DE202009006510U1

DE202009006510U1 - Eine optische Umwandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202009006510U1
Application number: DE200920006510
Authority: DE
Original assignee: Mig Technology Inc Guang-Dong City; MIG Tech Inc
Current assignee: Mig Technology Inc Guang-Dong City; MIG Tech Inc
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2019-05-06

Abstract

Eine optische Umwandlungsvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Lichtform, mit der das Licht von einer Punktlichtquelle umgewandelt und mit der eine rechteckige Projektionsfläche (6) erzeugt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Umwandlungsvorrichtung (10) als einen Refraktionskörper (1) gebildet ist, wobei dieser Refraktionskörper (1) eine Lichteinfallfläche und eine Austrittsfläche (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Lichteinfallfläche als eine konkave Kugelfläche (24) gebildet ist, während die Austrittsfläche (2) aus einer Kombination von optischen Flächen bestehen und diese Kombination von mehreren optischen Flächen aufgebaut sind aus:
einer Refraktionsfläche (21), wobei die optische Achse dieser Refraktionsfläche (21) mit der optischen Wirkachse der konkaven Kugelfläche (21) übereinstimmt;
zwei optischen gekrümmten Flächen (22), die so ausgeführt sind, dass sie an die Flächenkantenlinien enltang der Richtung des Meridians der Refraktionsfläche (21) angrenzen, wobei der erweiterte Punkt der Schneidung der beiden Achsen in die Richtung der Lichteinfallfläche positioniert ist und sich mit der optischen...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Umfeld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Umwandlungsvorrichtung, mit dem ein projizierter Lichtstrahl von einer Punktlichtquelle in rechteckige Projektionsflächen geformt werden kann, wobei mit der Umwandlungsvorrichtung eine dreidimensionale, konische Lichtform zur Beleuchtung in eine Pyramidenform umgewandelt wird, um die zu beleuchtenden Projektionsflächen auf die beinahe gleiche Weise wie eine rechteckige Fläche zu beleuchten.
(b) Beschreibung der herkömmlichen Ausführungsart
Der Beleuchtungswinkel eines von einer Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlten Lichtstrahls muss standardisiert werden, da dadurch der Lichtstrom nur dann auf den zu beleuchtenden Projektionsflächen wirksam konvergiert werden kann. Beispielsweise muss eine herkömmliche Glühbirne mit einem Lampenschirm zum Zweck der Lichtreflektion versehen sein, um einen Lichtstrahl gegen die erforderte Leuchtfläche (Projektionsfläche) zu konvergieren. Außerdem werden in modernerer und heutiger Zeit die Lichtstrahlen mit Geräten ausgestrahlt, die mit lichtemittierenden Dioden ausgestattet sind, worin eine Rückstrahlfläche in mikrominiaturer Ausführungsart zuerst in der hinteren Rückseite eines Kristallkörpers mit lichtemittierender Diode angeordnet ist, damit der mit der Kristallkugel erzeugte Lichtstrahl nach vorne ausgestrahlt wird. Da zudem mit der Krümmungsspezifikationen der Rückstrahlfläche der mit der lichtemittierenden Diode erzeugte Lichtstrahl im erforderten Winkel wirksam geregelt werden kann, wie z. B. in einem Winkel von 15, 30, 45, 60 Grad, kann der erforderliche und anzuwendende Ausstrahlwinkel je nach den Anforderungen des jeweiligen Standortes, an dem diese Vorrichtung verwendet wird, bestimmt werden.
Ungeachtet, ob zum Beleuchten eine herkömmliche Glühbirne oder eine modernere LED (lichtemittierende Diode) als Lichtquelle benutzt wird, wird der stimulierte Lichtpunkt als eine Lichtpunktquelle benutzt, wobei die Lichtform nach der Reflektion auf einem Rückstrahldeckel eine konische Form aufweist. Zudem ist die abgebildete und zu beleuchtende Projektionsfläche entweder eine kreisrunde oder eine elliptische Fläche. Falls diese Vorrichtung an einem bestimmten Ort angewendet wird, wie beispielsweise in einer Gasse oder für eine Straßenfläche oder für eine quadratische Bodenfläche in einem Innenraum, muss die Form des Lichtstrahles zum wirksamen Sammeln eines Lichtstromes von der Lichtquelle umgewandelt werden, wie z. B. in eine Pyramidenform, um so zu bestimmen, ob die Unterfläche des Lichtstrahles (Projektionsfläche) rechteckig oder quadratisch ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Umwandlungsvorrichtung, die aufgebaut ist aus einem Refraktionskörper, der aus einer mit einer Kombination von mehreren optischen Flächen aufgebauten Austrittsfläche besteht, während eine Lichteinfallsfläche als eine konkave Kugelfläche gebildet ist. Beim Einfallen eines mit einer Punktlichtquelle erzeugten Lichtstrahles in die Kugelfläche wird mit der Krümmung dieser Kugelfläche ein kritischer Brechungswinkel vermieden. Weiter wird ermöglicht, dass das Licht vollständig in den Refraktionskörper einfällt und das Licht ebenfalls im voraus verbreitet wird. Die vordere mittlere Fläche der Austrittsfläche, die aus mehreren optischen Oberflächen besteht, ist grundsätzlich eine Refraktionsfläche. Diese Refraktionsfläche weist zwei optische Wirkachsen auf, die in die Richtung des Meridians verbunden sind, wobei sich dieser Meridian mit der optischen Achse der optischen gekrümmten Fläche schneiden. Zudem befinden sich die reflektierenden Flächen, die über eine reflektierende Kraft verfügen, je auf einer der zwei Seiten des Meridians, wobei mit diesen reflektierenden Flächen auf beiden Seiten der Spitzenwinkel im Verhältnis der beiden reflektieren Strahlen eingeschränkt wird, um somit den reflektierten Lichtstrom einzig und allein auf die erforderliche Leuchtfläche zwischen zwei parallelen Seiten der Projektionsfläche zu projizieren. Außerdem wird durch die Wechselwirkung von den beiden optischen gekrümmten Flächen und der lichtbrechenden Fläche die Basislänge der Projektionsfläche verlängert, wobei der Leuchtstrahl von der Punktlichtquelle verteilt werden kann, um eine fast rechteckförmige Leuchtprojektionsfläche zu bilden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung von reflektierenden Flächen auf zwei Seiten des Meridians der Austrittsfläche des Refraktionskörpers, die senkrecht zur lichtbrechenden Fläche angeordnet ist. Weiter wird der Lichtstrahl zudem durch eine interne Rückstrahlung im Innern der beiden reflektierenden Fläche reflektiert, wobei diese Funktion mit inwärts reflektierenden Filmen oder reflektierenden Spiegeln kombiniert werden kann.
Für ein besseres Verständnis der oben genannten Ziele und technische Methoden der vorliegenden Erfindung soll nach nachstehenden Kurzbeschreibung der Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsarten folgen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine äußere Erscheinungsform eines Refraktionskörpers nach der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Seitenansicht des Aufbaus des Refraktionskörpers, der an einem lichtstimulierenden Element der vorliegenden Erfindung montiert ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Lichtweges des Refraktionskörpers, der am lichtstimulierenden Element der vorliegenden Erfindung montiert ist.
4 zeigt eine Seitenansicht der Meridianposition des Refraktionskörpers nach der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Vorderansicht der Meridianposition des Refraktionskörpers nach der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine schematische Darstellung der Verteilung von Leuchtflächen auf rechteckigen Projektionsflächen nach der Umwandlung mit der erfindungsgemäßen Umwandlungsvorrichtung.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer lichtemittierenden Oberfläche der vorliegenden Erfindung, die in einem Beleuchtungskörper angewendet wird.
8 zeigt eine Seitenansicht der in der 7 gezeigten Ausführungsart.
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Simuliertests der vorliegenden Erfindung bei der Anwendung auf einer Straße.
10 stellt ein Verteildiagramm der Beleuchtungsbereiche nach der in der 9 dargestellten Anwendung dar.
11 zeigt eine schematische Ansicht einer einzelnen Projektionsfläche, die mit einer extrem gleichmäßigen und starken Helligkeit befeuchtet wird, die durch Überlappen von mehreren Projektionsflächen nach der vorliegenden Erfindung erzielt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART
Mit Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung der Ausführungsarten nach der vorliegenden Erfindung, ist zuerst in der 1 und in der 2 eine Umwandlungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, die hauptsächlich aus einem Refraktionskörper 1 mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit aufgebaut ist, dessen Radialumfang mit einer Basisplatte 11 verbunden ist. Diese Basisplatte 11 kann auf der Außenseite verbunden werden und dient als eine Basis für die Installation. Die Außenfläche des Refraktionskörpers 1 ist als eine Austrittsfläche 2 gebildet, die aus einer Kombination von mehreren optischen Flächen besteht, wobei eine aus mehreren optischen Flächen bestehende mittlere optische Fläche der Austrittsfläche 2 als eine horizontale Refraktionsfläche 21 gebildet ist, die parallel zur Basisplatte 11 angeordnet ist. Die im Zusammenhang stehenden Richtungen des Meridians der Oberfläche der Refraktionsfläche 21 basieren standardgemäss auf die Ebene der Refraktionsfläche 21, wobei die Kantenlinien 210 sich mit den Linien der Refraktionsfläche 21 schneiden, die an je zwei optische gekrümmte Flächen 22 angrenzen. Außerdem sind zwei Seiten des im Zusammenhang stehenden Meridians des Refraktionskörpers 1 mit je einer lichtreflektierenden Fläche 23 senkrecht übereinstimmend mit der Refraktionsfläche 21 gebildet. Die Rückseite der Refraktionsfläche 21 der Austrittsfläche 2 ist als eine Lichteinfallfläche gebildet, wobei diese Lichteinfallfläche als eine konkave Kugelfläche 24 ausgeführt ist. Zudem stimmt eine optische Achse S dieser konkaven Kugelfläche 24 mit dem Licht überein, das in die Refraktionsfläche 21 eindringt, während ein lichtstimulierendes Element 3 extern an die konkave Kugelfläche 24 aneinandergrenzt und mit der optischen Achse S übereinstimmt.
Ein unteres Teil der Basisplatte 11 ist mit einem Assemblierteil 12 versehen, das über Verbundelemente 51 mit einer Schaltplatine 5 verbunden ist. Mit diesen Verbundelementen 51 ermöglicht ein Formen eines trockenen Zusammenbaus auf den Befestigungszapfen, die auf dem Assemblierteil 12 angeordnet sind. Das Assemblierteil 12 kann zudem mit einem Haftstoff oder mit einem anderen Befestigungsmittel sicher mit der Schaltplatine 5 befestigt werden, um diese zusammenzusetzen. Der wichtigste Faktor besteht darin, dass die optische Achse S des Refraktionskörpers 1 unverändert nach der Mitte des lichtprojizierenden Elementes des lichtstimulierenden Elementes 3 ausgerichtet bleibt.
Nach dem Verbinden der Umwandlungsvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung an das lichtstimulierende Element 3 wird ein lichtprojizierendes Element 100 gebildet. Außerdem werden dieses lichtstimulierende Element 3 und die Schaltplatine 5 elektrisch miteinander verbunden, um das lichtstimulierende Element 3 zum Betreiben mit Strom zu versorgen. Dieser elektrische Strom wird über eine elektrische Verbindung der Schaltplatine mit einer Stromquelle zugeführt. Die Mittel, die für die elektrische Verbindung verwendet werden, sind bereits bekannt und sollen hier nicht weiter erläutert werden.
Nach dem Zusammenbauen der oben genannten Umwandlungsvorrichtung 10 mit dem lichtstimulierenden Element 3, um ein lichtprojizierendes Element 100 zu bilden (wie in der 3 gezeigt) wird mit diesem lichtstimulierenden Element 3 ein Lichtstrahl erzeugt, der auf die konkave Kugelfläche 24 der Umwandlungsvorrichtung 10 fällt, und da mit der Krümmung der konkaven Kugelfläche 24 die stimulierten Lichtaustrittwinkel des lichtstimulierenden Elementes 3 umgeben werden, kann die Gesamtmenge des mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugten Lichtes durch die Krümmungen der konkaven Kugelfläche 24 vollständig in das Innere der Umwandlungsvorrichtung 10 eindringen, um so die Probleme der kritischen Winkelbrechung zu vermeiden, das sonst zu einem sinnlosen Reflexionsverlust des Lichtstrahles führt, wobei die Gesamtmenge des Lichtstromes innerhalb der Umwandlungsvorrichtung 10 genutzt werden kann. Falls das lichtstimulierende Element 3 als eine Punktlichtquelle gebildet ist, die einen Emissionswinkel aufweist, z. B. < 60 Grad, und unter den Umständen, unter denen die optische Weglänge L der konkaven Kugelfläche 24 den Abstand zur Lichtquelle nicht überschreitet, sind die beiden Schrägseiten des Emissionswinkels so im Kugelbereich der konkaven Kugelfläche 24 positioniert, dass der Lichtstrahl Bn des stimulierten Lichtes vollständig durch diese konkave Kugelfläche 24 gestrahlt werden und in den Refraktionskörper 1 eindringen. Außerdem wird mit dem Innern der Umwandlungsvorrichtung 10 mit dem ausgestrahlten Lichtstrahl, der im normalen Linienverhältnis der konkaven Kugelfläche durchgestrahlt wird, in Übereinstimmung mit den Refraktionsprinzipien eine anfängliche Lichtverteilung erzielt und eine gleichmäßige Quadrantendivergenz verursacht, die von der Austrittsfläche 2 nach der Brechung durch die Umwandlungsvorrichtung 10 gebrochen wird.
Das Licht, das in die optische Achse S der oben genannten Refraktionsfläche 21 eindringt, stimmt mit der optischen Achse der konkaven Kugelfläche 24 überein, während sich zwei optische Achsen S1 der beiden optischen gekrümmten Flächen 22 in die Richtung der Lichteinfallfläche miteinander schneiden und mit der optischen Achse S des Lichtes übereinstimmen, das durch die Refraktionsfläche 21 gestrahlt wird.
Die 4 und 5 zeigen das lichtprojizierende Element 100, das nach dem Zusammensetzen der Umwandlungsvorrichtung 10 an das lichtstimulierende Element 3 der vorliegenden Erfindung gebildet ist, sowie der Austrittsfläche 2 von einer Seitenansicht aus der Richtung des Meridians der Umwandlungsvorrichtung 10, die aus einer strukturellen Kombination der Refraktionsflächen 21 und der optischen gekrümmten Flächen 22 gebildet sind, wobei diese optischen gekrümmten Flächen 22 an den Seiten dieser Refraktionsflächen 21 angeordnet sind, um drei optische Flächen zu bilden. Die mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugte Punktlichtquelle dringt daher von der konkaven Kugelfläche 24 in das Innere der Umwandlungsvorrichtung 10 ein und wird danach nach der brechenden Übertragung durch die Austrittsfläche 2 gestrahlt. Auf Grund des Planareffektes der Refraktionsfläche 21 und des Krümmungseffektes der optischen gekrümmten Flächen 22 wird der mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugte Lichtstrahl gebrochen, um einen gebrochenen Lichtstrahl Bt in einer expandierten Form zu bilden, wobei mit diesen drei optischen Flächen ein Lichtprojektionswinkel von fast 120 Grad expandiert und gebildet wird, der beim Projizieren auf eine Projektionsfläche 6 die Grundlage für die Längsseiten a dieser rechteckigen Projektionsfläche 6 bildet.
Wie dies wiederum in der 5 gezeigt ist, die das lichtprojizierende Element 100, das nach dem Zusammensetzen der Umwandlungsvorrichtung 10 mit dem lichtstimulierenden Element 3 nach der vorliegenden Erfindung gebildet wird, wobei der mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugte Lichtstrahl durch die konkave Kugelfläche 24 gestrahlt wird und in das Innere der Umwandlungsvorrichtung 10 eindringt, um dort gebrochen zu werden. Durch die eingeschränkte Spezifikation der Winkelbrechung der lichtreflektierenden Oberflächen 23, die an den beiden Seiten der Umwandlungsvorrichtung 10 erfolgen, wird der mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugte Lichtstrahl dem Rückstrahleffekt der lichtreflektierenden Flächen 23 unterzogen, um einen reflektierten Lichtstrahl Br zu bilden. Dieser danach auf die Oberfläche der Projektionsfläche 6 projizierte reflektierte Lichtstrahl Br bildet die Grundlage der kurzen Seiten b der rechteckigen Projektionsfläche 6, wobei diese so erhaltene Projektionsfläche 6 die Längsseite ist, die mit der kurzen Seite multipliziert wird.
Aus der Sichtrichtung der 5 besteht die Austrittsfläche 2 der Umwandlungsvorrichtung 10 aus der Refraktionsfläche 21 und den beiden seitlichen lichtreflektierenden Flächen 23, die grundsätzlich als optische Flächen mit einer hohen Rückstrahlfähigkeit gebildet sind. Außerdem können die lichtreflektierenden Elemente 231 mit Hilfe von galvanisierter Beschichtung oder durch Befestigen von Reflektoren (in den Zeichnungen nicht gezeigt) mit den lichtreflektierenden Flächen 23 befestigt werden, um die Einwärtsreflexion zu verstärken, um die den mit dem lichtstimulierenden Element 3 erzeugte Lichtstrahl vollständig auf den lichtreflektierenden Flächen 23 zu reflektieren sowie um mit Hilfe dieser lichtreflektierenden Flächen 23 den mit dem reflektierten Lichtstrahl Br gebildeten Lichtstrom vollständig zu reflektieren, oder dieser wird direkt auf der Refraktionsfläche 21 gebrochen.
Die 6 zeigt eine Anordnung von mehr als zwei lichtprojizierenden Elementen 100 der vorliegenden Erfindung, wobei jedes dieser lichtprojizierenden Elemente 100 durch Anbringen dieser Umwandlungsvorrichtung 10 an das lichtstimulierende Element 3 gebildet wird, wobei diese zusammen auf einer bestimmten Höhe installiert werden können, um noch größere Projektionsflächen 6 zu bilden. Dementsprechend können durch das Installieren von mehreren lichtprojizierenden Elementen 100 auf einer bestimmten Höhe die Längen oder Breiten der Projektionsflächen 6 angeordnet werden, um einen Matrizenaufbau zu erhalten. Zudem können mit diesen so gebildeten Projektionsflächen 6 ein überlappender Zustand hergestellt werden, um die Leuchtstärke der Projektionsfläche 6 weiter zu verstärken sowie um eine gleichmäßigere Helligkeit zu erzielen. Nachdem die Projektionsflächen 6 den in der 3 und 4 dargestellten Effekte unterzogen wurden, werden mit diesen Projektionsflächen 6 rechteckige Projektionsbereiche gebildet, wobei mit diesen rechteckigen Projektionsbereiche Straßenoberflächen beleuchtet oder zur Benutzung von rechteckigen Flächen in Räumen oder Zimmern diese beleuchtet werden können.
Nach der Spezifikation der Projektionsflächen 6 von den in der 5 und 6 dargestellten Effekten wird deren optische Dichte auf die Mittenlängslinie und auf die zwei Längsseiten der Projektionsflächen 6 konzentriert. Außerdem können ungefähr drei Leuchtbereiche der Projektionsfläche 6 unterschieden werden, das heißt, drei verschiedene Lumenbereiche, die prinzipiell die zwei Seiten mit einer Leuchtstärke von 40 (lux) aufweisen, die zunehmend zur Mitte hin abgeschwächt wird, wobei dort die Leuchtstärke lediglich 30 (lux) und 20 (lux) beträgt. Nach dem Überlappen mit der Projektionsfläche 6 einer weiteren der lichtprojizierenden Elemente 100 werden die Leuchtdichte und Gleichmäßigkeit der Helligkeit zwischen den drei Bereichen verstärkt.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Prinzipien als ein Mittel genutzt, das Lumen zur Anwendung in einem Leuchtkörper für dessen Benutzung anzusammeln. In der
7 und 8 ist gezeigt, dass mehrere lichtprojizierende Elemente 100 matrizenähnlich auf der Oberfläche einer lichtemittierenden Fläche 41 eines Beleuchtungskörpers angeordnet sind, wobei jedes der lichtprojizierenden Elemente 100 über seine eigene im Zusammenhang stehende Leuchtfunktion zum Bilder der Projektionsfläche 6 vom lichtstimulierenden Element 3 verfügt (siehe 6). Diese mehreren lichtprojizierenden Elemente 100 sind ähnlich wie in der 2 gezeigt auf der Schaltplatine 5 montiert. Weiter muss ein Mechanismus zur Hitzeverteilung vorgesehen werden. Daher ist eine Kante der lichtemittierenden Fläche 41 des Beleuchtungskörpers 4 mit Hitzeableitlöchern 43 versehen, um die im Innern erzeugte Abwärme mit der kühleren Luft von außen auszutauschen und um somit diese Abwärme wirksam abzuleiten. Auf einer Seite des Beleuchtungskörpers 4 ist zum Befestigen an einer Wandfläche oder an einen hohen Beleuchtungskörper ein Befestigungsteil 42 montiert, um das Licht zum Beleuchten einer Bodenfläche auf diese zu strahlen.
Die 8 zeigt eine Seitenansicht der Verteilung der mehreren lichtprojizierenden Elemente 100 nach deren Anordnen in einer Matrizenform im Innern des Beleuchtungskörpers 4, wobei der Beleuchtungswinkel eines Lichtstrahles B, der im Zusammenhang mit jedem der lichtprojizierenden Elemente 100 steht, 120 Grad beträgt. Die lichtprojizierenden Elemente 100 sind auf gleicher Höhe in einer sequentiellen Anordnung von vorne nach hinten montiert, damit der Winkel des jeweiligen gebrochenen Lichtstrahles eines jeden lichtprojizierenden Elementes 100 derselbe ist, wobei die Lichtwege der Lichtstrahlen B einander entlang überlappt werden. Nach dem Zusammensetzen dieser mehreren lichtprojizierenden Elemente 100 beträgt der lichtemittierende Winkel des gesamten Beleuchtungskörpers 4 zudem ebenfalls 120 Grad. Nach logischem Schluss beträgt daher der gesamte Beleuchtungswinkel der Richtungen des Meridians des Beleuchtungskörpers 4 ebenfalls 60 Grad, was der in der 5 dargestellten Spezifikation ähnlich ist. Mit der Anwendung der in der 7 dargestellten Methode können daher mehrere lichtprojizierende Elemente 100 montiert werden, um eine relativ höhere Leuchtkraft für eine Außenbeleuchtung zu erzielen.
Wie in der 9 gezeigt, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls zum Beleuchten von Bodenflächen verwendet werden, wobei diese zwei parallele Grenzlinien aufweisen, wie z. B. von Straßen. Auf Grund von Musterstudien, die beim Erschaffen der vorliegenden Erfindung angewendet wurden, können zum Beleuchten einer vierspurigen Fahrbahn mit einer Standardbreite von 16,5 Metern die Beleuchtungskörper 4 in Abständen von je 24 Metern montiert werden, die sich jeweils gerade über den Grenzlinien der Straße befinden, wobei die geeignete Montagehöhe dieser Beleuchtungskörper 4 zur Beleuchtung 4 bis 8 Meter beträgt.
Wie in der 10 gezeigt ist, können die erforderlichen Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 auf der Straßenfläche nach Anwendung der in der 9 gezeigten Methode mit den Beleuchtungskörpern 4 beleuchtet werden. Der kombinierte Beleuchtungsbereich der Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 wird zum Bilden eines Beleuchtungsbereiches genutzt, der gross genug ist, um die Anforderungen an die ausreichende Beleuchtung einer Bodenfläche der Straße zu erfüllen.
Ähnlich wie die in der 6 dargestellten Projektionsflächen 6 kann auf ähnliche Weise der logische Schluss gezogen werden, dass mit der Verteilung der Leuchtdichte der Projektionsflächen 601, 602, 603, 604, die mit den jeweiligen Beleuchtungskörpern 4 erzeugt und ausgestrahlt werden (wie in der 9 und 10 gezeigt), drei verschiedene Leucht- und Schatteneffekte in einem Unterbereich erzeugt werden.
Der Beleuchtungswinkel des Beleuchtungskörpers 4 kann so justiert werden, damit alle Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 voneinander überlappt werden. Dementsprechend haben Musterstudien mit der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass eine höhere Leuchtdichte auf eine Straßenmitte konzentriert wird, wenn die Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 zum Erzeugen von Projektionsbereichen mit einer regelmäßigeren Leuchtdichte justiert werden, wobei die Leuchtkraft bis zu 40 (lux) erreichen kann und beide Straßenseiten mit einer ähnlichen Leuchtkraft bis zu 40 (lux) beleuchtet werden können. Eine Anwendung einer solchen Konfiguration auf einer vierspurigen Straßen mit einer Standardbreite von 16,5 Metern reicht daher aus, um den Anforderungen an die Fahrsicherheit beim Fahren bei Nacht zu entsprechen, wobei ebenfalls eine Anwendungsweise einer konkreten Beleuchtung einer Fahrbahn oder Straße ausführbar ist. Da der Simulationstest der vorliegenden Erfindung auf einer vierspurigen Fahrbahn mit einer Standardbreite von 16,5 Metern ausgeführt wurde, müssen daher die Beleuchtungskörper 4 zum Beleuchten einer Fahrbahn mit einer geringeren Breite als 16,5 Metern oder mit einer Breite von 8 Metern nur auf einer Seite entlang dieser Fahrbahn installiert werden, wobei diese zudem auch nicht symmetrisch auf beiden Seiten entlang dieser Straße angeordnet werden müssen.
Unter den in den 6 dargestellten Bedingungen der vorliegenden Erfindung und unter den Umständen, unter denen mehrere Beleuchtungskörper 4 verwendet werden, wobei jede der Projektionsflächen 6 miteinander kombiniert werden, können die Projektionsflächen 6 so gebildet werden, damit mit diesen eine optische Beleuchtung mit einer extrem gleichmäßigen Helligkeit erzielt wird (wie in der 11 gezeigt). Auf einer einzigen Projektionsfläche 6 können mehrere Beleuchtungskörper 4 angewendet werden, wobei nach dem Abändern des Projektionswinkel eines jeden dieser Beleuchtungskörper 4 kann die Wirksamkeit der Projektion, mit dem eine extrem gleichmäßige Helligkeit und ein angesammeltes hohes Lumen erzielt werden, durch Überlappen der Assoziierung der Lichtstrahlen erzielt werden, wie z. B. das Überlappen der Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 nahe zu einer identischen Winkelposition mit einer extrem gleichmäßigen Helligkeit und mit einer hohen Dichte, die durch das Überlappen der Projektionsflächen 601, 602, 603, 604 nach den tatsächlichen Anforderungen der Projektionsfläche 6 erzeugt werden.
Es ist jedoch selbstverständlich, dass die hier beschriebenen Ausführungsarten lediglich zur Darstellung der Prinzipien der Erfindung dienen sollen und dass von Fachleuten auf diesem Gebiet eine Vielzahl von Modifizierungen dieser Ausführungsarten vorgenommen werden können, ohne dabei vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung wie in den nachfolgenden Schutzansprüchen ausgelegt abzuweichen.

Claims

Eine optische Umwandlungsvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Lichtform, mit der das Licht von einer Punktlichtquelle umgewandelt und mit der eine rechteckige Projektionsfläche (6) erzeugt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass: die Umwandlungsvorrichtung (10) als einen Refraktionskörper (1) gebildet ist, wobei dieser Refraktionskörper (1) eine Lichteinfallfläche und eine Austrittsfläche (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Lichteinfallfläche als eine konkave Kugelfläche (24) gebildet ist, während die Austrittsfläche (2) aus einer Kombination von optischen Flächen bestehen und diese Kombination von mehreren optischen Flächen aufgebaut sind aus: einer Refraktionsfläche (21), wobei die optische Achse dieser Refraktionsfläche (21) mit der optischen Wirkachse der konkaven Kugelfläche (21) übereinstimmt; zwei optischen gekrümmten Flächen (22), die so ausgeführt sind, dass sie an die Flächenkantenlinien enltang der Richtung des Meridians der Refraktionsfläche (21) angrenzen, wobei der erweiterte Punkt der Schneidung der beiden Achsen in die Richtung der Lichteinfallfläche positioniert ist und sich mit der optischen Wirkachse schneidet; zwei lichtreflektierenden Flächen (23), die sich an zwei Seitenpositionen des assoziierten Meridians der Austrittsfläche befinden und die mit den Winkeln an zwei Seiten der Refraktionsfläche (21) angrenzen.
Die optische Umwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierenden Flächen (23) senkrecht zur Refraktionsfläche (21) angeordnet sind.
Die optische Umwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierenden Elemente (231) an den lichtreflektierenden Flächen (23) befestigt sind.
Die optische Umwandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskörper (1) radial mit einer Basisplatte (11) verbunden ist.