-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und ein Display nach dem Oberbegriff von Anspruch
12.
-
Bei
Signalanlagen wie beispielsweise Verkehrsampeln tritt das Problem
auf, dass von außen eingestrahltes
Licht (Fremdlicht), zum Beispiel Sonnenlicht, auf die Lichtquelle
bzw. Optik der Signalanlage fällt,
dort reflektiert wird, und so das Signal verfälscht. Dieses unerwünscht reflektierte
Licht wird auch als Phantomlicht bezeichnet.
-
Bei
einer bekannten Lösung
dieses Problems ist ein in Abstrahlrichtung des Signallichts (Nutzlicht)
langgestreckter Aufbau vorgesehen. Dies kann beispielsweise eine
Röhre,
vorzugsweise mit strahlungsabsorbierenden bzw. wenig reflektierenden
Innenseiten, sein. Ein solcher Aufbau erschwert das direkte Auftreffen
von Fremdlicht auf die Lichtquelle, wobei das Fremdlicht um so effektiver
absorbiert wird, je länger
der Aufbau bzw. die Röhre
ist. Jedoch beeinträchtigt
ein solcher Aufbau auch die Abstrahlung des Nutzlichts, da auch
die Absorption des Nutzlichts mit steigender Länge des Aufbaus zunimmt.
-
Eine
schematische Schnittdarstellung einer entsprechenden Anordnung ist
in 3 dargestellt. Das
Fremdlicht wird innerhalb der Röhre
mit geringer Reflektivität
absorbiert. Allerdings ist eine genaue Abbildung des Nutzlichts
erforderlich, ansonsten wird dieses ebenfalls absorbiert. Das Erfordernis
der genauen Abbildung des Nutzlichts wirkt sich einschränkend auf
Gestaltungsmöglichkeiten
einer Abstrahlcharakteristik des optischen Systems aus.
-
Weiterhin
ist bekannt, eine Blende innerhalb eines solchen Aufbaus anzuordnen.
Dabei wird das Nutzlicht auf die Blendenöffnung fokussiert und passiert
so die Blendenöffnung,
deren Durchmesser bevorzugt möglichst
klein gewählt
ist. Ein kleiner Durchmesser der Blendenöffnung unterdrückt das
Eindringen von Fremdlicht auch bei reduzierter Bauhöhe. Allerdings
erfordert diese Vorrichtung eine exakte Fokussierung des Nutzlichts.
Eine fehlerhafte Fokussierung führt
zu einem rapiden Effizienzverlust. Zudem ist die Gestaltung einer
Abstrahlcharakteristik eines optischen Systems mit einer Blende
durch die erforderliche Fokussierung des Nutzlichtes eingeschränkt.
-
Schließlich können zur
Unterdrückung
des Phantomlichts spezielle Beschichtungen, zum Beispiel Antireflexbeschichtungen
verwendet werden. Hierbei besteht jedoch die Gefahr eines Effizienzverlusts
durch Absorption des Nutzlichts in der Beschichtung. Zudem sind
derartige Beschichtungen vergleichsweise aufwändig bei der Herstellung.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches System mit einer alternativen
Vorrichtung zur Phantomlichtunterdrückung bereitzustellen, mit
der bei technisch einfachem Aufbau eine effiziente Phantomlichtunterdrückung und
gleichzeitig eine hohe gestalterische Freiheit bezüglich der
Abstrahlcharakteristik erreicht werden kann. Die optische Einrichtung soll
sich insbesondere für
eine Verwendung in Pixeln von Displays eignen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein optisches System mit den Merkmalen des Anspruchs
1 beziehungsweise durch ein Display mit den Merkmalen des Anspruchs
12 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
und bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.
-
Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung zur Phantomlichtunterdrückung eine Abschirmung gegen
Fremdlicht auf, die der Optik zugeordnet ist. Die Abschirmung überdeckt
die Optik auf einer Abstrahlseite zumindest teilweise und zumindest
von einer Abschirmseite her.
-
Die
Abschirmung erstreckt sich bevorzugt derart von der Abschirmseite
des optischen Systems her, dass sie die Abstrahlseite der Optik
nicht von allen Seiten her überragt.
Das optische System ist insbesondere auf einer der Abschirmseite
gegenüberliegenden
Seite frei von der Abschirmung.
-
Durch
die Abschirmung können
die Lichtquelle und die Optik auf technisch einfache Weise effizient
gegen Fremdlicht abgeschattet werden. Insbesondere eine effiziente
Abschattung gegen Fremdlicht aus einem ersten Teilraum auf der Abschirmseite kann
mit der Abschirmung erreicht werden.
-
Dies
ist insbesondere für
Anwendungen von Vorteil, bei denen das Fremdlicht, beispielweise
Sonnenlicht oder künstliche
Allgemeinbeleuchtung, von oben auf das optische System, d.h. auf
die Abschirmseite des optischen Systems strahlt.
-
Gleichzeitig
lässt sich
durch die Abschirmung eine hohe Gestaltungsfreiheit zum Erzielen
einer gewünschten
Abstrahlcharakteristik in einen zweiten, von der Abschirmung nicht
unmittelbar abgegrenzten Teilraum erreichen. Somit lässt sich
mit der Abschirmung bei vielen Anwendungen sowohl eine effiziente
Phantomlichtunterdrückung
als auch eine hohe Gestaltungsfreiheit für das Einstellen einer Abstrahlcharakteristik
erreichen, wobei die Gefahr eines Effizienzverlusts durch Absorption
des Nutzlichts gering ist.
-
Mit
der Abschirmung kann auf eine Fokussierung des Nutzlichts auf eine
kleine Blendenöffnung oder
in einen stark eingeschränkten
Raumwinkel mit Vorteil verzichtet werden.
-
Die
Abschirmung überragt
die Optik auf der Abstrahlseite mit Vorteil mindestens zu einem
Drittel, bevorzugt mindestens zur Hälfte. Das heißt, in einer Draufsicht
auf die Abstrahlseite der Optik entlang einer Referenzachse ist
die Optik mindestens zu einem Drittel beziehungsweise mindestens
zur Hälfte
von der Abschirmung überdeckt.
-
Insbesondere
eine Lichtauskoppelfläche
auf der Abstrahlseite der Optik ist mindestens zu einem Drittel,
bevorzugt mindestens zur Hälfte
von der Abschirmung überdeckt.
Mit anderen Worten überlappt mindestens
ein Drittel beziehungsweise mindestens die Hälfte der Lichtauskoppelfläche der
Optik mit der Abschirmung, bezogen auf eine Haupterstreckungsebene
der Lichtauskoppelfläche.
-
Die
Referenzachse erstreckt sich bevorzugt senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene
der Optik, einer an die Abstrahlseite der Optik angrenzenden Außenfläche der
Optik oder der Lichtauskoppelfläche.
Zusätzlich
oder alternativ erstreckt sich die Referenzachse mit Vorteil entlang
einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle. Die Referenzachse kann
insbesondere eine optische Achse der Optik sein.
-
Bei
dem optischen System ist vorzugsweise eine Kollimieroptik vorgesehen.
Es weist bevorzugt eine geringe Bauhöhe auf.
-
Die
Ausbreitungsrichtung des Nutzlichts ist in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
an die Geometrie der Abschirmung angepasst, derart, dass zumindest
ein Teil oder ein Großteil
des Nutzlichtes an der Abschirmung vorbeigeleitet wird. Durch die
Anpassung der Ausbreitungsrichtung des Lichts an die Geometrie der
Abschirmung kann eine Absorption von Nutzlicht vermieden und die
Effizienz des optischen Systems erhöht werden.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
des optischen Systems weist die Optik auf der Abstrahlseite eine
Lichtauskoppelfläche
auf, die bezüglich
einer ersten Achse symmetrisch und bezüglich einer zweiten Achse,
die senkrecht zur ersten Achse orientiert und unsymmetrisch gestaltet
ist, wobei sich die erste Achse parallel oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene
der Lichtauskoppelfläche orientiert
ist. Mit einer derart beschaffenen Optik kann eine vorteilhafte
Umlenkung von Nutzlicht erreicht werden.
-
Die
erste und/oder die zweite Achse verlaufen bevorzugt parallel zu
einer Haupterstreckungsebene der Lichtauskoppelfläche.
-
Die
Lichtauskoppelfläche
der Optik weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen ersten und
einen zweiten Teilbereich auf, wobei der zweite Teilbereich einen
größeren Abstand
zu der Abschirmseite aufweist als der erste Teilbereich und wobei Nutzlicht,
das in dem ersten Teilbereich emittiert wird, zumindest im Durchschnitt
stärker
gegenüber
der Referenzachse des optischen Systems abgelenkt wird als Nutzlicht,
das in dem zweiten Teilbereich emittiert wird. Dadurch kann einerseits
ein Auftreffen von Nutzlicht auf der Abschirmung vermieden und andererseits
eine Abstrahlung von Nutzlicht in einen möglichst großen, von der Abschirmung nicht
abgeschatteten Bereich ermöglicht
werden.
-
Der
erste und der zweite Teilbereich der Lichtauskoppelfläche weisen
mit Vorteil jeweils mindestens eine Teilfläche auf, die gegenüber der
Referenzachse geneigt ist, wobei die Teilfläche im ersten Teilbereich stärker gegenüber der
Referenzachse des optischen Systems geneigt ist als die Teilfläche im zweiten
Teilbereich.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des optischen Systems ist die Abschirmung auf einer zur Optik gewandten
Seite reflektierend. Bei dieser Ausführungsform kann mit Vorteil
auf eine Anpassung der Ausbreitungsrichtung des Nutzlichts an die
Geometrie der Abschirmung verzichtet werden, ohne dass signifikante
Einbußen
hinsichtlich der Effizienz des optischen Systems aufgrund von Absorption
des Nutzlichtes entstehen müssen.
-
Die
Optik weist bevorzugt eine Lichteinkopplungsfläche auf, die derart strukturiert
ist, dass eingekoppeltes Nutzlicht weitgehend oder zumindest teilweise
kollimiert wird. Zumindest teilweise kollimiertes Licht ist für viele
Anwendungen vorteilhaft und kann für spezielle Anwendungen sogar
erforderlich sein.
-
Vorteilbringend
umfasst die Lichtquelle mindestens einen Leuchtdiodenchip zum Emittieren
von Nutzlicht. Leucht diodenchips sind kompakt, effizient und haben
in der Regel eine lange Lebensdauer, verglichen mit z.B. Glühbirnen.
-
Das
optische System weist bevorzugt eine Bauhöhe von maximal 50 mm, bevorzugt
von maximal 40 mm, besonders bevorzugt von maximal 30 mm auf. Die
Bauhöhe
kann z.B. entlang der Referenzachse gemessen werden. Derart geringe
Bauhöhen sind
mit einem optischen System gemäß der Erfindung
problemlos erreichbar und für
viele Anwendungen, bei denen eine Miniaturisierung von optischen Systemen
angestrebt wird, von Vorteil. Ein Beispiel für derartige Anwendungen sind
hochauflösende und/oder
besonders flache Großdisplays.
-
Das
Display ist erfindungsgemäß derart
beschaffen, dass zumindest ein Teil der Pixel jeweils mindestens
ein optisches System gemäß einem
der vorhergehend beschriebenen Ausführugsformen aufweist.
-
Bevorzugt
weisen alle Pixel mindestens ein optisches System auf.
-
Weitere
Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen
und Weiterbildungen des optischen Systems und des Displays ergeben
sich aus den im folgenden in Verbindung mit den 1 bis 7 erläuterten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
-
1 eine
schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
-
2 eine
schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
-
3 eine
optische Anordnung mit einer Vorrichtung zur Phantomlichtunterdrückung gemäß dem Stand
der Technik,
-
4a eine
schematische Schnittansicht einer Lichtquelle und einer Optik für das optische
System gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
-
4b eine
schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Abstrahlseite
der in 4a dargestellten Optik,
-
5 eine
schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
-
6 eine
schematische Schnittansicht des optischen Systems gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel,
und
-
7 eine
schematische Draufsicht auf ein Display gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
In
den Ausführungsbeispielen
und Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die
dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind
nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht anzusehen.
Vielmehr können
einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt
sein.
-
Das
in 1 dargestellte optische System 1 weist
eine Lichtquelle 2 auf, die bei Betrieb ein Nutzlicht 21 emittiert und
der in einer Abstrahlrichtung eine Optik 3 nachgeordnet
ist, die eine der Lichtquelle 2 zugewandte Einkoppelseite 32 sowie
eine der Lichtquelle 2 abgewandte Abstrahlseite 31 aufweist. Das
Nutzlicht 21 wird auf der Einkoppelseite 32 in
die Optik 3 eingekoppelt und auf der Abstrahlseite 31 aus dieser
emittiert.
-
Die
Lichtquelle 2 und die Optik 3 sind entlang einer
Referenzachse 6 angeordnet, die beispielweise senkrecht
zu einer Haupterstreckungsebene der Optik 3 verläuft. Bei
dem in 1 dargestellten optischen System verläuft die
Referenzachse 6 durch eine Mitte der Optik. Die Lichtquelle 2 kann
insbesondere derart beschaffen und angeordnet sein, dass sie eine
Hauptabstrahlrichtung entlang der Referenzachse 6 aufweist.
-
Der
Optik 3 ist eine einzige Abschirmung 4 zugeordnet.
Die Abschirmung 3 verhindert ein Auftreffen von Fremdlicht 5 auf
der Optik 3. Ebenso wird bei dem in 1 dargestellten
optischen System auch ein Auftreffen von Fremdlicht 5 auf
der Lichtquelle 2 verhindert. Einer Entstehung von Phantomlicht
wird somit wirkungsvoll vorgebeugt.
-
Die
Abschirmung 4 erstreckt sich von einer Abschirmseite 11 des
optischen Systems her über die
Optik 3. Sie verläuft
zu einem Großteil
schräg
zu der Referenzachse 6 und überragt die Abstrahlseite 31 der
Optik 3 etwa zur Hälfte,
das heißt
bei einer Draufsicht auf die Abstrahlseite 31 der Optik 3 senkrecht
zu einer Haupterstreckungsebene der Optik oder der an die Abstrahlseite 31 grenzende
Außenfläche der
Optik 3 überdeckt
die Abschirmung 4 etwa die Hälfte einer Auskoppelfläche der
Optik 3.
-
Auf
der Seite, die der Abschirmseite 11 gegenüber liegt,
ist das optische System 1 frei von der Abschirmung. Unterhalb
der Referenzachse 6 kann das Nutzlicht 21 unmittelbar
in den unteren Halbraum abgestrahlt werden, bei gleichzeitiger Abschirmung von
Fremdlicht 5 aus dem oberen Halbraum. „Oben" ist dabei z.B. die Richtung, in die
die Abschirmseite 11 gewandt ist.
-
Die
Abschirmung schattet die Auskoppelfläche der Optik 3 auf
der Abstrahlseite 31 gegen Fremdlicht 5 ab, das
von der Abschirmseite 11 des optischen Systems 1 her
mit einem Winkel von beispielweise größer als oder gleich 18° gegen die
Referenzachse 6 auf das optische System trifft.
-
Durch
den bezüglich
der Referenzachse 6 schrägen Verlauf der Abschirmung 4 kann
eine geringe Bauhöhe 7 des
optischen Systems 1 erreicht werden. Um eine gleich gute
Abschirmung der Optik mit einer ausschließlich parallel zur Referenzachse 6 verlaufenden
Abschirmung 43, die in 1 mit gestrichelten
Linien angedeutet ist, zu erreichen, müsste die Abschirmung mehr als
doppelt so weit von der Optik 3 wegragen.
-
Während es
bei vielen Anwendungen, wie beispielweise bei Verkehrsampeln, zwingend
erforderlich ist, dass eine Abschirmung parallel zu einer Referenzachse 6 verläuft und
eine Abstrahlfläche
einer optischen Anordnung nicht bedeckt, gibt es auch Anwendungen,
bei denen eine Abstrahlung von Nutzlicht nur unterhalb der Referenzachse 6 erforderlich
ist. Dies ist beispielweise bei Großdisplays der Fall, die in
der Regel in einer gewissen Höhe oberhalb
eines Betrachters installiert werden. Somit steht der Betrachter
unterhalb des Großdisplays, während Fremdlicht,
insbesondere Sonnenlicht, fast ausschließlich von oben zu erwarten
ist.
-
Die
Abschirmung 4 umschließt
z.B. den Teil der Abstrahlseite 31 der Optik 3,
der von ihr überragt wird,
von der Abschirmseite her. D.h. die Abschirmung bildet beispielsweise
einen Hohlraum, der auf einer von der Abschirmseite abgewandten
Seite offen ist und der einen Teil der Abstrahlseite der Optik von
der Abschirmseite her umschließt.
-
Alternativ
ist die Abschirmung 4 z.B. an den Seiten des optischen
Systems 1 offen ausgebildet, d.h. sie erstreckt sich von
der Abschirmseite her und umschließt die Abstrahlseite 31 der
Optik im wesentlichen nicht. Mit anderen Worten erstreckt sich die Abschirmung
im wesentlichen ausschließlich
von der Abschirmseite 31 her, so dass zumindest ein Teil
der Abschirmung 4 frei über
die Optik ragt. Insbesondere bei Displays, bei denen optische Systeme
dicht nebeneinander angeordnet sind, kann dies von Vorteil sein.
Die seitliche Abstrahlung von Nutzlicht wird somit kaum eingeschränkt.
-
Die
Optik 3 des in 1 dargestellten optischen Systems 1 lenkt
das Nutzlicht derart ab, dass möglichst
wenig davon an der Abschirmung absorbiert wird. Beispielweise wird
Nutzlicht 21, das etwa auf Höhe der Referenzachse 6 im
wesentlichen senkrecht in die Optik 3 eingekoppelt wird,
mittels der Optik 3 derart abgelenkt, dass das Nutzlicht 21 schräg zur Referenzachse 6 auf
der Abstrahlseite 31 emittiert wird. Dadurch wird verhindert,
dass das Nutzlicht 21 unmittelbar auf die Abschirmung 4 auftrifft.
Das Nutzlicht erfährt
beispielweise eine Ablenkung von etwa 2° bis etwa 10° bezogen auf seine ursprüngliche Ausbreitungsrichtung
oder bezogen auf die Referenzachse 6.
-
Die
Lichtquelle 2 ist z.B. ein Leuchtdiodenchip oder ein Leuchtdiodenbauelement.
Es können auch
mehrere Leuchtdiodenchips oder mindestens ein Leuchtdiodenbauelement
mit mehreren Leuchtdiodenchips in einem optischen System 1 verwendet werden.
Zudem kann dem mindestens einen Leuchtdiodenchip in einer Abstrahlrichtung
ein Lumineszenzkonversionsmaterial nachgeordnet sein, das eine von
dem Leuchtdiodenchip emittierte Strahlung eines ersten Wellenlängenbereiches
zumindest teilweise in eine Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereiches
konvertiert.
-
Für das Luminsezenzkonversionsmaterial eignen
sich grundsätzlich
alle für
die Anwendung bei LEDs bekannten Konverter. Beispiele für derartige als
Konverter geeignete Leuchtstoffe und Leuchtstoffmischungen sind:
- – Chlorosilikate,
wie beispielsweise in DE 10036940 und
dem dort beschriebenen. Stand der Technik offenbart,
- – Orthosilikate,
Sulfide, Thiometalle und Vanadate wie beispielsweise in WO 2000/33390
und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,
- – Aluminate,
Oxide, Halophosphate, wie beispielsweise in US 6616862 und dem dort beschriebenen
Stand der Technik offenbart,
- – Nitride,
Sione und Sialone wie beispielsweise in DE 10147040 und dem dort beschriebenen
Stand der Technik offenbart, und
- – Granate
der Seltenen Erden wie YAG:Ce und der Erdalkalielemente wie beispielsweise
in US 2004-062699 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart.
-
Im
Falle mehrerer Leuchtdiodenchips pro optischem System ist es möglich, dass
diese entweder alle eine Strahlung eines im wesentlichen gleichen Wellenlängenbereiches
oder aber Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren, beispielweise
rotes, blaues und/oder grünes
Licht.
-
Die
Leuchtdiodenchips sind zum Beispiel unabhängig voneinander betreibbar.
-
Bei
der in 2 gezeigten Anordnung stammt Licht, das in Richtung
der Referenzachse abgestrahlt wird, tendenziell aus dem unteren
Bereich der Optik. Licht aus dem oberen Bereich der Optik wird verstärkt nach
unten abgelenkt. Dadurch ergibt sich ein von Nutzlicht im wesentlichen
oder vollständig
freier Raum, in dem die Abschirmung 4 angeordnet werden
kann. Die Abschirmung 4 verhindert ein Auftreffen von Fremdlicht 5 auf
die Optik 3.
-
Die
Abschirmung kann grundsätzlich
ein absorbierendes Material, beispielweise einen schwarzen Kunststoff
aufweisen. Insbesondere auf ihrer von der Optik 3 abgewandten
Seite ist die Abschirmung 4 mit besonderem Vorteil absorbierend.
-
Das
optische System 1 weist beispielweise eine Bauhöhe 7 von
etwa 25 mm auf.
-
In
der 4a ist ein Beispiel für die Optik 3 dargestellt.
Auf der Einkoppelseite 32 weist die Optik 3, die
in der Art einer TIR-Linse („total
internal reflection"-Linse)
ausgebildet ist, in einem mittleren Bereich eine konvexe Wölbung und
in Außenbereichen hervorstehende
Strukturelemente auf.
-
Die
Strukturelemente weisen in der in 4a dargestellten
Schnittdarstellung entlang der Referenzachse 6 im wesentlichen
einen Querschnitt in Form eines Dreieckes auf. Eine Seite der Strukturelemente, über die
Nutzlicht 21 eingekoppelt wird, erstreckt sich jeweils
im wesentlichen parallel zur Referenzachse 6. Eine weitere
Seite der Strukturelemente verläuft
zumindest teilweise schräg
zu der Referenzachse 6. An dieser Seite wird das Nutzlicht 21 mittels
Totalreflexion in Richtung der Abstrahlseite 31 gelenkt.
-
Der
Krümmungsradius
der Krümmung
in dem mittleren Bereich der Optik 3 sowie die Schräge der Außenflächen für die interne
Totalreflektion der Nutzstrahlung 21 sind derart gewählt, dass
die von der Lichtquelle 2 emittierte Nutzstrahlung 21 innerhalb
der Optik 3 im wesentlichen in eine Richtung parallel zu
der Referenzachse 6 gelenkt wird. Die Optik 3 ist
somit auf der Einkoppelseite in der Art einer Kollimieroptik ausgebildet.
-
Während die
Optik auf der Einkoppelseite 32 bevorzugt symmetrisch bezüglich der
Referenzachse 6 ausgebildet ist, ist die Form einer Lichtauskoppelfläche 33 der
Optik 3 auf der Abstrahlseite derart gestaltet, dass sie
bezüglich
einer ersten Achse symmetrisch und bezüglich einer zweiten Achse,
die senkrecht zur ersten Achse orientiert ist unsymmetrisch gestaltet
ist.
-
Die
Auskoppelfläche 33 weist
beispielsweise eine Vielzahl streifenartig in horizontaler Richtung verlaufender
Teilflächen
auf, so dass die Lichtauskoppelfläche 33 bezüglich einer
vertikal durch die Mitte verlaufende Achse 61 symmetrisch
ist, siehe 4b. Die Teilflächen sind bezüglich einer
Haupterstreckungsebene der Lichtauskoppelfläche 33 unterschiedlich
stark geneigt, so dass die Lichtauskoppelfläche 33 bezüglich einer
in horizontaler Richtung verlaufenden Achse 62 unsymmetrisch
ist, siehe 4b.
-
Je
näher die
schrägen
Teilflächen
an der Abschirmseite 11 des optischen Systems angeordnet sind,
desto stärker
sind sie gegenüber
einer Haupterstreckungsrichtung der Lichtauskoppelfläche 33 geneigt.
Somit wird das Nutzlicht 21 in der Nähe der Abschirmseite 11 im
Durchschnitt stärker
gegenüber der
Referenzachse 6 abgelenkt als in Teilbereichen, die weiter
von der Abschirmseite 11 entfernt sind.
-
Das
Nutzlicht 21 wird durch die Optik 3 nicht fokussiert,
d.h. es wird nicht auf einen Punkt oder eine verglichen mit der
Lichtauskoppelfläche 33 kleine
Fläche
fokussiert. Die Optik 3 emittiert einen niederdivergenten
Lichtkegel aus Nutzlicht 21 der schräg zur Referenzachse 6 und
im wesentlichen an der Abschirmung 4 vorbei emittiert wird,
siehe 5.
-
Bei
dem in 5 dargestellten optischen System 1 sind
die Lichtquelle 2 und die Optik 3 in einem gemeinsamen
Gehäuse 10 integriert,
von dem die Abschirmung 4 wegragt.
-
Bei
dem in 6 dargestellten optischen System 1 ist
zumindest ein Teil der zu der Optik 3 gewandten Seite 42 der
Abschirmung 4 reflektierend ausgebildet. Die Abschirmung
besteht beispielweise im wesentlichen aus einem schwarzen Kunststoff, der
auf der zu der Optik 3 gewandten Seite 42 zumindest
teilweise mit einer reflektierenden Schicht, beispielweise aus Silber,
versehen ist.
-
Die
Optik 3 kollimiert das von der Lichtquelle 2 emittierte
Licht, das heißt
das Nutzlicht 21 wird zu einem Großteil im wesentlichen senkrecht
zu der Referenzachse 6 emittiert. Oberhalb der Referenzachse 6 trifft
das Nutzlicht 21 unmittelbar auf die Abschirmung 4 und
wird an dieser in eine Richtung unterhalb der Referenzachse 6 reflektiert.
-
Bei
dem in 6 dargestellten optischen System kann die Optik 3,
verglichen mit dem in 5 dargestellten optischen System 1,
einfacher ausgebildet sein. Beispielsweise wird eine im wesentlichen gleiche
Optik 3 wie bei dem in 5 dargestellten optischen
System 1 verwendet, mit dem Unterschied, dass die Optik 3 auf
der Abstrahlseite 31 zum Beispiel eben ausgebildet ist.
-
In 7 ist
ein Display 9 mit einer Vielzahl von Pixeln 91 schematisch
dargestellt. Die Pixel weisen jeweils mindestens ein optisches System 1 auf. Beispielsweise
besteht ein Pixel 91 aus einem einzigen optischen System 1.
Gemäß einem
weiteren Beispiel umfasst ein Pixel 91 des Displays 9 jeweils mehr
als ein optisches System, beispielweise drei oder vier. Die optischen
Systeme 1 pro Pixel emittieren zum Beispiel unterschiedlich
farbige Strahlung.
-
Das
Display 9 ist beispielweise ein Großdisplay, ein VMS (Variable
Message Sign) oder eine Signalanlage wie beispielweise eine Signalanzeige.
-
Die
Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand
der Ausführungsbeispiele
auf diese beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den
Patentansprüchen
beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst
nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen
angegeben ist.