlen in die Lichtleiterstabteile 10i und IO3, wie in Figur 2 (C) gezeigt, einzuführen.

Die in Figur 3 dargestellte Sonnenstrahlenauffangvorrich-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

tung 30 enthält eine grosse Anzahl von Linsen 31 (neunzehn in dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel), einen Stahlen-sensor 32, der die Einfallsrichtung der Sonnenstrahlen abtastet, einen Halterahmen 33, der die Linsen 31 und den Strahlensensor 32 einheitlich ausgerichtet hält, einen ersten Motor 34, der die Linsen 31, den Strahlensensor 32 und den Halterahmen 33 in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung dreht, einen Haltebogen 35, der die Linsen 31, den Strahlenfühler 32, den Halterahmen 33 und den ersten Motor 34 trägt, eine drehbare Welle 36, die rechtwinklig zur Abtriebswelle des ersten Motors 34 angeordnet ist, und einen zweiten Motor (in Figur 3 nicht dargestellt), der die Welle 36 in Richtung des Pfeiles B dreht.

Die Einfallsrichtung der Sonnenstrahlen wird durch den vorstehend erwähnten Strahlenfühler 32 festgestellt. Das durch

3 672 685

den Sensor 32 erzeugte Signal steuert den ersten und zweiten Motor, um die Linsen 31 immer zur Sonne gerichtet zu halten. Die durch die Linsen 31 fokussierten Sonnenstrahlen werden in den Lichtleiter 1 eingeleitet, dessen lichtaufnehmendes Ende im 5 Brennpunkt der Linsen 31 liegend angeordnet ist. Die Sonnenstrahlen werden über den Lichtleiter in den Lichtleiterstab übertragen, wie dies in Figur 1 und 2 dargestellt ist.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, können durch den Lichtleiter übertragene Lichtstrahlen in ra-lo dialer Richtung innerhalb eines Strahlungswinkels mittels einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion ausgestrahlt werden. Demzufolge können über einen Lichtleiter übertragene Lichtstrahlen zur Auslenkung eines bestimmten Bereiches wirksam angewendet werden.

v

1 Blatt Zeichnungen