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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einer lichtdurchlässigen Struktur, die von der Lichtquelle angestrahlt ist.
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Beleuchtungsvorrichtungen werden in vielen industriellen Bereichen angewendet. Sie können etwa dazu dienen, Flächen zu verschönern. Bei derartigen Flächen kann es sich bspw. um Fassaden von Gebäuden, Decken oder Böden handeln. Die optischen Gestaltungsmöglichkeiten und Gewohnheiten von Betrachtern sind dabei äußerst vielfältig. Um große Flächen optisch ansprechender zu gestalten, können insbesondere auch Beleuchtungsvorrichtungen vorgesehen sein, deren ästhetischer Eindruck steuerbar bzw. wechselbar ist. Auf diese Weise kann bspw. ein sich stetig wechselnder optischer Eindruck hervorgerufen werden, und so vermieden werden, dass eine optisch gestaltete Fläche, die auf den ersten Blick vielleicht ansprechend erscheint, bei wiederholter und längerer Betrachtung langweilig erscheint.
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Derartig optisch gestaltete Flächen können auch in weiteren Bereichen Anwendung finden. Denkbar sind hierzu alle Bereiche, in denen optische Installationen, Illuminationen oder Lichteffekte Anwendung finden. Insbesondere ist bspw. bekannt, auf Bühnen, bspw. von Theatern oder Konzerten, große, mit Lichtquellen versehene Wände zu platzieren, um den auftretenden Künstlern einen ästhetisch ansprechenden oder möglichst spektakulären Hintergrund zu verleihen.
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Bei derartigen Beleuchtungsvorrichtungen ist es üblicherweise gefordert, einen möglichst einzigartigen Eindruck hervorzurufen, der vorzugsweise dynamisch veränderbar ist. Die in der eingangs genannten Druckschrift beschriebenen Flächen sind dazu in der Lage, mittels mehrerer Lichtquellen Bilder und Formen ähnlich eines üblichen Bildschirms zu erzeugen. Betrachter sind derartige optische Eindrücke mittlerweile allerdings in hohem Maße gewohnt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, mit der sich basierend auf der einzusetzenden Technik, dynamische, ungewöhnliche und verbesserte Lichteffekte erzielen lassen.
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Hierzu wird vorgeschlagen, die Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die mindestens eine lichtdurchlässige Struktur ein mehrere Längsstreben und mehrere Querstreben aufweisendes Fachwerk ist, wobei die Längsstreben senkrecht zu den Querstreben verlaufen, so dass in dem Fachwerk mehrere Fachwerkspalten von Hohlräumen gebildet sind.
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Die erfindungsgemäße lichtdurchlässige Struktur in Form eines Fachwerks erzeugt ein für den Betrachter ungewohntes Brechungsmuster, das die mindestens eine Lichtquelle in einzigartiger Weise abhängig von dem Blickwinkel des jeweiligen Betrachters verzerrt.
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Der so erzeugte optische Eindruck weicht von aus dem Alltag bekannten optischen Eindrücken in hohem Maße ab, so dass ein Blickfang bereitgestellt ist, der die Aufmerksamkeit des Betrachters auf sich zieht. Da sich der optische Eindruck zudem abhängig von dem Betrachtungswinkel ändert, erscheint der optische Eindruck für einen Betrachter aufgrund mangelnder Abwechslung eher nicht langweilig, sondern aufgrund kontinuierlicher Änderung immer auf neue Art und Weise.
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Es wird somit ein verbesserter dynamischer optischer Eindruck durch die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Lichtquelle eine punktförmige elektrische Lichtquelle ist.
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Derartige Lichtquellen lassen sich besonders einfach schalten und rufen aufgrund des punktförmig und vorzugsweise gerichtet ausgestrahlten Lichts ein besonders ansprechendes Berechnungsmuster hervor.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mehrere Lichtquellen vorgesehen sind, die in mindestens einer Zeile und in mindestens einer Spalte mit jeweils gleichen Abständen innerhalb einer Zeile und mit jeweils gleichen Abständen innerhalb einer Spalte angeordnet sind.
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Bei einer derartigen Anordnung mehrerer Lichtquellen lässt sich zum einen eine Fläche beliebiger Größe abdecken und optisch gestalten, zum anderen wird es so möglich, nur Teilbereiche zu beleuchten bzw. beliebige Teilmengen der Lichtquellen wahlweise an- bzw. auszuschalten. Auf diese Weise können optische Muster und Formen erzeugt werden und der optische Eindruck lässt sich in seiner Form beliebig gestalten.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Lichtquellen derart anzuordnen, dass sowohl der Abstand in einer Zeile als auch der Abstand in einer Spalte 5, 10 oder 30 cm beträgt. Selbstverständlich sind auch andere Abstände denkbar, die in der Regel abhängig von der mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu gestaltenden Fläche zu wählen sind. Eine kleinere zu gestaltende Fläche bedingt dabei kleinere Abstände, um einen ähnlichen optischen Eindruck zu erzeugen, wie er bei einer größeren zu gestaltenden Fläche mit größeren Abständen hervorgerufen wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine Lichtquelle jeweils eine RGB-LED ist.
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In dieser Art von Lichtquellen werden eine rote, eine grüne und eine blaue LED (lichtemittierende Diode) gemeinsam in einem Paket als Lichtquelle verwendet. Durch additive Mischung der drei Farben kann so auch weißes Licht erzeugt werden. Zudem ist es möglich, durch entsprechende Mischung der Farbspektren der LEDs, eine beliebige Farbe zu erzeugen. Vorzugsweise werden RGB-LEDs mit 3 × 1 Watt Leistung verwendet. Als Alternative ist natürlich auch jede andere elektrische Lichtquelle denkbar, insbesondere können auch organische LEDs verwendet werden. Soll lediglich eine einfarbige Beleuchtung bereitgestellt werden, können selbstverständlich auch einfarbige LEDs verwendet werden, wodurch sich auch eine einfachere Verschaltung der Lichtquellen und ein kostengünstigerer Aufbau ergibt.
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Mithilfe der RGB-LEDs wird es möglich, einen farbigen optischen Eindruck zu erzeugen. Insbesondere lassen sich auch verschiedene Farben kombinieren, um entsprechend bunte Effekte zu erzeugen. Des Weiteren bieten die RGB-LEDs eine energiesparende Lichtquelle.
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Vorzugsweise kann des Weiteren eine Regelungseinheit vorgesehen sein, die die mindestens eine Lichtquelle gemäß einem festgelegten Ablaufplan steuert.
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Auf diese Weise wird es möglich, die Beleuchtungsvorrichtung automatisiert zu betreiben und die Art der optischen Gestaltung von vornherein durch entsprechende Programmierung festzulegen. Die entsprechende Programmierung bzw. der Ablaufsplan kann von beliebiger Dauer sein, wobei vorgesehen sein kann, dass der Ablaufplan in einer Endlosschleife betrieben wird, d. h., dass mit Ende des Ablaufplans dieser erneut gestartet wird.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Regelungseinheit und mindestens ein mit der Regelungseinheit gekoppelter Sensor zum Erfassen von Umgebungsdaten vorgesehen sind, und wobei die Regelungseinheit die mindestens eine Lichtquelle abhängig von den mittels des Sensors erfassten Umgebungsdaten steuert.
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Auch auf diese Weise ist es möglich, die Beleuchtungsvorrichtung automatisiert zu betreiben. Jedoch kann durch Berücksichtigung der entsprechenden Umgebungsdaten ein sich an die Umgebung anpassender optischer Eindruck hervorgerufen werden.
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Mögliche Umgebungsdaten sind bspw. eine Lichtstärke, etwa des Tageslichts, eine Temperatur, eine Tageszeit, ein Datum, eine Lautstärke, eine Bewegung, die Anwesenheit einer oder mehrerer Personen, oder beliebige andere, sich vorzugsweise zeitlich ändernde Größen, die entsprechend einen sich ändernden optischen Eindruck hervorrufen, indem abhängig von den Umgebungsdaten die mindestens eine Lichtquelle geschaltet wird.
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Die Verknüpfung der Umgebungsdaten mit der mindestens einen Lichtquelle kann auf beliebige Art erfolgen. Beispielsweise kann eine Erhöhung oder eine Verminderung der Lichtstärke vorgesehen sein, eine Farbänderung, eine Änderung eines angezeigten Musters, die An- oder Abschaltung bestimmter Lichtquellen usw.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen der mindestens einen Lichtquelle und der lichtdurchlässigen Struktur mindestens 20 cm beträgt.
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Es hat sich gezeigt, dass die Brechungsmuster des Fachwerks dann besonders gut zu Tage treten, wenn der Abstand zwischen der mindestens einen Lichtquelle und der lichtdurchlässigen Struktur mindestens 20 cm beträgt. Vorzugsweise ist ein Abstand von etwa 80 cm zu wählen: Insgesamt sollte der Abstand in einem Bereich von 20 cm bis 1 m liegen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Diagonalstreben vorgesehen sind, die die Hohlräume durchkreuzen.
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Durch die Diagonalstreben wird ein besonders einzigartiger optischer Effekt bewirkt. Das von der mindestens einen Lichtquellen ausgestrahlte Licht wird durch die Diagonalstreben insbesondere in einer Raumrichtung verteilt, so dass eine punktförmige Lichtquelle als eine Linie erscheint, die abhängig von dem Betrachtungswinkel mehr oder weniger stark an ihren Enden herabgekrümmt ist. Durch entsprechende Ausrichtung der Diagonalstreben kann, bspw. erreicht werden, dass ein Muster von vielen waagerecht erscheinenden Linien bzw. Lichtbögen erzeugt wird. Durch Änderung der Ausrichtung an den Diagonalstreben kann selbstverständlich auch ein vertikales Linien- bzw. Lichtbogenmuster erzeugt werden.
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Selbstverständlich können die Diagonalstreben innerhalb der lichtdurchlässigen Struktur auch in verschiedenen Bereichen verschiedene Orientierungen aufweisen.
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Vorzugsweise kann des Weiteren vorgesehen sein, dass fünf Querstreben vorgesehen sind, so dass jede Fachwerkspalte vier Hohlräume aufweist, und wobei die Diagonalstreben jeweils zwei benachbarte Fachwerkspalten durchkreuzen.
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Es hat sich gezeigt, dass derartig aufgebaute lichtdurchlässige Strukturen den optischen Effekt einer Brechung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichts in linienförmige Lichtbögen besonders gut hervorruft.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine Lichtquelle die lichtdurchlässige Struktur parallel zu den Fachwerkspalten anstrahlt.
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Auf diese Weise wird der Brechungseffekt der lichtdurchlässigen Struktur besonders gut erreicht und der durch den Aufbau des Fachwerks angestrebte optische Eindruck wird optimal hervorgerufen.
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Die lichtdurchlässige Struktur ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Insbesondere kann es sich bei dem Material um Makrolon® der Firma Bayer oder um ein anderes Polycarbonat handeln. Ein weiteres denkbares Material ist Plexiglas® der Firma Evonik-Röhm GmbH oder ein anderes Acrylglas oder Polymethylmethacrylat.
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Aus derartigen Materialien gefertigte Fachwerke werden im Bereich der Dämmtechnik auch als ”Stegplatten” bezeichnet und sind bspw. in der Druckschrift
DE 102 12 401 A1 beschrieben. Eine mögliche derartige Stegplatte wird bspw. von der Firma Bayer Sheet Europe unter der Bezeichnung ”Makrolon
® Stegplatte 5M/32-20” vertrieben. Dabei bezieht sich die Ziffer 5 auf die Anzahl der Querstreben, die Zahlenkombination 32-20 steht für eine Dicke von 32 mm und eine Hohlkammerbreite von 20 mm, so dass diese Dimensionen grundsätzlich passend gewählt werden können. Ein anderes verwendbares Modell ist etwa eine ”Stegplatte 5X/40-25”. Der Vorteil bei der Verwendung derartiger Stegplatten liegt darin, dass diese insbesondere auch zur Dämmung von Gebäuden und Fassaden verwendet werden. Wird die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung daher bspw. zur optischen Gestaltung der Fassade eines Gebäudes verwendet, kann auf diese Weise nicht nur eine ansprechende optische Gestaltung des Gebäudes erzielt werden, sondern auch gleichzeitig eine fortschrittliche Wärmedämmung des Gebäudes bereitgestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung umfasst somit auch die Verwendung einer Stegplatte als optisches Element bzw. als Linsenelement bzw. als Element zur Lichtbrechung. Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung somit auch die Verwendung einer Stegplatte als Element einer Lichtinstallation bzw. einer Beleuchtungsvorrichtung.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
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2 eine bevorzugte Anordnung mehrerer Lichtquellen in der Beleuchtungsvorrichtung in 1,
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3 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer lichtdurchlässigen Struktur in der Beleuchtungsvorrichtung in 1,
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4 eine schematische Frontalansicht der lichtdurchlässigen Struktur in 3,
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5 ein durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung erzeugtes Lichtbild,
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6 ein weiteres, durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung erzeugtes Lichtbild,
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7 noch ein weiteres, durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung erzeugtes Lichtbild.
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1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 10 in einer Ausführungsform. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 weist mehrere Lichtquellen 12 auf, die jeweils von einer RGB-LED gebildet werden. Die Lichtquellen 12 sind mittels einer Verschaltung 14 mit einer Regelungseinheit 16 verbunden. Die Regelungseinheit 16 dient dazu, die Lichtquellen 12 anhand eines festgelegten Ablaufplans zu schalten.
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Wahlweise kann vorgesehen sein, dass anstatt des festgelegten Ablaufsplans die Regelungseinheit 16 die Lichtquellen 12 abhängig von Umgebungsdaten schaltet, die mittels eines Sensors 18 erfasst wurden. Beispielsweise können die Lichtquellen so tageszeitabhängig, geräuschabhängig oder auch abhängig von einer in der Nähe befindlichen Person geschaltet werden, deren Anwesenheit mittels eines Bewegungssensors erfasst wird. Dazu besteht zwischen dem Sensor 18 und der Regelungseinheit 16 eine Sensorverbindung 20, die sowohl drahtlos als auch kabelgebunden sein kann.
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Die Lichtquellen 12 sind auf eine Stegplatte bzw. lichtdurchlässige Struktur 22 gerichtet. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Lichtquellen 12 über einen größeren Winkelbereich Licht aussenden und mehrere lichtdurchlässige Strukturen 22 vorgesehen sind. In der dargestellten Ausführungsform ist jedoch nur eine lichtdurchlässige Struktur 22 vorgesehen. Somit ergibt sich eine optisch gestaltete Fläche bei Betrachtung der lichtdurchlässigen Struktur 22.
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Die lichtdurchlässige Struktur 22 und die Lichtquellen 12 sind in einem Abstand 24 zueinander angeordnet. Der Abstand beträgt vorzugsweise etwa 80 cm, mindestens sollte er 20 cm betragen.
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2 zeigt eine Anordnung der Lichtquellen 12 in der Beleuchtungsvorrichtung in 1.
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Die Lichtquellen 12 sind in Zeilen 26 und Spalten 28 angeordnet. Zwischen den einzelnen Lichtquellen 12 ist in Spaltenrichtung jeweils der Abstand 30 und in Zeilenrichtung jeweils der Abstand 32 vorgesehen. Grundsätzlich wird vorgesehen sein, dass die Abstände 30 und 32 identisch sind, um eine gleichmäßige Flächendeckung durch die Lichtquellen zu erreichen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Abstände unterschiedlich groß sind, um so den durch die Beleuchtungsvorrichtung zur optischen Gestaltung hervorgerufenen optischen Eindruck zu manipulieren.
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3 zeigt eine schematische Perspektivansicht der lichtdurchlässigen Struktur 22.
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Die lichtdurchlässige Struktur 22 ist durch ein Fachwerk 34 gebildet, das aus Makrolon hergestellt ist. Grundsätzlich eignet sich zur Herstellung jedes transparente oder zumindest transluzente Material.
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Das Fachwerk 34 ist aus mehreren Längsstreben 36 und mehreren Querstreben 38 gebildet. Insgesamt sind in der dargestellten Ausführungsform fünf Querstreben 38 vorgesehen, die sich senkrecht zu den Längsstreben 36 erstrecken. Die Anzahl der Längsstreben 36 ist abhängig von der gewünschten Breite des Fachwerks und kann so entsprechend gewählt werden. Des Weiteren sind Diagonalstreben 40 vorgesehen. Die Diagonalstreben 40 dienen zur Aussteifung des Fachwerks und als lichtbrechende Elemente. Eine Stärke der Längsstreben 36, der Querstreben 38 und der Diagonalstreben 40 kann unterschiedlich sein. Üblicherweise weisen die Streben 36, 38, 40 eine Stärke von unter einem Millimeter auf.
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In der 4 ist eine schematische Frontalansicht des Fachwerks 34 und der lichtdurchlässigen Struktur 22 in 3 gezeigt.
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Zwischen zwei der Längsstreben 36 erstreckt sich jeweils eine Fachwerkspalte 42. Die Längsstreben 36 und die Querstreben 38 bilden Hohlräume 44 aus. Die Diagonalstreben 40 kreuzen diese Hohlräume. Jeweils vier zwischen zwei Längsstreben 36 befindliche Hohlräume bilden eine Fachwerkspalte 42 aus.
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Die Diagonalstreben 40 erstrecken sich jeweils über zwei Fachwerkspalten 42. Somit sind jeweils zwei Diagonalstreben 40 derart aufgespannt, dass sie die beiden Diagonalen eines zwei Hohlräume 44 breiten und vier Hohlräume 44 hohen Feldes im Querschnitt des Fachwerks 34 überspannen.
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Die 5 bis 7 zeigen durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Lichtbilder 46, 46' und 46'', die durch weißes Licht vor einem dunklen Hintergrund erzeugt wurde. Die Lichtbilder 46, 46' und 46'' sind selbstverständlich lediglich beispielhaft zu verstehen. Zu erkennen ist insbesondere die Brechung des Lichts der punktförmigen Lichtquellen 12 in linienartige, an ihren Enden gekrümmte, horizontal (in eine X-Richtung) ausgerichtete Lichtbögen.
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Um derartige Lichtbilder 46, 46', 46'' zu erzeugen, wird die lichtdurchlässige Struktur 22 parallel zu den Fachwerkspalten 42 (in eine Z-Richtung) angestrahlt, wobei die lichtdurchlässige Struktur 22 so ausgerichtet ist, dass eine Längserstreckung der Diagonalstreben 42 vertikal (in eine Y-Richtung) ausgerichtet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004026730 A1 [0002]
- DE 10212401 A1 [0036]
