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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen elektromagnetischer Strahlung, wobei die Vorrichtung eine Eintrittsfläche, eine Austrittsfläche und eine Mantelfläche aufweist, wobei sich die Mantelfläche zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche erstreckt und eine Mehrzahl von polygonen Teilflächen aufweist.
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Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
US 2007/0024971 A1 bekannt. Entsprechende Vorrichtungen werden beispielsweise in Scheinwerfern verwendet, deren Lichtquellen LEDs beinhalten oder aus diesen bestehen. Sie können beispielsweise in Automobilanwendungen als Scheinwerfer oder für Bühnenbeleuchtungszwecke verwendet werden. Durch Vorrichtungen zum Mischen elektromagnetischer Strahlung soll das Licht ausgedehnter Lichtquellen, beispielsweise Anordnungen mit mehreren LEDs, die gegebenenfalls Licht unterschiedlicher Farbe aussenden, homogenisiert und gegebenenfalls farblich durchmischt werden. Dabei wird in der Regel eine Durchmischung der Lichtverteilung im Ortsraum möglichst innerhalb der Vorrichtung zum Mischen erreicht, um einen homogenen Lichtfleck, der eine möglichst homogene Farbe und eine homogene Intensitätsverteilung an jeder Stelle des Lichtfleckes aufweist, zu erreichen.
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Die bereits genannte
US 2007/0024971 A1 verwendet dazu eine Vorrichtung zum Mischen elektromagnetischer Strahlung, bei der die Mantelfläche Riffelungen aufweist. Das Licht, das durch die Eintrittsfläche in die Vorrichtung eintritt, wird aufgrund des in aller Regel spitzen Auftreffwinkels auf die Mantelfläche an dieser totalreflektiert. Handelt es sich bei dieser Mantelfläche um eine geriffelte oder gerippelte Mantelfläche, kommt es zu einer Durchmischung der elektromagnetischen Strahlung im Ortsraum, da beispielsweise vor einer totalen Reflektion parallele elektromagnetische Strahlen in unterschiedliche Richtungen reflektiert werden.
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Nachteilig ist jedoch, dass die notwendigen Strukturen zur Herstellung der entsprechenden Vorrichtung sehr klein ausgebildet sind, um den gewünschten Effekt zu haben. Sie erfordern daher geringe Fertigungstoleranzen und sind daher nur aufwendig und damit kostenintensiv herstellbar.
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Aus der
US 2013/0294066 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Eintrittsfläche eine viereckige, in der Regel quadratische Fläche eines Pyramidenstumpfes ist und die Austrittsfläche die Grundfläche eines Kegelstumpfes bildet. Über die Gesamtlänge der Vorrichtung von der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche geht der Querschnitt von dem eines Pyramidenstumpfes auf den eines Kegelstumpfes über. Auf diese Weise können insbesondere auch die Verteilungen erreicht werden, die einen kreisförmigen Lichtfleck benötigen, beispielsweise als sogenannter „Verfolgerspot“ bei der Bühnenbeleuchtung.
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Andere Ausführungsformen setzen auf chaotische Billardsysteme als spezielle Klasse von Optikquerschnitten, wie dies beispielsweise in der
EP 3 130 843 A1 beschrieben ist.
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Aus der
US 9 772 499 A ist eine Mischvorrichtung für elektromagnetische Strahlung bekannt, die mehrere Lichtleitelemente für die Strahlung aus unterschiedlichen Lichtquellen verwendet. Die Lichtleitelemente müssen in der Mischvorrichtung relativ zu einander verdreht angeordnet werden, um eine gute Durchmischung zu erreichen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiter zu verbessern, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar ist und ein möglichst homogenes Lichtfeld liefert.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass die polygonen Teilflächen um wenigstens eine Torsionsachse tordiert sind. Dies bedeutet, dass zumindest die meisten, vorzugsweise jedoch alle Kanten, entlang derer zwei polygone Teilflächen aneinander angrenzen, schraubenförmig um die wenigstens eine Torsionsachse herum verlaufen. Eine Torsionsrate kann dabei konstant, abschnittsweise konstant oder variierend ausgebildet sein und insbesondere das Vorzeichen, also die Torsionsrichtung, wechseln. Auch ein Normalenvektor der polygonen Teilfläche, also ein Vektor, der an jedem Punkt senkrecht auf diese Teilfläche steht, verläuft auf dem Weg von der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche in unterschiedliche Richtungen und läuft insbesondere um die wenigstens eine Torsionsachse herum.
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Wird die wenigstens eine Torsionsachse jedoch so gelegt, dass sie einer Kante zwischen zwei Teilflächen entspricht, bildet diese Kante die „neutrale Faser“, die durch eine Torsion keiner Veränderung unterworfen wird, so dass diese als einzige nicht schraubenförmig ausgebildet ist.
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Dabei gilt es zu beachten, dass die polygonen Teilflächen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht durch eine Torsion entstanden sein müssen. Auch wenn es prinzipiell möglich ist, einen beispielsweise aus einem Glas oder einem transparenten Kunststoff hergestellten Körper, der beispielweise einen polygonen Querschnitt, beispielsweise einen quadratischen Querschnitt, aufweist, zu erwärmen und so verformbar zu machen, dass er einer Torsion unterworfen werden kann, ist dies ein sehr aufwendiges Verfahren. Deutlich einfacher ist es, die Vorrichtung beispielsweise im Guss- oder Spritzgussverfahren herzustellen. Dabei wird die Geometrie des Grundkörpers, der durch die Eintrittsfläche, die Austrittsfläche und die Mantelfläche begrenzt wird, als Negativ in Werkzeugformen eingebracht, in welche das Material, aus dem dieser Teil der Vorrichtung bestehen soll, in niedrigviskoser Form eingespritzt wird. Auch auf diese Weise können tordierte Teilflächen hergestellt werden.
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Vorteilhafterweise sind die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche Polygone, wobei die die Polygone bildenden Polygonzüge gerade und/oder konvexe und/oder konkave Elemente aufweisen. Ein Polygon ist ein Vieleck, dessen Umfangslinie, die Polygonzug genannt wird, mehrere Elemente aufweist, die an den Ecken des Polygons miteinander verbunden sind. Die Kanten des jeweiligen Polygons, die durch die Elemente des zugrundeliegenden Polygonzuges gebildet werden, können jeweils gerade, konvex oder konkav ausgebildet sein und auch innerhalb eines Polygons unterschiedlich sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche Polygone sind, die unterschiedlich viele Ecken aufweisen. In diesem Fall können dennoch alle polygonen Teilflächen, die die Mantelfläche bilden, als Vierecke ausgebildet werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, einige oder sogar alle polygonen Teilflächen dreieckig auszubilden. Selbstverständlich sind auch in diesen Ausführungsformen die polygonen Teilflächen um eine Torsionsachse tordiert.
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Vorteilhafterweise sind die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche kongruent aber relativ zueinander um die Torsionsachse verdreht, wobei die Austrittsfläche vorzugsweise größer als die Eintrittsfläche ist. So ist es beispielsweise möglich, dass sowohl die Eintrittsfläche als auch die Austrittsfläche viereckig, fünfeckig, sechseckig oder achteckig ausgebildet sind, wobei die jeweiligen Polygone regelmäßig sein können. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche sind vorzugsweise kongruent sind, auch wenn sie unterschiedliche Größen aufweisen. Die Eintrittsfläche kann größer oder kleiner als die Austrittsfläche sein. Auch identische Größen von Eintrittsfläche und Austrittsfläche sind möglich. Selbstverständlich sind die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche an unterschiedlichen Enden der Vorrichtung angeordnet.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die Eintrittsfläche oder die Austrittsfläche kreisförmig ausgebildet. Insbesondere mit einer kreisförmigen Austrittsfläche kann erreicht werden, dass ein kreisförmiger Lichtfleck erzeugt wird, was für viele Anwendungen von Vorteil ist.
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Sind die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche identisch ausgebildet, ist es von Vorteil, wenn ein Querschnitt durch die Vorrichtung, vorzugsweise senkrecht zur Torsionsachse und/oder senkrecht zur optischen Achse der Vorrichtung, an jeder Stelle ebenfalls identisch ausgebildet ist. Der Querschnitt ist naturgemäß durch die Torsion um die Torsionsachse gedreht, weist jedoch die gleiche Form wie die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche auf. Dies ist jedoch nicht notwendig. Es ist durchaus möglich und für bestimmte Anwendungen von Vorteil, zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche den Querschnitt beispielsweise in Form und/oder Größe zu verändern. So kann der Querschnitt beispielsweise ausgehend von einer quadratischen Eintrittsfläche in einen sechseckigen oder achteckigen Querschnitt übergehen und anschließend wieder auf einen quadratischen Querschnitt zurückgeführt werden. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche sind dann quadratisch ausgebildet und können die gleiche Größe aufweisen, während der Querschnitt zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche in bestimmten Bereichen sechseckig oder achteckig ausgebildet ist und an anderen Stellen keinem regelmäßigen Vieleck entspricht.
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Mit einer bevorzugten Ausgestaltung schneidet die Torsionsachse die Eintrittsfläche und/oder die Austrittsfläche. Besonders vorteilhafterweise schneidet sie die Eintrittsfläche und/oder die Austrittsfläche in deren Schwerpunkt. Auf diese Weise wird ein Lichtfleck erzeugbar, der eine besonders homogene Intensitätsverteilung und Farbverteilung aufweist. Selbstverständlich kann es für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein, wenn die Torsionsachse beispielsweise nur die Eintrittsfläche oder nur die Austrittsfläche schneidet und/oder die Eintrittsfläche und/oder die Austrittsfläche nicht in deren Schwerpunkt, sondern beispielsweise weiter zum Rand der Fläche hin versetzt schneidet. Es ist auch denkbar, dass die Torsionsachse die Eintrittsfläche und/oder die Austrittsfläche nicht schneidet.
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Vorteilhafterweise sind die polygonen Teilflächen in einem untordierten Zustand kongruent. Um dieses Merkmal zu überprüfen, können jedoch die Längen der Kanten der jeweiligen polygonen Teilflächen sowie die Winkel zwischen den einzelnen aneinander angrenzenden Kanten einer polygonen Teilfläche bestimmt werden. Es lässt sich auf diese Weise herausfinden, ob es sich um ein spitzes, ein stumpfes oder gleichseitiges Dreieck, ein Viereck in Form eines Rechteckes, beispielsweise eines Quadrates, oder in Form eines Trapezes handelt oder ob eine sonstige Form vorliegt. Es gelten die üblichen Kongruenzsätze, um die Kongruenz der polygonen Teilflächen zu überprüfen.
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Vorzugsweise steht die Torsionsachse senkrecht auf der Eintrittsfläche und/oder der Austrittsfläche. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Torsionsachse gleichzeitig die optische Achse der Vorrichtung ist.
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Vorzugsweise liegen wenigstens zwei der polygonen Teilflächen entlang von Kanten aneinander an, die abgerundet sind. Auf diese Weise lässt sich eine Negativform herstellen, durch die die Vorrichtung herstellbar ist, die einfacher herzustellen ist, da keine scharfen Kanten ausgebildet werden müssen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass alle Kanten abgerundet sind.
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Vorzugsweise ist eine Torsionsrate, mit der die polygonen Teilflächen tordiert sind, entlang der wenigstens einen Torsionsachse nicht konstant und/oder abschnittsweise konstant. Die Torsionsrate bezeichnet dabei den Winkel, um den die Flächen pro Längeneinheit entlang der Torsionsachse tordiert sind. Je größer die Torsionsrate ist, desto stärker sind die polygonen Teilflächen auf einem bestimmten Abschnitt entlang wenigstens einer Torsionsachse tordiert. Die Torsionsrate kann beispielsweise abschnittsweise konstant sein. Auf einem ersten Abschnitt hat die Torsionsrate dann einen ersten Wert und ist innerhalb dieses Abschnittes konstant. Ein zweiter Abschnitt, der sich direkt an dem ersten Abschnitt anschließen kann oder von diesem entfernt angeordnet ist, verfügt über eine zweite Torsionsrate, die größer oder kleiner als die Torsionsrate im ersten Bereich ausgebildet sein kann. Für bestimmte gewünschte Eigenschaften der Lichtmischung ist es von Vorteil, unterschiedliche Torsionsraten in unterschiedlichen Bereichen entlang der wenigstens einen Torsionsachse zu verwenden. In anderen Bereichen oder über die gesamte Länge der Torsionsachse hinweg ist auch eine sich verändernde Torsionsrate möglich.
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Vorteilhafterweise verfügt die Torsionsrate in unterschiedlichen Bereichen über unterschiedliche Vorzeichen. Dies bedeutet, zunächst eine Torsion der polygonen Teilflächen in eine erste Richtung und anschließend in die entgegengesetzte Richtung. Dabei kann die Torsionsrate kontinuierlich verändert werden, bis sich das Vorzeichen wechselt oder es können sich unterschiedliche Bereiche mit unterschiedlichen Torsionsraten, gegebenenfalls auch unterschiedlichen sich verändernden Torsionsraten, aneinander anschließen.
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Alternativ oder zusätzlich dazu, sind die polygonen Teilflächen vorteilhafterweise abschnittsweise um verschiedene Torsionsachsen tordiert. Es ist nicht notwendig, dass die polygonen Teilflächen, die sich von der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche erstrecken, auf dem gesamten Weg von der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche um die gleiche Torsionsachse tordiert sind. Unterschiedliche Torsionsachsen, die zueinander parallel versetzt sein können oder einen Winkel zwischen sich einschließen können, sind für bestimmte gewünschte Eigenschaften von Vorteil. Auch windschiefe Torsionsachsen können verwendet werden.
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Ein Querschnitt der Vorrichtung senkrecht zur jeweiligen Torsionsachse und/oder senkrecht zur jeweiligen optischen Achse kann stellenweise oder abschnittsweise auch kreisförmig ausgebildet sein.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Lichtquellen, insbesondere LEDs, zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung, insbesondere verschiedener Wellenlängen, und wenigstens einer Vorrichtung der hier beschriebenen Art, die derart angeordnet ist, dass von den Lichtquellen ausgesendete elektromagnetische Strahlung in die Eintrittsfläche der Vorrichtung eintritt.
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Die Torsion der polygonen Teilflächen und damit der Mantelfläche zwischen Eintrittsfläche und Austrittsfläche führt dazu, dass die Mantelfläche, die sich entlang einer beide Flächen schneidenden Achse aufspannt und die polygonen Teilflächen aufweist, eine Schraubenform annimmt, welche die Entwicklung der Trajektorie reflektierter elektromagnetischer Strahlung innerhalb der Vorrichtung, die als Lichtleiter wirkt, in eine vom Grad der Torsion abhängige spiralförmige Bewegung zwingt. Dies sorgt für ein signifikantes „Verwirbeln“ von Lichtreflexen unterschiedlicher Ordnung, so dass sich ein Lichtvortex bildet, welcher die Symmetrie des bei Lichtleitern typischerweise vorhandenen Kaleidoskop-Effekts bricht. Vorzugsweise sind alle polygonen Teilflächen um die gleiche Torsionsachse tordiert. Die Drehachse des Vortex kann beispielsweise der optischen Achse entsprechen. Diese Art der Durchmischung hat den Vorteil, die Verteilungen von elektromagnetischer Strahlung, die von unterschiedlichen Lichtquellen ausgesendet werden und in die Eintrittsfläche eintreten, hinsichtlich ihrer Intensitäts- und Farbverteilung auf kürzerem Weg effizienter zu vermischen. Derartig tordierte Geometrien sind aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung hat dabei insbesondere den Vorteil, dass sie entlang der Lichtpfade, also in einer Richtung von der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche relativ kurz ausgelegt werden kann, da es zu einer deutlich schnelleren Durchmischung der elektromagnetischen Strahlung kommt, als dies aber mit Vorrichtungen aus dem Stand der Technik der Fall ist. Gerade im Bereich der LED-Anwendung mit unterschiedlichen Farben werden Lichtmisch-Optiken benötigt, um das Licht der unterschiedlichen Farbchips miteinander zu vermischen. Dazu werden vor allem Lichtleiter verwendet, die über Mehrfach-Reflexionen über ihre Länge hin für eine Durchmischung des Lichts sorgen. Je länger dabei der Lichtleiter ist, desto mehr Reflexe treten auf und desto höher ist die erreichbare Homogenisierung aufgrund der gefalteten Intensitätsprofile in Abhängigkeit der Querschnittsgeometrien, welche auch als Kaleidoskopmuster bezeichnet werden. In weiter Entfernung entmischt sich das örtlich durchmischte Muster wieder, so dass eine vollständige Durchmischung nicht oder nur auf eine gewisse Distanz hin möglich ist. Zudem werden Absorptionseffekte im Material des Lichtleiters größer, je länger die Vorrichtung ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise ist der Teil der Vorrichtung, zu dem die Eintrittsfläche, die Austrittsfläche und die Mantelfläche gehört, aus einem optisch transparenten Material, beispielsweise einem Glas oder Polymer hergestellt. Besonders vorzugsweise wird ein Borosilikatglas, insbesondere das Silikatglas Suprax® 8488 verwendet.
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Bei der Beleuchtungseinrichtung handelt es sich vorteilhafterweise um einen Scheinwerfer. Vorzugsweise weist die Beleuchtungseinrichtung mehrere Vorrichtungen der hier beschriebenen Art auf, die unterschiedlich ausgebildet sein können. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere identische Vorrichtungen in einer Beleuchtungseinrichtung zu verwenden. Werden unterschiedliche Vorrichtungen verwendet, ist es möglich, ausschließlich unterschiedliche Vorrichtungen zu verwenden, so dass es keine zwei identischen Vorrichtungen in der Beleuchtungseinrichtung gibt, oder lediglich verschiedene Arten von Vorrichtungen zu verwenden, von denen eine oder mehrere mehrfach auch verwendet werden. Die unterschiedlich ausgebildeten Vorrichtungen unterscheiden sich vorteilhafterweise in der Geometrie der Eintrittsfläche, der Geometrie der Austrittsfläche, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge in der Torsionsrichtung und/oder zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge in der Torsionsrate. Alternativ oder zusätzlich dazu können sie sich in Ihrer Länge, also dem Abstand zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche und/oder dem Gesamttorsionswinkel unterscheiden.
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Vorteilhafterweise lassen sich die Lichtfelder, die durch das Licht hervorgerufen werden, das durch die verschiedenen Vorrichtungen der Beleuchtungseinrichtung geleitet wird, zu einem Lichtfeld vereinen. Besonders bevorzugt ist dabei eine Zoomfunktion vorhanden, so dass der Lichtfleck, zu dem die Lichtfelder der einzelnen Vorrichtungen vereinigt werden können, vergrößert und/oder verkleinert werden kann. Mögliche Gesamttorsionen der verwendeten Vorrichtungen sind beispielsweise 45°, 60° oder 75°. Selbstverständlich sind auch andere Gesamttorsionen möglich. Insbesondere bei der Verwendung unterschiedlicher Vorrichtungen, die sich in der Geometrie der Eintrittsfläche und/oder der Geometrie der Austrittsfläche unterscheiden, kann eine besonders homogene Lichtverteilung im zu erzeugenden Lichtfleck erreicht werden. Es kommt zur Überlagerung mehrerer Lichtfelder durch die einzelnen Vorrichtungen, die jeweils Charakteristika der Querschnittsgeometrie beinhalten. Durch die Überlagerung unterschiedlicher Querschnittsgeometrien werden diese Charakteristika abgeschwächt oder vollständig entfernt. Selbstverständlich kann es von Vorteil sein, unterschiedliche Vorrichtungen zu verwenden, die in unterschiedliche Richtungen tordiert sind. So können die tordierten Polygonteilflächen eine Rechtsschraube und eine Linksschraube bilden. Selbstverständlich ist es auch möglich, wenigstens eine Vorrichtung zu verwenden, die abschnittsweise in unterschiedliche Richtungen tordiert und/oder abschnittsweise um unterschiedliche Torsionsachsen tordiert ist.
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Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen
- 1, 3, 5, 7, 9 und 11 - schematische dreidimensionale Ansichten einer Vorrichtung gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und
- 2, 4, 6, 8 und 10 - stirnseitige Ansichten der dargestellten Vorrichtung.
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1 zeigt eine Vorrichtung zum Mischen elektromagnetischer Strahlung, wobei die Vorrichtung eine Eintrittsfläche 2 und eine Austrittsfläche 4 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Eintrittsfläche 2 als auch die Austrittsfläche 4 quadratisch ausgebildet. Zwischen der Eintrittsfläche 2 und der Austrittsfläche 4 erstreckt sich eine Mantelfläche 6, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier polygonen Teilflächen 8 besteht. Diese sind um eine Torsionsachse 10 tordiert. 2 zeigt eine Draufsicht entlang der Torsionsachse 10, auf die Austrittsfläche 4. Durch gestrichelte Linien dargestellt ist die eigentlich nicht sichtbare Eintrittsfläche 2. Man erkennt im gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Torsionsachse 10 mit der optischen Achse zusammen fällt. Eintrittsfläche 2 und Austrittsfläche 4 sind beides Quadrate und kongruent. Als Besonderheit sind sie im gezeigten Ausführungsbeispiel auch gleich groß.
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3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der die Eintrittsfläche 2 und die Austrittsfläche 4 wieder Quadrate sind. Die vier polygonen Teilflächen 8, die die Mantelfläche 6 bilden, sind wieder um die Torsionsachse 10 herum tordiert. Anders als in der Darstellung aus den 1 und 2, ist die Torsionsachse 10 jedoch nicht gleichbedeutend mit der optischen Achse des Systems. Dies wird in 4 deutlich, die wieder eine axiale Draufsicht auf die Austrittsfläche 4 zeigt. Die Torsionsachse 10 ist aus der Mitte der quadratischen Austrittsfläche 4 und der Eintrittsfläche 2 herausverschoben und nicht mit der optischen Achse identisch. Daher sind die polygonen Teilflächen 8 zwar auch um die Torsionsachse 10 herum tordiert, haben jedoch eine etwas andere geometrische Form als dies in der Darstellung gemäß 1 und 2 der Fall ist.
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5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Eintrittsfläche 2 quadratisch und die Austrittsfläche 4 achteckig ausgebildet ist. Entsprechend verfügt die Mantelfläche 6 über acht polygone Teilflächen 8. Die polygonen Teilflächen 8 werden durch Kanten 12 miteinander verbunden, die sich jeweils von der Eintrittsfläche 2 zur Austrittsfläche 4 erstrecken. Vier dieser Kanten 12 verbinden eine Ecke der Austrittsfläche 4 mit einer Ecke der Eintrittsfläche 2. Die übrigen vier der Kanten 12 verbinden jeweils eine Ecke der Austrittsfläche 4 mit der Mitte einer Seite der quadratischen Eintrittsfläche 2. 6 zeigt wieder die axiale Draufsicht auf die Austrittsfläche 4, die als Achteck zu erkennen ist. Mit gestrichelten Linien ist einerseits die Eintrittsfläche 2 in Form eines Quadrates sowie die polygonen Teilflächen 8 dargestellt, die unterschiedliche Formen aufweisen können.
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7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Eintrittsfläche 2 als Sechseck und die Austrittsfläche 4 als Zwölfeck ausgebildet ist. Entsprechend gibt es wieder Kanten 12, die eine Ecke der Austrittsfläche 4 mit einer Ecke der Eintrittsfläche 2 verbinden und Kanten 12, die eine Ecke der Austrittsfläche 4 mit dem Mittelpunkt einer Kante der Eintrittsfläche 2 verbinden. Auch dadurch entstehen wieder unterschiedliche polygone Teilflächen 8. 8 zeigt wieder die schematische Draufsicht auf die Austrittsfläche 4. Mit gestrichelten Linien dargestellt ist die Eintrittsfläche 2 sowie die polygonen Teilflächen 8. Man beachte, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Eintrittsfläche 2 deutlich kleiner ist als die Austrittsfläche 4.
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9 und 10 zeigen die Vorrichtung aus den 7 und 8, die nun einen Flansch 14 aufweist, der um die Austrittsfläche 4 herum angeordnet ist und eine Montage an weiteren Bauteilen ermöglicht.
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11 zeigt eine weitere Ausgestaltung in der Vorrichtung. Sie verfügt über einen ersten Abschnitt 16 und einen sich daran anschließenden Abschnitt 18 zwischen ihnen befindet sich eine gedankliche Zwischenfläche 20. Die Eintrittsfläche 2 ist quadratisch ausgebildet, während die Austrittsfläche 4 als Achteck ausgebildet ist. Die Zwischenfläche 4 ist ebenfalls quadratisch. Im ersten Abschnitt 16 sind die polygonen Teilflächen 8 um die Torsionsachse 10 herum tordiert, was durch die Pfeile 22 dargestellt wird. Die Torsion findet entgegen dem Uhrzeigersinn statt. An der Zwischenfläche 20 endet diese Torsion. Die Torsionsachse 10 im zweiten Abschnitt 18 verläuft im gezeigten Ausführungsbeispiel als Verlängerung der Torsionsachse 10 des ersten Abschnittes 16, jedoch ist die Torsionsrate mit einem anderen Vorzeichen versehen. Die Torsion im zweiten Abschnitt 18 verläuft im Uhrzeigersinn. Auf diese Weise lassen sich unterschiedlichste Abläufe von Torsionsachsen, Torsionsgrade und geometrischen Figuren der Eintrittsflächen und Austrittsflächen und Zwischenflächen erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Eintrittsfläche
- 4
- Austrittsfläche
- 6
- Mantelfläche
- 8
- polygone Teilfläche
- 10
- Torsionsachse
- 12
- Kante
- 14
- Flansch
- 16
- erster Abschnitt
- 18
- zweiter Abschnitt
- 20
- Zwischenfläche
- 22
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0024971 A1 [0002, 0003]
- US 2013/0294066 A1 [0005]
- EP 3130843 A1 [0006]
- US 9772499 A [0007]
